Slovenski gozdovi sodijo med dobro ohranjene, glede na pestrost se uvrščajo v 'biodiverzitetno vroči pas Evrope' in zato nudijo raziskovalcem s področja gozdarstva informacije in trdne temelje za uvrščanje panoge med soustvarjalce mednarodnih strategij ohranjanja in rabe kompleksnih funkcij gozdov, biodiverzitete in obnovljivih virov, vezanih na gozd.
Program Gozdna biologija, ekologija in tehnologija (GBET) je zastavljen modularno, kar omogoča fleksibilno letno načrtovanje in delo. Razdeljen je v 6 sklopov:

DS1: Gozdna ekologija

DS2: Gozdna biologija

DS3: Varstvo gozdov

DS4: Gozdna tehnika in ekonomika

DS5: Načrtovanje in monitoring gozdov in krajine

DS6: Rast, gojenje, dendrokronologija, prostorska informatika

Raziskovalni program, ki je bil odobren za obdobje 2015 - 2019 v višini 4,35 FTE letno, izvajata Gozdarski inštitut Slovenije (4,15 FTE) in Univerza v Novi Gorici (0,2 FTE).

DS1 Gozdna ekologija obsega raziskave stanja in procesov v gozdnih ekosistemih; vsebine preučevanja so orografski dejavniki, matična podlaga in tla, podnebni dejavniki, preskrba z vodo/kroženje snovi in energije, biotski dejavniki; onesnaževanje prvin okolja; ekologija divjadi in lovstva: raziskave razvoja gozdarskih, kmetijskih in prostorskih strategij za dinamično ohranjevanje habitatne vloge gozdov in pestrosti živalstva v okviru načrtovanja v lovstvu in gozdarstvu. Delni rezultati raziskav v posameznih vsebinskih podskupinah:

1.A) Podnebne spremembe in gozd, kroženje vode in ogljika v gozdnih ekosistemih

Kroženje vode: Modelni pristop ocene toka vode v podtalje za gospodarjen in naraven sestoj na Rogu (Vilhar et al., European journal of forest research, 2010 [COBISS.SI-ID 6279033])

Kroženje ogljika: Prva analiza letnega poteka NEE merjenega po metodi Eddy Covariance na raziskovalnih objektih na Podgorskem krasu in priprava na vključitev v svetovno mrežo meritev/raziskovalnih ploskev Fluxnet. (Ferlan et al., Agric. Ecosyst. Environ., 2010)

Razmerja ogljika v rastlinskem sistemu: S pomočjo sodelavcev DS 4 je bil na nacionalni ravni vzpostavljen sistem za spremljanje kakovosti padavin in meteoroloških meritev v gozdnem prostoru ter podpora UNFCCC in Kjotskem-u poročanju.

1.B) Vpliv okoljskih dejavnikov na stanje gozdnih ekosistemov:

Vpliv okoljskih dejavnikov na stanje gozdnih ekosistemov: Prva izvedba analize identifikacijskih dejavnikov vsebnosti skupnega dušika v mahovih na širši evropski ravni. (Schöder, Simončič et al., Atmos. environ., 2010 [COBISS.SI-ID 23897127])

Vzpostavljen je bil nov Laboratorij za elektronske sisteme (LES), v okviru katerega je v razviju metoda in izdelava prototipa avtomatskega merilca za meritve dihanja tal, razvoj prototipa avtomatskega vzorčevalnika za lovljenje toka vode po deblu ter vzpostavljeno testno delovanje avtomatskih meteoroloških postaj v gozdnem prostoru

1.C) Proučevanje rastlinske vrstne pestrosti

Razvoj indikatorjev ugodnega ohranitvenega stanja gozdnih habitatnih tipov (Natura 2000, Habitatna direktiva 1992) in drugih indikatorjev sprememb gozdnih ekosistemov/habitatov:

Preučevanje rastišč: Dakskobler, Kobal et al., Wulfenia, 2010

Proučevanje rastlinske vrstne pestrosti : Razvoj empiričnega modela za napovedovanje sprememb areala drevesnih vrst in njegova uporaba v simulaciji razširjenosti drevesnih vrst v prihodnosti kot posledica sprememb podnebja po različnih scenarijih. (Kobler & Kutnar 2010, v: Small scale forestry in a changing world : opportunities and challenges and the role of extension and technology transfer: proceedings of the conference. Ljubljana: Slovenian Forestry Institute [COBISS.SI-ID 2960038])

1.D) Ekologija gozdne favne in lov

Raziskave genetske diferenciranosti populacij divjega petelina ter merila za ohranjanje alpske in dinarske linije glede na lastnosti gozdov: objava prispevka Ekologija divjadi: Čas, Šumarski list, [COBISS.SI-ID 3027366].

