Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 3. szám - Zagyvainé Kiss Katalin Anita - Kalicz Péter - Gribovszki Zoltán: Középkorú kocsánytalan tölgyes avar- intercepciója a soproni-hegységben
71 Középkorú kocsánytalan tölgyes avar-intercepciója a soproni-hegységben Zagyvainé Kiss Katalin Anita - Kalicz Péter - Gribovszki Zoltán Nyugat-Magyarországi Egyetem, Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Int., 9400. Sopron, Bajcsy Zs. u. 4., Kivonat: A jelen munka bemutatja annak a hároméves (2006-2008) avar-intercepciós vizsgálatnak az eredményét, melynek helyszíne a Sopron melletti Hidegvíz-völgy. A középkorú kocsánytalan tölgy (Quercus petraeá) állományból saját fejlesztésű módszerrel gyűjtöttünk a- datokat. Ezeket felhasználva az irodalomban található lombkorona-intercepcióra felírt függvényeket (Merriam 1960, Weiche 1968), a megfelelő módosításokkal, alkalmaztuk első lépésként az avar-intercepció modellezésére. Második lépésben kidolgoztunk egy formulát, amely figyelembe veszi, az aktuális tározási kapacitás értékét csökkentő, csapadék-eseményt megelőző avar-víztartalmat. A vizsgált évekre meghatároztuk az avar-intercepciót, és értékeltük a változó eloszlású és mennyiségű csapadékesemények hatását. Kulcsszavak: erdei víz-körforgalom, avar-intercepció, tározási kapacitás. 1. Bevezetés Az erdei ökoszisztémában lejátszódó hidrológiai folyamatok megismerésében meghatározóak a hosszú távú vizsgálatok. Ilyen kutatások folynak a hidegvíz-völgyi erdészeti kísérleti vízgyűjtőben (Kucsara 2003). Ezekhez kapcsolódva jelen munka az avar-intercepció meghatározását tűzte ki céljául. Az erdőállományra érkező csapadék egy részét az élő és holt növényi részek visszatartják. A lombkorona által visz- szatartott vízmennyiség a lombkorona-intercepció. A lomb- korona-intercepció nagysága szoros összefüggésben van a lombkorona tározási kapacitásával. A lombkoronán áthulló vagy átcsepegő csapadék az erdei talajt fedő avar felszínét éri el. Az avartakaró a lombkoronához hasonlóan visszatartja a rá hullott csapadék egy részét. Ez a vízmennyiség az a- var-intercepció, amelynek nagysága az avar tározási kapacitásával függ össze. Számszerűsítésével pontosabb képet kaphatunk az avarnak az erdő vízkörforgalmában betöltött szerepéről. Az avar-intercepció a lefolyás-modellek, és a klímaváltozással foglalkozó modellek pontosító paramétere lehet, de ezzel a tényezővel komplexebbé tehető az erdőállományok vízforgalmáról alkotott ismeretünk is. Az avar nedvességtartalmát hazánkban már a múlt század első felében tanulmányozta Ijjász Ervin (1936), és az elmúlt évtizedekben egyre többen vizsgálták az avar-intercepciót a világ majd minden részén (Führer 1994, Putuhena és Cordery, 1996, Wang és Weng 2002, Sitkey 2006, Gerrits et al. 2006, Bulcock és Jewitt 2012, Tsiko et al. 2012), de a szabadterületi csapadék függvényében formulával kifejezni rendszerint nem kísérelték meg. A közölt avar-intercepció- értékek így az adott időszakra, az adott csapadékmennyiség függvényében érvényesek, nem adaptálhatók feltétel nélkül más klimatikus viszonyokra. A lehulló csapadék (P) egy része a koronán szabadon átesve (7) jut az avarra, hogy onnan a talajba szivárogjon megnövelve a növényzet számára felvehető víz mennyiségét. Más része a levelekről lecsöpögve (D) éri el az avart, a- mikor a csapadék mennyisége meghaladja az adott helyen a tározási kapacitást. A csapadék többi része vagy megkötődik a leveleken, s részben az eső után onnan elpárolog (5), vagy a törzsön lefolyik (SF), vagy a csapadékesemény közben párolog el (£). Ezt Leonard (1967) nyomán a következőképpen írhatjuk fel képlettel: P=T + D + SF + S + E (1) Az állományi csapadék nagyobb, koronáról lecsöpögő és azon keresztül hulló része az avartakaróra esik, ezt nevezzük áthulló csapadéknak (Th =T+D). Az állományi csapadék kisebb mennyiségű része, a törzsi lefolyás, a fatörzs és a gyökerek mellett közvetlenül a talajba jut. Az avartakaró és a vele szoros kapcsolatban lévő humusz a csapadék egy bizonyos hányadát (ami részben a csapadékesemény alatt elpárolog) visszatartja. Azt a részt nevezzük avar-intercep- ciónak (£).), amely az állományi csapadék (SP = T+D+SF) és az effektiv csapadék (Pe) - a csapadéknak az a része, a- mely eléri a talajt - különbsége (Lee 1980): Es = sP-Pe (2) Mivel a lombkorona-intercepció és az avarintercepció is telitődési függvénnyel írható le, így az adataink becslése során az egyik kiinduló függvény Merriam (1960) lombkoro- na-intercepciót leíró formulája: Esu =S-(\-e~cP)+KP (3) Az egyenletben Esu a lombkorona-intercepció (mm), S a tározási kapacitás (mm), c egy dimenzió nélküli állandó, P a szabadterületi csapadék (mm) és K a csapadékesemény a- latti párolgás és a teljes csapadék aránya. Az egyenlet első része a lombkorona benedvesedését írja le, második a párolgást. Ha az egyenletet differenciáljuk P szerint, és dEs,/dP az egységgel lesz egyenlő, ahogy P tart nullához, akkor c=l/S, vagyis az összefüggés a következőképp alakul Merriam (1960): ( (4) E,„ =5- l-e s \ + K P Továbbiakban ezt nevezzük módosított Merriam-függvénynek. Weiche (1968) a szabadtéri csapadék (P) és az állományi csapadék (SP) között az alábbi összefüggést írta le, ahol k fafajtól, kortól függő tényező: SP--?- (5) k + P Magyarországon Kovács (1974) fogalmazta meg elsőként az intercepciót matematikai összefüggéssel, ahol a a fedettség mértékétől függ (dimenzió nélkül), n a kapcsolati vonal görbültségét fejezi ki (dimenzió nélkül): Az összefügést deriválva a P=0 helyen S a=l, vagyis a - 1/S összefüggés adódik, mellyel az összefüggés kétpara- méteresre egyszerűsödik (Kucsara, 1996): r i (?) Kucsara (1996) rámutat, hogy a Weiche-függvény nem más, mint a Kovács-féle képlet speciális esete, ahol n =1,00 és a k paraméter az S tározási kapacitásnak felel meg. A továbbiakban az így átalakított egyenletet nevezzük Weiche- függvénynek: E három függvény - (3), (4), (8) - segítségével kezdtük meg az avarintercepciót leíró képlet kidolgozását. A (8) e-
