Δασική Εδαφολογία. Εδαφική υγρασία

Transcript

1 Δασική Εδαφολογία Εδαφική υγρασία

2 Εδαφικό νερό Το νερό αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα συστατικά του εδάφους Επηρεάζει την χημική και φυσική συμπεριφορά του: Τη θερμοκρασία και τον αερισμό του εδάφους Την δραστηριότητα των μικροοργανισμών στο έδαφος Την πρόσληψη των θρεπτικών στοιχείων Τη συγκέντρωση των τοξικών ουσιών Μέσο διάλυσης και μεταφοράς θρεπτικών ουσιών Απαραίτητο συστατικό της φωτοσύνθεσης και διαπνοής των φυτών

3 Εδαφική υγρασία Σε ένα τυπικό έδαφος (πηλώδες) οι πόροι του εδάφους κατέχουν το 50% περίπου του εδαφικού όγκου και είναι γεμάτοι από αέρα και νερό Η υπερβολική υγρασία περιορίζει τον αερισμό του εδάφους δημιουργώντας δυσμενείς συνθήκες ανάπτυξης των φυτών Η έλλειψη υγρασίας περιορίζει την ανάπτυξη των φυτών περισσότερο από κάθε άλλο οικολογικό παράγοντα

4 Πρόσληψη νερού από τα φυτά

5 Πηλίκο διαπνοής Μέτρο της αποτελεσματικότητας με την οποία οι διάφορες καλλιέργειες χρησιμοποιούν το προσλαμβανόμενο εδαφικό νερό Ορίζεται το ποσό του νερού που διαπνέεται (σε kg) για τη δημιουργία 1 kg ξηρής φυτικής μάζας. Για τα δασοπονικά είδη κυμαίνεται kg νερού για την παραγωγή 1 kg ξηρής φυτικής μάζας Εξαρτάται από: το είδος του φυτού τις εδαφικές συνθήκες τις κλιματικές συνθήκες Είναι μεγαλύτερο όσο ξηρότερο και φτωχότερο είναι το έδαφος

6 Κατηγορίες εδαφικού νερού Η δύναμη συγκράτησης του νερού από το έδαφος (μυζητική δύναμη) είναι αποτέλεσμα των δυνάμεων συνοχής, συνάφειας και επιφανειακής τάσης που ασκούνται από τα συστατικά του εδάφους και καθορίζουν τη σχετική ευκολία που συγκρατείται και κινείται το νερό μέσα στο έδαφος Διηθητό ή ελεύθερο νερό Τριχοειδές νερό Υγροσκοπικό νερό Προσροφημένο νερό

7 Διηθητό ή ελεύθερο νερό Καταλαμβάνει τους μεγάλους πόρους (> 0,06 mm) και κινείται προς τα κάτω με την επίδραση της βαρύτητας (νερό βαρύτητας) Συγκρατείται από το έδαφος με μυζητική δύναμη <1/3 της ατμόσφαιρας: δύναμη πολύ μικρή για να αντισταθμίσει τη βαρύτητα το νερό να απομακρύνεται προς τα βαθύτερα στρώματα συμπαρασύροντας τα ευδιάλυτα συστατικά Γενικά το ελεύθερο νερό δεν είναι διαθέσιμο για τα φυτά γιατί μετακινείται γρήγορα Εξαίρεση: τα βαθύρριζα δασικά δέντρα που χρησιμοποιούν σημαντική ποσότητα νερού πριν αυτό διεισδύσει στα βαθύτερα στρώματα, σε μέτρια και βαριά εδάφη όπου η ταχύτητα διήθησης είναι < 5 cm h -1 Σε εδάφη που δεν στραγγίζονται καλά, το διηθητό νερό είναι βλαβερό για την κανονική ανάπτυξη των φυτών, επειδή όταν παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα γεμίζει τους πόρους και διώχνει τον εδαφικό αέρα