2.A) Ohranjanje gozdnih genskih virov

Poznavanje in varovanje genetske variabilnosti, ki omogoča preživetje in prilagajanje populacij gozdnih drevesnih vrst na spreminjajoče se okolje, sta nujni za ohranjanje in razvoj gozda ter zagotavljanja vseh njegovih funkcij. Rezultati:

Operacionalizacija sistema dinamičnega varovanja gozdnih genskih virov (GGV) s pomočjo izobraževanja strokovne javnosti o pomenu, načinu gospodarjenja in stanju GGV v Sloveniji in Evropi: Prevod in priredba sedmih tehničnih smernic za varstvo genskih virov v okviru mreže EUFORGEN (smreka, bukev, dob in graden, črni topol, češnjo, veliki in poljski jesen, jelka). Smernice smo izdali v obliki središčne brošure v reviji Gozdarski vestnik.

Izbor enot dinamičnega varovanja GGV v gozdu, nadaljnji razvoj metod pridobivanja, dodelave, shranjevanja ter kalitve gozdnega reprodukcijskega materiala:

WESTERGREN et al., Les, 62, 5: 142-148, [COBISS.SI-ID 2964134]. Predstavljena je sistemska rešitev potrjevanja izvora partij semena smreke za potrebe semenarstva v gozdarstvu.

Protokol za stratifikacijo zamrznjenega bukovega žira: navodil za potrebe Semenske hranilnice Zavoda za gozdove Slovenije.

Razvoj metod določanja prilagoditvenega potenciala izbranih populacij gozdnih drevesnih vrst na potencialne spremembe v okolju:

Disertacija: WESTERGREN 2010. Razvoj in praktična uporaba baz molekularnih podatkov v gozdarstvu [COBISS.SI-ID 250678016]

Sistemske rešitve potrjevanja izvora partij semena smreke za potrebe semenarstva v gozdarstvu

Dopolnjevanje baze molekulskih podatkov z novimi podatki o populacijah v času in prostoru ter njihovi analizi in interpretaciji: Izdelava sistemske rešitve za shranjevanje surovih genetskih podatkov v obliki baze molekulskih podatkov vključno z aplikacijo, ki omogoča priredbo surovih genetskih podatkov za obdelavo z različnimi populacijsko genetskimi programi

Izdelava SOP za identifikacijo hibridov med velikim in poljskim jesenom na molekulskem nivoju [COBISS.SI-ID 3097766]

Izdelava SOP za analizo mikrosatelitov [COBISS.SI-ID 3098022]

DS2-A prispeva k razvoju za potrebe nalog javne gozdarske službe s področja ohranjanja genskih virov, semenarstva in drevesničarstva, projektu EUFGIS, programu EUFORGEN in COST akcijam E52 in FP0905.

2.B) Študije vrstne in funkcionalne pestrosti v ekosistemu gozdnih tal

60% letno asimiliranega ogljika prehaja v biokomponento gozdnih tal, katere delovanje sodi med pomembne izzive raziskav delovanja in odzivov gozda na spreminjajoče se dejavnike okolja. Biokomponenta gozdnih tal omogoča delovanje gozdnih ekosistemov s kompleksnimi odnosi in regulacijo procesov kroženja mase in energije, zato je nujno poznati njeno pestrost na genskem, vrstnem in ekosistemskem nivoju. To omogoča aplikacijo spoznanj za biodiverzitetne, interakcijske, ohranitvene, indikacijske in komercialne namene, ter odzive na spreminjajoče se pogoje v okolju (npr. spremembe v temperaturi in druge antropogeno pogojene motnje v talnih substratih). Rezultati:

Spremljanje pojavljanja in razporejanja podzemnih gliv na območju Slovenije in opis rastišč, z namenom izboljšanja in prilagoditve gojenja lokalnim razmeram. Glivne združbe smo analizirali na izbranih rastiščih bukve in topolov v Vojvodini, Makedoniji, Dinaridih ter območij ob zgornji Alpski gozdni meji (objave: Grebenc et al. [COBISS.SI-ID 2964390]; Katanić et al. [COBISS.SI-ID 2964646]; Marjanović et al. [COBISS.SI-ID 3008934]; Benucci et al. FEMS Microbiology Ecology, [COBISS.SI-ID 3122086]).

SOP za analize, inokulacije in pripravo sadik, inokuliranih z izbranimi vrstami ektomikoriznih gliv in modeliranje potencialnih rastišč.

