Tree growth dynamics and ecological recovery in Kitulangalo Miombo woodlands, Morogoro Tanzania

This research focuses on stand dynamics and ecological recovery in miombo woodlands, Morogoro, Tanzania. The study uses the Kitulangalo Permanent Sample Plots (PSPs) to analyse tree species’ site-specific growth, regeneration dynamics, and stand development using empirical and modeling approaches. The high number of tree species in miombo necessitated the formulation of three species groups involving 1) trees that grow relatively rapidly to be dominants in top canopy layers 2) trees that stay mainly in the lower and middle canopy levels and 3) trees that grow slowly but persistently and may eventually rise to dominant and codominant canopy positions applied in studies I and III. Study III also applies three harvesting alternatives, which align with the recommended harvesting practices for these woodlands. Diameter increment varied with the change in basal area growth across species groups, reaching a maximum of 3.2 cm (group 1) during 2008-2016. Density-dependent mortality and ingrowth also varied with species group as higher mortality rates dominated the lower and middle canopy layers due to asymmetrical competitions. Fencing the plots prompted thick grass cover. The drop in the total number of regeneration stems and the simultaneous increase in the number of main stems in fenced areas and dense plots indicated a self-thinning process induced by competition. This is linked to multi-stem regeneration undergoing a morphological transformation into single-stem saplings (main stems) and eventually becoming small trees. Harvesting intensity, density-dependent mortality, and ingrowth regulated stand basal area and therefore stand growth and development during the simulation. Stand structural development was dominated by species groups 1 and 2, indicating sustainability in species composition and structures. Stand development was affected by the addition of new stems of each species in each simulation year. Miombo stands have demonstrated the potential to attain a steady-state condition over the medium-term under-regulated stand conditions and silvicultural treatments. The developed models, treatments, and harvesting alternatives may be limited in application to Kitulangalo and similar lowland miombo woodlands in Tanzania. Future studies concerning stand conditions, silvicultural treatments, and harvesting alternatives are vital for a better understanding of stand dynamics in miombo woodlands in Tanzania. Keywords: Forest disturbance, tree growth and stand dynamics, regeneration dynamics, silvicultural treatment, harvesting alternative, miombo woodlands

Tutkimus käsittelu puuston dynamiikkaa ja ekologista palautumista miombometsissä Morogorossa, Tansaniassa. Tutkimuksessa käytettiin Kitulangalon suojelumetsässä sijaitsevilta pysyviltä koealoilta hankittuja aineistoja metsiköiden ja puiden kasvun, uudistumisdynamiikan ja puuston kehityksen analysointiin mm. empiiristen mallien avulla. Puulajien suuri määrä edellytti kolmen lajiryhmän muodostamista: 1) puut, jotka kasvavat suhteellisen nopeasti hallitseviksi ylimmissä latvuskerroksissa 2) puut, jotka pysyvät pääasiassa alempien ja keskimmäisten latvuskerrosten tasolla ja 3) hitaasti mutta vakaasti kasvavat puut, jotka voivat lopulta nousta hallitseviin ja latvuskerroksiin. Malleilla simuloitiin miombometsien kehitystä erilaisissa käsittelyvaihtoehdoissa. Puun läpimitan kasvu oli nopeinta puulajiryhmässä 1, jossa 8 vuoden kasvun maksimirvo oli 3,2 cm. Tiheydestä riippuvainen kuolleisuus ja sisäänkasvu (niiden puiden määrä jotka saavuttivat 5 cm läpimitan 8-vuotisen tutkimusjakson aikana) vaihtelivat myös lajiryhmittäin, ja kuolleisuus oli suurinta alimpien ja keskimmäisten latvuskerrosten puissa joihin kohdistui epäsymmetrinen kilpailu ylempien latvuskerrosten taholta. Koealojen aitaaminen, jolla estettiin karjan laiduntaminen, johti pintakasvillisuuden voimakkaaseen rehevöitymiseen, taimien kokonaisrunkoluvun laskuun ja samanaikaiseen valtataimien määrän kasvuun Poimintahakkuiden voimakkuus, tiheydestä riippuva kuolleisuus ja puiden kasvu säätelivät puuston kehitystä ja tiheyttä 99-vuotta käsittäneen simulointijakson aikana. Lajiryhmät 1 ja 2 olivat hallitsevassa asemassa kaikissa simulointivaihtoehdoissa, mikä ilmensipuuston rakenteen ja puulajikoostumuksen resilienssiä. Tulokset viittasivat miombometsien hyvään palautumiskykyyn voimakkaiden säätelemättömien hakkuiden jälkeen. Koska tutkimuksen tulokset perustuivat vain Kitulangalon alueelta hankittuihin aineistoihin, niiden suora yleistettävyys rajoittuu Kitulangalon olosuhteita vastaaviin tasankomaiden miombo-metsiin Tansaniassa. Laajemmat puuston rakennetta ja dynamiikkaa, metsänhoitomenetelmiä ja käsittelyvaihtoehtoja koskevat tutkimukset ovat elintärkeitä, jotta ymmärrettäisiin paremmin miombometsien tilaa ja dynamiikkaa Tansanian ja koko eteläisen Afrikan alueella. Asiasanat: Metsähäiriöt, puiden kasvu ja puuston dynamiikka, uudistumisdynamiikka, metsänhoito, korjuuvaihtoehto, miombo-metsät

ei saavutettava