8 Τριχοειδές νερό (1) Όταν απομακρυνθεί το ελεύθερο νερό, η υγρασία που περιέχεται στο έδαφος συγκρατείται γύρω από τους κόκκους με μορφή λεπτού στρώματος ή βρίσκεται στους τριχοειδείς πόρους Το τριχοειδές νερό συγκρατείται με δυνάμεις έλξης μεταξύ μορίων εδάφους και νερού ή μεταξύ μορίων νερού (δυνάμεις συνάφειας ή συνοχής) Η μυζητική δύναμη με την οποία συγκρατείται το τριχοειδές νερό κυμαίνεται μεταξύ 1/3 31 ατμόσφαιρες και λέγεται και εδαφικό διάλυμα

9 Τριχοειδές νερό (2) Η κύρια πηγή υγρασίας για την ανάπτυξή των φυτών Η υγρασία που αποθηκεύεται στο έδαφος και την οποία χρησιμοποιούν τα φυτά μεταξύ των περιόδων της βροχής ή των αρδεύσεων Η ποσότητά του εξαρτάται από τον όγκο των τριχοειδών πόρων: Αργιλώδη εδάφη με καλή δομή συγκρατούν περισσότερο τριχοειδές νερό από τα αμμώδη εδάφη Το τριχοειδές νερό κινείται από το υγρότερο προς το ξηρότερο μέρος του εδάφους: Οριζόντια κίνηση Τριχοειδής ανύψωση (από την υπόγεια στάθμη σε συνθήκες μεγάλης εξάτμισης: μικρή σημασία για την ανάπτυξη των φυτών)

10 Υγροσκοπικό νερό Βρίσκεται προσροφημένο με μορφή πολύ λεπτών στρωμάτων γύρω από τους κόκκους του εδάφους και μπορεί να κινείται μόνο υπό μορφή υδρατμών Μυζητική δύναμη με την οποία συγκρατείται από το έδαφος : atm. Πρακτικά δεν έχει σημασία για την αύξηση των φυτών

11 Προσροφημένο νερό Το νερό αυτό βρίσκεται στους ενδοκρυσταλλικούς χώρους των ορυκτών της αργίλου, της ομάδας του μοντμοριλλονίτη και του βερμικουλίτη εν κινείται, ούτε προσλαμβάνεται από τα φυτά

12 Ταξινόμηση εδαφικής υγρασίας Νερό κορεσμού Όλοι οι εδαφικοί πόροι είναι γεμάτοι με νερό (μηδενική τάση) Υδατοϊκανότητα (ή αγροϊκανότητα) Η μεγαλύτερη ποσότητα νερού που μπορεί να συγκρατήσει ένα έδαφος στη φυσική του κατάσταση Ισοδύναμη υγρασία Είναι η ποσότητα του νερού που συγκρατείται από δείγμα εδάφους πάχους 1 cm το οποίο προηγουμένως έχει κορεστεί με νερό και στη συνέχεια υποβάλλεται κατάλληλα σε φυγόκεντρο δύναμη χιλιαπλάσια της βαρύτητας (1000g) για 30 min Σημείο μόνιμης μάρανσης Το ποσό του νερού το οποίο συγκρατείται από το έδαφος τόσο ισχυρά, ώστε τα φυτά δεν μπορούν να προσλάβουν την ποσότητα νερού για να εξισορροπήσουν τη διαπνοή, με αποτέλεσμα να μαραίνονται μόνιμα Διαθέσιμη υγρασία Η ποσότητα του νερού που μπορούν να αξιοποιήσουν τα φυτά για τις ανάγκες τους

13 Υδατοϊκανότητα (FC) H ποσότητα του νερού που συγκρατεί ένα έδαφος 2-3 μέρες μετά από την διαβροχή του και όταν η ελεύθερη στράγγισή του είναι μηδαμινή Το νερό της υδατοϊκανότητας μπορεί να κινείται αργά μέσα στο έδαφος λόγω των τριχοειδών δυνάμεων Η υδατοϊκανότητα εξαρτάται κυρίως από τη μηχανική σύσταση του εδάφουςκαι την οργανική ουσία Εκφράζεται ως ποσοστό τοις εκατό του βάρους του εδάφους όταν είναι ξηρό: Τα αμμώδη εδάφη συγκρατούν 12% περίπου υγρασία Τα πηλώδη με μέτρια μηχανική σύσταση 24% Τα λεπτά αργιλώδη 36%