Pridobitev izhodiščnih podatkov o združbi, izotopski sestavi in razvoj metodologije meritev dihanja in fotosinteze v zastavljenih poskusnih pogojih z rizotroni (Štraus, diplomsko delo, [COBISS.SI-ID 2342223]).

Analize rasti drobnih korenin na različnih rastiščih smo preliminarno prikazali na več konferencah, v znanstvenem in poljudno-strokovnem tisku in na delavnici o uporabi težke mehanizacije v gozdarstvu.

Razvili smo program za organizacijo baz podatkov o rasti drobnih korenin ter pridobili slovenski in prijavili evropski in ameriški patent za napravo in postopek merjenja rasti korenin v minirizotronih.

Prispevek k: EUREKA E!3835, CRP V4-0492, L4-2265, COST FP 0803, FP 0903 in E52, organizacija mednarodnega znanstvenega srečanja z naslovom Belowground complexity v okviru COST akcije FP0803.

2.C) Zbirke

Herbarij in mikoteko smo v letu 2010 obogatili za 200 vzorcev gliv, pretežno podzemnih gliv, ca 20 izolatov ektomikoriznih gliv v čisti kulturi. Herbarij je prevzel v hrambo tudi zasebni mikološki herbarij Zore in Ivana Kavčiča (Modrej, GD ) GD Most na Soči). Izvedli smo izmenjave z več herbariji, med drugim s Švedskim naravoslovnim muzejem (Swedish Museum of Natural History) in herbarijem v Kunmingu (Herbarium of Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences – KUN).

Živo zbirka ektomikoriznih gliv smo vzdrževali in dopolnjevali po načrtih v SOP (SOP FIGE MET 003 - Shranjevanje vzorcev v laboratoriju FIGE - [COBISS.SI-ID 3099046])

Slovenska gozdna genska banka: Stalne zbirke v letu 2010 smo dopolnjevali z ekstrakcijami DNK (dolgotrajno shranjevanje na -85oC)

Vzdrževanje in dopolnjevanje baze MOLEKBASE (prosto dostopna baze molekularnih podatkov, razvita za namen hrambe in obdelave podatkov o mikrosatelitnih molekularnih markerjih).

Dopolnjevanje zbirk nukleotidnih zaporedij (GeneBank, Unite) s preko 500 zaporedji (gozdno drevja, glive in divji petelin)

2.D) Rizo- in mikoremediacijske tehnologije, pomen korenin in mikorize za kroženje oglljika, stabilizacijo brežin in preventivo pred erozijo

Drobne korenine, mikoriza in micelij mikoriznih gliv regulirajo kroženje ogljika v ekosistemu, so pomembni dejavnik pri procesih in stabilnosti tal ter vplivajo na kvaliteto vode v tleh. Posamezne vrste rastlin in gliv lahko stabilizirajo tako talne agregate, kakor tudi različna onesnažila v tleh, ali pa pospešijo njihov sprejem in akumulacijo v svojem gostitelju – makrobiontu. Rezultati:

Na ploskvi na Počku, smo zasadili sadike 6 vrst dreves in ugotovili, da izbrane drevesne vrste kopičijo v koreninah Cd (BCF = 1,2), ostale kovine pa sprejemajo le v manjših vsebnostih in vrstno specifično. Zato lahko uporabimo večino preučevanih drevesnih vrst za fitostabilizacijo onesnaženih tal. Ugodno razmerje med bioakumulacijo in translokacijo kovin smo ugotovili za vse drevesne vrste z izjemo ive, kjer je prenos Cd v liste precejšen (TF = 6,9). Upoštevaje rastne parametre in privzem kovin v sadike je najbolj primerna vrsta za remediacijo obravnavanega območja rdeči bor, najmanj pa iva.

Na ploskvah na Krvavcu rezultati kažejo manjšo vrstno pestrost in produkcijo nadzemne biomase na ploskvah, kjer so bili posegi v tla v preteklosti največji. Stabilnost talnih agregatov pozitivno korelira z Shannonovim indeksom kot merilom vrstne pestrosti.

Prispevek k projektu L4-0637, CRP Mir ter COST akcijam FP0803 in 0903.

