Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

4. szám - Móricz Norbert–Gálos Borbála–Gribovszki Zoltán: Az erdők intercepciójának mérési és modellezési lehetőségei

40 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 4. SZ. Holwerda et al (2005) a gyűjtőedények területi elrendezésének hatását vizsgálta az áthulló csapadékra. A következő elrendezéseket tanulmányozták: 60 fix gyűjtő, 30 fix és 30 mozgó gyűjtő, valamint 30 mozgó gyűjtő. Az eredmény azt mutatta, hogy 95%-os konfidencia szinten a három különböző területi elrendezés mért áthulló csapadékai nem nagyon tértek el egymástól. Viszont az áthulló csapadék szórása a mozgó gyűjtők esetén fele volt a fixen rögzítettekhez képest. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy legalább 100 fix gyűjtőre van szükség ahhoz, hogy a mérést hasonló nagyságú hibák terheljék, mint a 30 mozgó gyűjtő mérését. 3.2.2. A törzsi lefolyás Az állomány által időszakosan felfogott csapadék egy része az ágakon végigfolyva a törzsön keresztül éri el a talajt. A törzsi lefolyást törzsgallérok segítségével mérik (5. ábra). A rendszeres tisztítás szükségessége miatt a gallérokat szemmagasságba célszerű elhelyezni. A lefolyt csapadékvizet végül egy mérőrendszerhez vagy gyűjtőedényhez vezetik. A mért értékeket vízoszlop magasságra kell átszámítani (Chang 2006; DVWK 1992). A mintafák számát adott helyen egyrészt a törzsi lefolyás jelentősége, másrészt pedig az állomány strukturális különbségei határozzák meg. Általában egy átlagos állományban a mérésre legalább 15-30 közötti fát szükséges kiválasztani. A nagyobb törzsi lefolyású fafajok esetén tanácsos az adott vizsgálati területen majd minden egyes fa megmérése. A mérés során egy adott helyen az összes fát a mellmagassági törzsátmérő szerint szükséges osztályba sorolni. Minden egyes átmérő osztályból kiválasztott reprezentatív egyedek adott csapadékeseményhez tartozó törzsi lefolyását regresszióval kapcsolható az átmérő-osztályhoz. A kiválasztott törzsek számának arányosnak kell lennie az egy-egy átmérőosztályba tartozó összes törzsszámmal. Végül az adott csapadék törzsi lefolyás arányát az egyes osztályokba tartozó fák számával kell felszorozni és végül összegezni (Hanchi-Rapp 1997). Führer (1984) szerint a kis törzsi lefolyással rendelkező fafajoknál (pl. lue) elegendő az átlagos fa méréseiből következtetni az állományéra. A nagyobb törzsi lefolyással rendelkezők esetén a törzseket átmérőosztályba sorolták és az átlagtörzsek ezekből lettek kiválasztva. Kucsara (1996) szerint a faegyedek kiválasztásánál nemcsak az átmérőt, hanem az állományon belül elfoglalt szociális helyzetet is figyelembe kell venni. 3.3. Az avar intercepció mérése Az állományi vagy nettó csapadék tehát a koronán áthulló csapadék és a törzsi lefolyás összege, az effektív csapadékösszeg pedig az, mely eléri a minerális talajt. A kettő közötti különbség az avar intercepció, mely a csapadék-esemény alatt, illetve inkább azt követően elpárolog a talajfelszínről. Általában jóval kisebb, mint a korona intercepció (évi csapadék 1-5%-a) és így szerepe az erdő vízmérlegében kevésbé jelentős (Lee 1980). Az erdei lágyszárú szint intercepciós szerepével eddig kevés kutatás foglalkozott. Leyton et al (1967) különböző lágyszárú növényfajok intercepciós veszteségét vizsgálta és megállapította, hogy az a csapadék egy jelentős részét felfoghatja. Molchanov (1957) az erdei mohaszőnyegjelentős víztározási képességet mutatta ki. Az avarintercepció nagysága az avarréteg tározó kapacitásától (vastagság és fajlagos víztartó kapacitás), a nedvesedés gyakoriságától és a száradás ütemétől függ. Az akkumulált avar mennyiségét az avar keletkezése és lebomlása közötti egyensúly határozza meg. Az avar felhalmozódása függ a fafajtól, a helyi klímától és a biológiai aktivitástól (Helvey 1964). Az avar intercepciós vesztesége tűlevelű avarnál nagyobb, mint lombosnál, mivel a tűlevél lassabban bomlik le (Lee 1980). Ijjász (1936) mérései szerint az állomány alatt fekvő nyersalom-takaró minden 1 cm-es rétege négyzetméterenként a lucalomnál 2,6, a bükkalomnál 3,7 és az erdeifenyő-alomnál 7,4 liter vizet képes visszatartani. Az avarintercepció avarminták gyűjtésével és tömegének mérésével is meghatározható. Általában véletlenszerű vagy szisztematikus elrendezésű 30X30 cm-es mintákat vesznek, ezáltal biztosítva a reprezentativitást. Az első mintát közvetlenül a csapadékesemény után kell venni, a másodikat pedig az után, hogy az avar kiszáradt. A minták tömegének különbsége megfelel az intercepciós víz elpárolgott részének. A csapadék után az avar egy konstans tömegre szárad ki, mely tűlevelűek esetén 11, tölgyerdő esetén pedig 13-20 napot vesz igénybe (Chang 2006; Hewlett 1982). Helvey (1964) szerint viszont nem szabad közvetlenül a csapadékmérést követően mintát venni, mivel az első napon az avar nedvességének egy része a talajba szivárog természetes körülmények között. A mintázandó felületet egy alumínium lappal fedték le a csapadék után, hogy megakadályozzák a nedvesség párolgását, majd 24 órát követően vettek mintát és mérték a tömegét. A mérést követően a mintákat 105 °C fokon tömegállandóságig szárították. A két mérés különbsége az avar intercepciós veszteségét adja. A számított évi avarintercepciós veszteség a szabadtéri csapadék 3,2 %-a, a teljes intercepciós veszteség pedig 15 % volt egy Dél-Appalach-i keményfa-ligeterdőben. Kiss et al (2005) a Sopron melletti Hidegvíz-völgyben három különböző erdei ökoszisztémában (bükk, tölgy és lue) végzett avar intercepciós vizsgálatokat. Az egységnyi területre jutó avartömeg és tározási kapacitás közötti összefüggést terepi illetve labormérési adatok alapján számolták. Az avar kiszáradási görbéjét terepi megfigyelések segítségével is meghatározták téli-nyári időszak bontásban. A bükk és a tölgy kiszáradási görbéje hasonló lefutású volt, ugyanakkor a lue avarszintjének nedvessége kissé lassabban csökkent. Méréseik szerint a tölgy és a bükk avar víztározó képessége eléri az 1 -2 mm-t. Mesterséges esőztető berendezés segítségével laborban is lehet avar intercepciós méréseket végezni. Labor körülmények között a csapadék intenzitását, a különböző avartípusok hatását egyszerűen lehet vizsgálni. Gerrits et al (2006) egy új avar intercepciót mérő eszközt fejlesztett ki (6. ábra), mely egy áteresztő felső részből és egy alsó vizet gyűjtő részmedencéből áll. A felső medencében az erdő avarszintje található. Működési elve, hogy mindkettő részmedence tömegét folyamatosan méri, így követhető a csapadékot követő párolgás nagysága.