Risk model of tree stand damage by winds and its evaluation based on damage caused by cyclone “Xaver”

Arkadiusz Bruchwald, Elżbieta Dmyterko, Radomir Balazy

Abstract


Aim of study: To develop and evaluate the forest’s wind-risk model, dedicated for stand damage level.

Area of study: Model was tested in the northeastern Poland.

Material and methods: A risk model referring to the damage of forest stands by wind specifies, for every stand in a selected forest district, the risk factor within the range of 0 to 3. The higher value of the factor, the greater risk of damage, if wind occurs. The model was based on 11 features: average size of a tree stand, mean diameter breast high in the specified features’ ratio, species composition, degree of stand density, age of stand, forest site type, amount of damage caused by wind in the last 10-year period, location of forest district in the region of Poland, and three features for mountains: stand’s altitude above sea level, direction, and slope. The model used information from the State Forests’ Information System database (SILP), and since it was developed in JAVA computer language, the processing of data for one forest district lasted less than one minute.

Main results: The model can create a forest district digital map, in which stands characterized by specific risk values are presented with high prediction accuracy.

Research highlights: The risk model of tree stand damage by winds uses data provided by the SILP and what was proven in below study, can be used as an effective tool in a forestry practice.

Keywords


wind damages; modeling; forest

Full Text:

PDF HTML XML

References


Bruchwald A, 1986. Simulation growth model MDI 1 for Scots pine. Ann Warsaw Agric Univ SGGW-AR, For & Wood Technol 34: 47-52.

Bruchwald A, Dmyterko E, 2010. Lasy Beskidu Śląskiego i Żywieckiego zagrożenia, nadzieja. Instytut Badawczy Leśnictwa. Sękocin Stary.

Bruchwald A, Dmyterko E, 2011. Zastosowanie modeli ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr do oceny zagrożenia lasów nadleśnictwa. Sylwan 155 (7): 459-471.

Bruchwald A, Dmyterko E, 2012. Ryzyko powstawania szkód w drzewostanach poszczególnych nadleśnictw Polski. Sylwan 156 (1): 19-27.

Bruchwald A, Dmyterko E, 2013. Model ryzyka uszkodzenia drzewostanu przez wiatr z uwzględnieniem cech rzeźby terenu. [W]: Geomatyka w lasach państwowych. Część II. Poradnik Praktyczny (red. K. Okła). Centrum Informacyjne Lasów Państwowych. Warszawa, pp: 268-288.

Filipek Z, 2008. Szkody w wyniku zjawisk klęskowych na terenie Lasów Państwowych w ostatnich latach. [W:] Klęski żywiołowe w lasach zagrożeniem dla wielofunkcyjnej gospodarki leśnej. Wyd. "Świat", Warszawa, pp: 7-13.

Gil W, Zachara T, 2006. Analiza szkód od wiatru w wybranych drzewostanach świerkowych i sosnowych. Leśne Prace Badawcze 4: 77-99.

Grabowski L, 2008. Szkody od huraganu w 2007 r. w drzewostanach RDLP Wrocław. [W:] Klęski żywiołowe w lasach zagrożeniem dla wielofunkcyjnej gospodarki leśnej. Wyd. "Świat", Warszawa: 55 – 71.

Janusz E, 2008. Szkody od huraganu w 2007 r. w drzewostanach RDLP Łódź. W: Klęski żywiołowe w lasach zagrożeniem dla wielofunkcyjnej gospodarki leśnej. SIiTLD, Wyd. "Świat", Warszawa: 14-16.

Koziński G, Nienartowicz A, 2006. Spatial distribution and extent of damages by wind storms in tree stands of the Tuchola Forest. W: Insect outbreaks in managed and unmanaged forests, Kolk A (ed). Forest Research Institute: 89-105.

Mikułowski M, 2002. Problemy zagospodarowania lasu na terenie klęski wiatrowej z lipca 2002 r. w północno-wschodniej Polsce. Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa, Ser A 3 (937-943): 129-133.

Ni Dhubhain A, Walshe J, Bulfin M, Keane M, Mills P, 2001. The initial development of a windthrow risk model for Sitka spruce in Ireland. Forestry 74 (2): 161-170. https://doi.org/10.1093/forestry/74.2.161

Peltola H, 1996. Model computations on wind flow and turning moment by wind for Scot pines along the margins of clear cut areas. Forest Ecol Manage 83: 203-215. https://doi.org/10.1016/0378-1127(96)03717-6

Peltola H, Kellomäki S, 1993. A mechanistic model for calculating windthrow and stem breakage of Scots pines at stand edge. Silva Fennica 27 (2): 99-111. https://doi.org/10.14214/sf.a15665

Saunderson SET, England AH, Baker CJ, 1999. A dynamic model of the behaviour of Sitka spruce in high winds. J Theoret Biol 200: 249-259. https://doi.org/10.1006/jtbi.1999.0983

Stępień E, 1986. Zwiększanie stabilności drzewostanów przy pracach odnowieniowych. Sylwan 1: 13-21.

Szabla K, 2009. Aktualny stan drzewostanów świerkowych w Beskidach i ich geneza. W: Problem zamierania drzewostanów świerkowych w Beskidzie Śląskim i Żywieckim. (red. Starzyk J.). Oficyna Wydawniczo-Drukarska "Secesja", Kraków: 13-43.

Valinger E, Fridman J, 1998. Modeling probability of snow and wind damage using tree, stand, and site characteristics from Pinus sylvestris sample plots. Scand J For Res 13: 348-356. https://doi.org/10.1080/02827589809382994

Valinger E, Fridman J, 1999. Models to asses the risk of snow and wind damage in pine, spruce, and birch forests in Sweden. Environ Manage 24 (2): 209-217. https://doi.org/10.1007/s002679900227

Zachara T, 2006. Problem szkód w lasach powodowanych przez śnieg i wiatr oraz sposoby przeciwdziałania im. Sylwan 10: 56-64.

Zajączkowski J, 1991. Odporność lasu na szkodliwe działanie wiatru i śniegu. Wydawnictwo "Świat", Warszawa.

Zajączkowski J, Mikułowski M, Zachara T, Gil W, Kopryk W, 2004. Możliwości zwiększenia efektywności zabiegów hodowlanych w kształtowaniu odporności lasu na szkodliwe działanie wiatru i śniegu. Instytut Badawczy Leśnictwa, Warszawa.

Zawiła-Niedźwiecki T, 1994a. Teledetekcja i systemy informacji przestrzennej w ocenie stanu lasu i monitorowaniu obszarów poklęskowych. Materiały Konferencji: "Systemy informacji przestrzennej o lasach": 95-108. Katedra Urządzania Lasu i Geodezji Leśnej SGGW, Warszawa.

Zawiła-Niedźwiecki T, 1994b. Ocena stanu lasu w ekosystemach zagrożonych z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych i systemu informacji przestrzennej. Prace Instytutu Geodezji i Kartografii XLI: 90.




DOI: 10.5424/fs/2018272-11731

Webpage: www.inia.es/Forestsystems