2.E) Varstvo gozdov (DS6): determinacija, biologija, ekologija gozdu nevarnih invazivnih organizmov, modeliranje razvoja in usmeritev integralnega varstva gozdov. Rezultati:

Zaključek raziskave odmiranja črnega gabra na Krasu in v severni Italiji. Bolezen je povzročila gliva Botryosphaeria dothidea (črni gaber doslej ni bil znan kot gostitelj te glive). V procesu odmiranja sodelujejo še druge vrste iz družine Botryosphaeriaceae (rou Dothiorella). Sprožilni dejavnik za pojav bolezni jesuša. Molekularna analiza populacije izoliranih gliv je pokazala veliko variabilnost, kar pomeni, da povzročitelj ni bil vnesen, ampak je bolezen povzročila avtohtona endofitna populacija patogena (Piškur et al., European journal of forest research, [COBISS.SI-ID 2992550])

Objava članka o prvi ugotovitvi jesenovega ožiga v Italiji in druge znanstvene ter kratke znanstvene prispevke (enega v reviji 1A1). Med deli, objavljenimi v letu 2010, je najbolj odmeven (Ogris et al., Plant dis. 94(1) [COBISS.SI-ID 2484902])

Les je pomemben material in energent, zato je poznavanje njegove rabe ter mobilizacija razpoložljivih resursov ključno za oblikovanje politik in razvoja na tem področju. Cilji raziskav vključujejo analizo rabe lesa v energetske namene ter oceno ponorov za celotni sektor, rabe tal, spremembe rabe tal in gozdarstvo. Velik poudarek je bil na prenosu znanja do končnih uporabnikov. Rezultati

Smernice za ustanavljanje Biomasnih logističnih centrov, kjer dobijo potencialni investitorji praktična navodila kako pristopiti k načrtovanju teh centrov (Krajnc&Premrl, Biomasni logistični in trgovski centri: trije koraki do uspešne realizacije projekta: smernice. [COBISS.SI-ID 252786688])

Poročilo o stanju ponorov in emisij za sektor »Land use land use change and forestry« po navodilih dobre prakse (IPCC, GPG 2003, 2006). Poročilo je bilo sprejeto in potrjeno s strani tujih recenzentov oziroma revizorjev (Mekinda Majaron et al., Slovenia's national inventory report 2010 : submission under the United Nations framework convention on climate change and under the Kyoto Protocol. Ljubljana: Environmental Agency of the Republic of Slovenia. [COBISS.SI-ID 2989222])

Prispevek k projektom »Pomen gozdno-lesne proizvodne verige za blaženje podnebnih sprememb« (CRP. KONKURENČNOST SLOVENIJE 2006 – 2013; Biomass TradeCentres (Intelligent Energy Europe Programme); Woodheat solution (Intelligent Energy Europe Programme); Agriforenergy II (Intelligent Energy Europe Programme)

Cilji vključujejo razvoj kazalcev za spremljanje stanja funkcij gozda in gozdnega okolja, razvoj instrumentov za boljše upravljanje z okoljem in razvoj ukrepov za gospodarjenje s prostorom; optimiranje monitoringa gozdnih ekosistemov ter razvoj sistema krajinskega načrtovanja. Rezultati:

• Razvoj koncepta integriranega monitoringa za spremljanje stanja v gozdnem okolju. Slovenija je skupaj s Švedsko in ZDA redka država, ki ji je doslej uspelo razviti koncept hierarhičnega velikoprostorskega monitoringa gozdnega okolja za pridobivanje standardizirani podatkov za potrebe nacionalne gozdarske politike ter nacionalnega in mednarodnega poročanja (CBD, UNFCCC, CLRTAP)
• Razvoj za potrebe strokovnega usmerjanja informacijskega sistema za gozdove (JGS naloga 4), nalog IM1 in D1 (FutMon Life+) ter izboljšanja informacijske učinkovitosti GG načrtovanja in gozdarskega informacijskega sistema. Prenos znanja v gozdarsko operativo.

Cilji vključujejo preučevanje rasti gozdnih in negozdnih dreves na intra- in interanualnem nivoju, fizioloških odzivov dreves ter modeliranje prostorskih in ekoloških kazalcev v luči adaptacije drevesnih vrst na spreminjajoče se okoljske in klimatske razmere, lokalno in/ali vzdolž vertikalnih in horizontalnih gradientov na drevesni in sestojni ravni; ter povečevanje kvalitete lesa v slovenskih gozdovih in razvoj tehnik gojenja, ki pripomorejo k blaženju posledic klimatskih sprememb. Rezultati:

3.A) Dendrokronologija

V letu 2010 smo v okviru PS intenzivirali delo na razvoju dendrokronološke mreže na Balkanu. Zelo velik poudarek je bil na vzorčenju v Bosni in Hercegovini, kjer smo obdelali bolj ali manj vsa ekstremna rastišča črnega bora (Pinus nigra) in tako skupno nabrali preko 400 izvrtkov. Dodatno smo na ekstremnih rastiščih vzorčili tudi muniko (Pinus heldreichii), ki po podatkih iz literature dosega večje starosti kot črni bor.
Na osnovi vseh nabranih vzorcev črnega bora smo sestavili preko 500 letno kronologijo za področje BiH. Vzorčili smo tudi v Romuniji (Baile Herculane) in Albaniji (Guri i Topit in Llogara). Izvrtki z vseh lokacij so v obdelavi. Nabran material bomo uporabili za preučevanje odziva črnega bora in munike na ekstremne dogodke, vključujoč klimatske spremembe in z njimi povezane spremembe v gozdnih ekosistemih.

