Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

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

MÓRICZ M. - GÁLOS B. - GRIBOVSZKI Z.: Az erdők intercepciója ... Szelep 6. ábra: Avar intercepciót mérő eszköz (Gerrits et a12006) 3.4. Egyéb intercepciómérési módszerek A liziméterek terepen egy izolált blokkból történő evapotranszspirációt és talajba szivárgást követik növényzettel vagy anélkül. Módszerük lehet gravitációs, térfogati vagy hidrológiai mérleg alapú. A növénnyel bontott és csupasz talajú liziméterek vízmérlegének összehasonlításával következtetni lehet az intercepciós veszteségre. Általában azonban csak kisebb vegetációs elemekre (gyep, bokor) alkalmazzák. Schaap-Bouten (1997) az erdő talajfelszínének párolgását mérték liziméterek segítségével. A párolgást a Penman-Monteith egyenlettel számolták. Megmutatták, hogy az erdőben a párolgást nem az elérhető energia, hanem a szellőzöttség foka dominálja. Méréseik átlag 0,23 mm/nap párolgást mutattak ki. A gamma-sugárzás módszer segítségével az állomány víztartalmát, az állomány tározási kapacitását, az intercepciós víz párolgási ütemét és a teljes korona intercepciós veszteségét közvetlenül lehet mérni (Chang 2006). Lundberg et al (1998) egy boreális erdőben a hó intercepció mérését végezték gamma-sugárzás módszerével. Az erdőben két felállított torony segítségével mérték az intercepciót és számítógépes rendszer rögzítette az eredményeket. A mikrohullámú sugárzás elven működő eszközök az anyag dielektromos tulajdonságát használják ki, mely befolyásolja a sugárzás visszaverődését. Mivel a víznek relatíve magasabb a dielektromos konstansa, mint az erdő lombkoronájának, ezért a mikrohullámok gyengülése (elnyelés és szóródás) alapján követni lehet a korona intercepciót (Chang 2006). Bouten et al (1996) a korona tározási kapacitását egy új fejlesztésű mikrohullámú rendszerrel mérte. A mérésekkel egy többrétegű fizikai alapú modellt kalibrálták empirikus paraméterekkel. A mikrohullámú rendszer két toronyból - egy kibocsátóból és vevőből - állt. Megállapították, hogy a mikrohullámú mérés alkalmas a korona időbeni és térbeni tározás-változásának követésére. A köd intercepció mérésével egyre több tanulmány foglalkozik. Az egyes eredmények közötti összehasonlítást nehezíti a szabványos mérési eszközök hiánya. Két megközelítést szoktak alkalmazni: az állományi és szabadban hulló csapadék mérése, valamint ködgyüjtők alkalmazása. A második módszer csak a potenciálisan kicsapódó vízmennyiséget mutatja, nem az aktuálisan kondenzálódott és lecsepegett összeget. Az első módszer szerint a köd intercepció a korona intercepcióhoz hasonlóan mért. Az áthulló és törzsön lefolyó vízgyűjtő mérőket véletlenszerűen célszerű elhelyezni. A két mért érték összege adja a negatív csapadékot. A csapadékgyűjtést lehetőleg naponta kell elvégezni, 41 így elkerülhető a párolgási veszteség. Fontos, hogy a gyűjtők mérése összehasonlítható legyen a szabadtéri csapadékmérő eszköz mérésével (mérési magasság, felfogó felület) (Chang 2006). 4. Az intercepció modellezése Regresszió-analízis A legegyszerűbb modellek - empirikus, regresszió alapú kifejezéssel kapcsolják az intercepciós veszteséget a csapadékhoz (Ward 1975). Terepi vagy labor kísérletek eredményei alapján írják fel a csapadék és valamely intercepciós komponens közötti összefüggést. Az egyenletek általában a következő formát használják: Y = M

VR + B

y ahol Y = intercepciós komponens (áthulló csapadék, törzsi lefolyás, nettó csapadék stb.), R=szabadtéri csapadék, M

y és B

y empirikus konstansok (Dingman 2001). Horton (1919) szerint az intercepciós veszteség a csapadékhullás végén a növényzet felületén tárolt (és elpárolgó) víznek és a csapadékjelenség alatt a nedves növényfeliiletről elpárolgó víznek az összege. Értelmezésében kisebb csapadékok esetén (csapadék<benedvesedési kapacitás) a veszteség megközelítőleg a csapadék mennyiségével egyenlő. Merriam (1960) exponenciális függvényalakot javasolt: _p E

s

u=S(\-e~~

s) + ßP ahol E

s

u= intercepció (mm), P = szabadtéri csapadék (mm), S = a vegetáció által a felületén tárolt csapadék (mm). B = a csapadékjelenség közbeni párolgás és a teljes csapadék-mennyiség aránya (-), e = természetes logaritmus alapja (Kucsara 1998). A formula szerint az intercepció az adott csapadékhoz tartozó benedvesedési kapacitás és az intercepció közben elpárolgott víz összege. A benedvesedési kapacitást exponenciális, a párolgást viszont lineáris összetevőként számolta. A benedvesedési kapacitás számítható matematikai modellek segítségével egy-egy csapadék eseményre. De e modellek esetében általában a szükséges paraméterek nagy része nehezen becsülhető, ezért Führer (1984) kidolgozott egy megoldást, mely minimális méréssel, elfogadható pontossággal határozza meg a benedvesedési kapacitást. Ha elhanyagoljuk a csapadékhullás közbeni párolgást, akkor az intercepció csak a csapadék nagyságától és a benedvesedési kapacitástól fiigg. Amennyiben ismerjük a mért „n" számú csapadékhoz tartozó áthulló csapadékot, akkor a benedvesedési kapacitást, mint állományra jellemző konstanst megkaphatjuk. Ez fennáll hosszabb időszakra is, vagyis az átlagos benedvesedési kapacitás meghatározásához elegendő az egyes csapadékokat és az időszakra vonatkozó csapadék visszatartást megmérni. így az állományi csapadékméréseket elegendő időszakra összegezve mérni (Führer 1984) és abból visszaszámolni az egyes csapadékhoz tartozó intercepciót a benedvesedési kapacitás segítségével. Führer szerint tehát, ha nincs részletes csapadékmérésre mód, akkor elegendő egy hosszabb időszak csapadék-összegét ismerni, s azt a legközelebbi csapadékmérő állomás napi adatai alapján intervallumokra osztani. A kísérleti eredmények más területre való adaptálásához ismernünk kell az adott állomány benedvesedési kapacitását (Führer 1984). Kovács (1974) alapötlete nyomán Kucsara (1996) az intercepciós veszteség értelmezéséhez a 7. ábrapárt szerkesztette.