14 Σημείο μόνιμης μάρανσης (PWP) Είναι το ποσό του νερού το οποίο συγκρατείται από το έδαφος τόσο ισχυρά, ώστε τα φυτά δεν μπορούν να προσλάβουν την ποσότητα νερού για να εξισορροπήσουν τη διαπνοή, με αποτέλεσμα να μαραίνονται μόνιμα Ποικίλει από 2% για τα ελαφρά αμμώδη εδάφη μέχρι 30% για τα βαριά αργιλώδη εδάφη

15 Απεικόνιση εδαφικής υγρασίας

16 Διαθέσιμη υγρασία Είναι η διαφορά μεταξύ της υδατοϊκανότητας και του σημείου μόνιμης μάρανσης Είναι δηλαδή το ποσό του νερού που μπορεί να αποθηκεύσει ένα έδαφος σε μορφή διαθέσιμη για τα φυτά π.χ. αν ένα έδαφος έχει υδατοϊκανότητα 30% και σημείο μόνιμης μάρανσης 18%, το έδαφος μπορεί να περιέχει ποσότητα νερού διαθέσιμη στα φυτά ίση με = 12%

17 Μέτρηση της εδαφικής υγρασίας Με αδιατάρακτο δείγμα εδάφους Με τη μέθοδο Bouyoucos Με τασίμετρα Με τη συσκευή νετρονίων

18 Με αδιατάρακτο δείγμα εδάφους Υγρασία (% w/w) = Αρχικό βάρος - Ξηρό Ξηρό βάρος βάρος 100 Υγρασία (% v/v) = Υγρασία (% w/w) x Φ.Ε.Β. Φ.Ε.Β.: Φαινόμενο ειδικό βάρος ή Φαινομενική Πυκνότητα

19 Παράδειγμα Δεδομένα: Αρχικό βάρος = 1350 g, Ξηρό βάρος = 1000 g, Φ.Π. = 1,5 g/cm 3 Λύση Υγρασία (% w/w) =100x( )/1000 = 35% Υγρασία (%v/v) = 35% x 1,5 = 52,5 %

20 Μέθοδος Bouyoucos Η συσκευή Bouyoucos αποτελείται από ένα γύψινο πλακίδιο, δύο ανοξείδωτα ηλεκτρόδια από χάλυβα και από το μετρητή με τον οποίο συνδέονται τα άκρα των καλωδίων που ξεκινούν από το γύψινο πλακίδιο Η αρχή της μεθόδου στηρίζεται στο γεγονός ότι το γύψινο πλακίδιο βρίσκεται περίπου στην ίδια υγρασία με το έδαφος που το περιβάλλει Όσο πιο υγρό είναι το πλακίδιο τόσο μικρότερη είναι η ηλεκτρική αντίσταση που παρουσιάζει

21 Τασίμετρα Γεμίζουμε με νερό το σωλήνα και τον τοποθετούμε μέσα στο έδαφος στο βάθος που θέλουμε να μετρήσουμε την υγρασία. Δια μέσου του πορώδους κύπελλου επικοινωνεί το νερό του σωλήνα με το νερό του εδάφους Όταν το έδαφος ποτίζεται η τάση της εδαφικής υγρασίας ελαττώνεται και η ένδειξη του μανόμετρου πλησιάζει προς το μηδέν όσο η υγρασία πλησιάζει τον κορεσμό. Το έδαφος προοδευτικά ξηραίνεται και το νερό που βρίσκεται στο σωλήνα βγαίνει από τα τοιχώματα του πορώδους κυπέλλου, οπότε μέσα στο σωλήνα δημιουργείται κενό που προκαλεί τη μετακίνηση του δείκτη του μανόμετρου Μανόμετρο (σε CB - 1 Bar = 100CB) πορώδες κύπελλο