3.B) Gojenje gozdov, ekofiziologija in rast in razvoj lesa pod vplivi poškodb in mikrookoljskih razmer

Razvoj lesa: V rastni sezoni 2010 smo nadaljevali z eksperimenti nadzorovanega ogrevanja debel, in sicer na topolih (Populus alba) za raziskave odziva kambija ter procesov ksilo- in floemogeneze na zunanje dejavnike. Izbrali smo štiri drevesa, na katerih smo vsake 20 dni odvzeli vzorce tkiv. Obenem smo vsak teden odvzeli vzorce listov za izotopske analize. Nadalje smo na različno vitalnih hrastih, katerim smo ob koncu rastne sezone 2009 odvzeli tkiva ličja, kambija in lesa, raziskali anatomske značilnosti kambija ter floemske in ksilemske branike.
Preliminarni rezultati kažejo, da širina prirastkov med različno vitalnimi drevesi zelo variira. Struktura floema in ksilema je v tesni zvezi s širino prirastka. Raziskani parametri bi lahko bili eden izmed kriterijev za ocenjevanje zdravstvenega stanje dreves.

3.C) Gojenje in ekofiziologija: opredeliti in posneti svetlobne razmere v različnih naravnih bukovih sestojih in izmeriti morfološko fiziološki odziv v istih okoljskih razmerah, objava v reviji z IF (Čater et al., European journal of forest research, 129(4): 531-639 [COBISS.SI-ID 2518182])

Na zbranih lokacijah s primerljivimi svetlobnimi razmerami naravnih bukovih rastišč smo proučevali razlike v morfološkem odzivu na svetlobo med posameznimi gozdnimi kompleksi in svetlobnimi kategorijami. Odzivi so se ujemali z meritvami fizioloških kazalcev.

3.D) Modeliranje ekološke zdržnosti gospodarjenja z gozdovi - Preučevanje ekoloških dejavnikov, ki vplivajo na uspevanje izbranih lesnih vrst (v okviru UNG). Rezultati:

Vzorčenje v poplavnih gozdovih črne jelše v Polanskem logu v Prekmurju. Vzorce smo dendrokronološko analizirali. S pridobljenimi podatki smo nadgradili model priraščanja črne jelše (vplivi gospodarjenja (redčenj) na priraščanje.
V Prekmurju smo preučili vpliv dejavnikov na pojavljanje robinje (Robinia pseudoacacia). Napovedno moč modela smo ugotavljali s splošnim linearnim modelom. Zanesljivost modela je bila ocenjena s sedemkratno navzkrižno validacijo z uporabo AUC (Area Under the ROC Curve). Rezultati so pokazali, da so raba tal, nadmorska višina in tip tal dejavniki, ki pomembno pojasnjujejo pojavljanje robinje na preučevanem območju. Robinija se najpogosteje pojavlja na gozdnih površinah in na travnikih najslabše kvalitete, najredkeje jo srečamo na poljih. Rezultati raziskave so bili predstavljeni na 19th Workshop of the European Vegetation Survey, University of Pécs, Hungary.
Analize prostorske razporeditve tipičnih gozdnih sestojev ob reki Muri (vrbe, jeseni, dobi in črna jelša), fragmentov gozdov na aluvialnih ravnicah, v katerih prevladujeta graden in beli gaber ter gričevja na katerih prevladuje bukev ter ugotoviti, kateri dejavniki najbolj vplivajo na njihovo razporeditev. Primerjava razporeditve tipov območij je služila za razvoj splošnega koncepta o delovanju krajine v prostoru z ozirom na tipe gozdov. Oddaljenost od vodnih teles in površinske značilnosti krajine dejavnika najbolj vplivata na porazdelitev različnih gozdnih tipov v krajini. Rezultati so bili predstavljeni v obliki predavanja na konferenci »Forest Landscapes and Global Change: New Frontiers in Management, Conservation and Restoration« v Bragança na Portugalskem.