Greinasafn: Ísig vatns í jarðveg: Áhrif gróðurs og frosts

Ísig vatns í jarðveg: Áhrif gróðurs og frosts


Höfundur	Útgefandi	Útgáfuár	Útgáfustaður
Berglind Orradóttir, Ólafur Arnalds, Jóhann Þórsson	BÍ, LbhÍ, L.r., S.r.	2006	Reykjavík

Rit	Árgangur	Tölublað	Bls.
Fræðaþing landbúnaðarins	2006		102-107

Sjá greinina í heild í pdf-skjalinu hér að ofan

Inngangur

Þegar ástand lands er metið eru oft notaðir mælikvarðar sem lýsa virkni vatnsferla vistkerfisins. Geta vistkerfis til að taka við, geyma og miðla úrkomuvatni, og stöðugleiki þessara ferla er mikilvægur hluti af vatnshringrás hvers vistkerfis (Pellant et al., 2000). Góður áviti á getu vistkerfis til að taka við úrkomu og leysingavatni er svonefnt ísig (e. infiltration), þ.e. það ferli þegar vatn sígur ofan í jarðveginn. Þættir sem hafa áhrif á ísig eru m.a. veðurfar, landslag, jarðvegur og gróður. Landnotkun getur valdið breytingum á ísigi vegna áhrifa hennar á jarðvegseiginleika og gróðurfar.

Jarðvegsbygging, kornastærð og lífrænt efni í jarðvegi hafa afgerandi áhrif á holurýmd jarðvegs og þ.a.l. einnig á ísigshraða. Gróður eykur ísig með því að auka hrjúfleika yfirborðs, minnka neikvæð áhrif regndropa á jarðvegsyfirborð og með því að bæta jarðvegsbyggingu (Thurow, 1991). Áhrif gróðurs eru þó breytileg eftir gróðursamfélögum, þannig er ísigshraði yfirleitt mestur í skógi og kjarrlendi, lægri í graslendi og minnstur í gróðursnauðu landi (Thurow et al., 1986).
Á norðlægum slóðum getur ísig verið mjög ólíkt að sumri og vetri vegna áhrifa jarðvegsfrosts á holurýmd og vatnsflæði í jarðveginum. Þetta ræðst þó af gerð þess klaka sem myndast í jarðveginum (Fahey & Lang, 1975; Kane & Stein, 1983; Jones et al., 2001), þ.e. hve mikið klakinn minnkar virka holurýmd jarðvegsins. Oft er talað um tvær megingerðir jarðvegsklaka, sem er þá flokkaður út frá áhrifum hans á ísig: Þéttur jarðvegsklaki (e. concrete frost) einkennist af mjög mörgum, litlum og þéttum ískristöllum og getur dregið mjög úr ísigi eða hindrað það alveg og; gljúpur jarðvegsklaki (e. porous frost) einkennist af fáum og stórum ískristöllum og getur aukið ísig samanborið við ófrosinn jarðveg. Jafnframt er talað um gegndræpan jarðvegsklaka (e. porous concrete frost) sem svipar til þétts jarðvegsklaka en þéttleiki ískristalla er minni. Eins og nafnið bendir til hripar vatn í gegnum þessa klakagerð en ísig er þó gjarnan minna en í ófrosnum jarðvegi.

Gróður, vatnsinnihald jarðvegs og veðurfar hafa áhrif á hvaða gerð jarðvegsklaka myndast í jarðvegi að vetrum. Þéttur klaki myndast frekar þar sem gróðurþekja er lítil og á opnu landi þar sem snjóþekja er stopul, en gljúpur klaki í skóglendi sérstaklega í laufskógum (Fahey & Lang, 1975). Jafnframt myndast þéttur klaki frekar í jarðvegi með hátt vatnsinnihald (Kane & Stein, 1983). Þá er ljóst að umhleypingar í veðri, þar sem hlýindi og kuldakaflar skiptast á, auka líkur á myndun þétts jarðvegsklaka.

Á Íslandi virðast kjöraðstæður til myndunar þétts jarðvegsklaka. Hér hefur skógareyðing verið mikil, eldfjallajörðin getur haldið ógrynni af vatni og umhleypingar í veðurfari er regla frekar en undantekning. Árin 1999 til 2000 var þetta samspil gróðurs, ísigs og jarðvegsklaka kannað í íslenskum gróðurlendum. Hér verður þeirri rannsókn lýst í stórum dráttum og sagt frá helstu niðurstöðum.