22 Συσκευή νετρονίων Τα ταχέα νετρόνια συγκρουόμενα με πυρήνες υδρογόνου χάνουν ένα μεγάλο μέρος από την ταχύτητά τους και μετατρέπονται σε αργά νετρόνια που καταγράφονται από ειδικό ανιχνευτή με τον οποίο είναι εξοπλισμένη η συσκευή. Όσο μεγαλύτερη είναι η περιεκτικότητα του εδάφους σε νερό τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των αργών νετρονίων που φθάνει στο μετρητή

23 Υγρασία στα δασικά εδάφη Τα εδάφη στη χώρα μας αντιμετωπίζουν έλλειψη υγρασίας Λόγω του μεσογειακού τύπου κλίματος =>μεγάλη ξηρή και θερμή περίοδο η οποία συμπίπτει με τη βλαστική περίοδο, τότε που τα φυτά χρειάζονται περισσότερη υγρασία

24 Εμπειρική εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας Κάθυγρο έδαφος : όταν σκάψουμε ένα έδαφος τρέχει νερό Υγρό : όταν πιέσουμε ένα έδαφος αφήνει σταγόνες νερού Νωπό : αφήνει υγρασία όταν το πιέσουμε στα δάκτυλα Ξηρό : δεν αφήνει υγρασία όταν το πιέσουμε στα δάκτυλα αλλά δεν γίνεται σκόνη. Κατάξηρο : όταν το πιέσουμε στα δάκτυλα γίνεται σκόνη

25 Εδάφη με μεγάλη διαθέσιμη υγρασία Εδάφη με μέση μηχανική σύσταση (πηλώδη, ιλυοπηλώδη, ελαφρά αργιλοπηλώδη) Όσα έχουν καλή και ισχυρή δομή Όσα περιέχουν ικανοποιητική οργανική ουσία Όσα έχουν βόρειες εκθέσεις και μικρές κλίσεις

26 Αναδάσωση σε ξηρές περιοχές Εκλογή του κατάλληλου δασοπονικού είδους ανθεκτικού στην ξηρασία Κατεργασία του εδάφους πριν από τη φύτευση Όταν έχουμε αμμώδη εδάφη, προσθέτουμε σε κάθε λάκκο τύρφη 10 cm σε βάθος cm. Η τύρφη αυξάνει πολύ την υδατοϊκανότητα Πρέπει να χρησιμοποιείται καλό φυτευτικό υλικό Πρέπει να καλλιεργείται το έδαφος τα πρώτα χρόνια μετά τη φύτευση και να καταστρέφεται η ανταγωνιστική βλάστηση Κατασκευή αναβαθμίδων ή αυλακώσεων κατά τις ισοϋψείς σε επικλινή εδάφη για τη συγκράτηση του νερού της βροχής Όπου δικαιολογείται, άρδευση

27 Κατηγορίες δασικών ειδών βάσει των απαιτήσεων σε εδαφική υγρασία Υγρόφυτα: τα φυτά που αναπτύσσονται σε υγρά και κάθυγρα εδάφη π.χ. ιτιά, χνοώδης σημύδα, μαύρη κλήθρα. Μεσοϋγρόφυτα: αναπτύσσονται σε υγρό και νωπό έδαφος π.χ. υψηλή φράξος, οξύφυλλος φράξος, λεύκες, πεδινή και ορεινή φτελιά, ίταμος Μεσόφυτα: αναπτύσσονται σε νωπό και μέτρια νωπό έδαφος π.χ. ερυθρελάτη, οξιά, ορεινή σφένδαμος, γαύρος Μεσόξηρα: αναπτύσσονται σε μέτρια νωπό μέχρι μέτρια ξηρό έδαφος π.χ. πλατύφυλλος δρυς, άρια, φράξος Ξηρόφυτα: αναπτύσσονται σε ξηρά εδάφη π.χ. δασική χαλέπιος τραχεία πεύκη, κυπαρίσσι

28 Επιπλέον πηγές φωτογραφικού υλικού: _of_tough_summer