Δασική Εδαφολογία Γεωχημικός, Βιοχημικός, Υδρολογικός κύκλος
Μέρος 1 ο ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ
ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ Η μεταφορά του νερού από την ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της γης, η κίνησή του σ αυτή και η επιστροφή του στην ατμόσφαιρα λέγεται υδρολογικός κύκλος Πηγή: http://www.buffer.forestry.iastate.edu/
Από το νερό που πέφτει στην επιφάνεια της γης με τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα: ένα μέρος κινείται πάνω στην επιφάνεια και διαμέσου των ρευμάτων και ποταμών καταλήγει στη θάλασσα ένα μέρος εξατμίζεται από τα φυτά και από την επιφάνεια του εδάφους ένα άλλο σημαντικό μέρος διηθείται μέσα στο έδαφος Από το νερό που εισέρχεται στο έδαφος: ένα μέρος συγκρατείται από το έδαφος και χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη των φυτών Το νερό που απορροφάται από τα φυτά επιστρέφει στην ατμόσφαιρα με τη διαπνοή, εκτός από ένα μικρό ποσοστό που χρησιμοποιείται για της παραγωγή οργανικής ουσίας (φωτοσύνθεση) το υπόλοιπο κατέρχεται στα βαθύτερα στρώματα του εδάφους και τροφοδοτεί τις πηγές και τα υπόγεια νερά Το νερό που επιστρέφει στην ατμόσφαιρα, με τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα επιστρέφει πάλι στην επιφάνεια της γης
Νερό που αποθηκεύεται στο έδαφος ΑΝ = ΝΚ - (Ε.Α. + Ν.. + Ε..) όπου ΑΝ: αποθηκευμένο νερό στο έδαφος ΝΚ: νερό κατακρημνισμάτων ΕΑ: νερό επιφανειακής απορροής Ν : νερό διήθησης Ε : νερό εξάτμισης και διαπνοής
Παράγοντες που επηρεάζουν τον υδρολογικό κύκλο Εδαφικές ιδιότητες Βλάστηση Εξατμισοδιαπνοή Διαχείριση των δασών Επιφανειακή απορροή και διάβρωση
Εδαφικές ιδιότητες Η μηχανική σύσταση, η δομή, το βάθος του εδάφους, η τοπογραφία της επιφάνειας του, η κλίση, μαζί με τη φύση και την ποσότητα δασικού τάπητα, επηρεάζουν τη συγκράτηση και διείσδυση του νερού στο δασικό έδαφος Ο δασικός τάπητας μπορεί να : συγκρατεί μεγάλες ποσότητες νερού: ως 200-250% του βάρους του ελαττώνει τις απώλειες του νερού λόγω εξάτμισης (οι απώλειες αυτές σε δάση πλατύφυλλων αντιπροσωπεύουν το 2-5% των ετήσιων βροχοπτώσεων)
Βλάστηση Συγκράτηση από την κόμη μέρους του νερού των βροχών Ένα μικρό μέρος που συγκρατείται από την κόμη απορροφάται από τη βλάστηση, ενώ το μεγαλύτερο εξατμίζεται πάλι στη ατμόσφαιρα Η ποσότητα νερού που απορροφάται από τα φύλλα είναι πολύ μικρή, αλλά έχει μεγάλη σημασία για τη δασική βλάστηση στα ξηρά κλίματα Μικρή είναι και η ποσότητα του νερού που φθάνει στο έδαφος με την κορμορροή Πρόσληψη νερού από το έδαφος και τη διαπνοή του στην ατμόσφαιρα Απευθείας εξάτμισή του στην ατμόσφαιρα Μία σημαντική ποσότητα από το νερό που συγκρατείται από την κομοστέγη χάνεται Γενικά: στα κωνοφόρα η κομοσυγκράτηση είναι μεγαλύτερη από τα πλατύφυλλα: η ελάτη και ερυθρελάτη συγκρατούν και εξατμίζουν περισσότερο νερό από την πεύκη
Εξατμισοδιαπνοή Το ποσό του νερού που χάνεται με την εξάτμιση από την επιφάνεια του εδάφους και την διαπνοή των φυτών
Δασική διαχείριση Σχέση της δασικής βλάστησης και της υδατικής κατάστασης του εδάφους Αναγέννηση των δασοσυστάδων, αύξηση των δέντρων, παραγωγή ξύλου, παραγωγή νερού, προστασία του εδάφους από τη διάβρωση, και αποφυγή των καταστρεπτικών πλημμύρων Η αύξηση της ποσότητας του διαθέσιμου νερού για την ανάπτυξη των δέντρων στα φυσικά δάση μπορεί να γίνει πρακτικά με την αραίωση των δασοσυστάδων και την αφαίρεση της υποβλάστησης τον περιορισμό της επιφανειακής απορροής, ώστε να διηθείται και να συγκρατείται περισσότερο νερό Η αραίωση των δασοσυστάδων ελαττώνει τις απώλειες νερού λόγω εξατμισοδιαπνοής και αυξάνει την υπόγεια στάθμη του που μπορούν οι ρίζες της δασικής βλάστησης να εκμεταλλευτούν Η αύξηση της ποσότητας του νερού από την ελάττωση της βλάστησης εξαρτάται κυρίως από το είδος της βλάστησης και τις κλιματικές και εδαφικές συνθήκες Η υποβλάστηση καταναλώνει σημαντικές ποσότητες νερού, όταν είναι πυκνή και αυξάνεται καλά Αφαίρεση της υποβλάστησης => αύξηση του διαθέσιμου νερού για τα μεγάλα δέντρα και της παροχής των ρευμάτων
Επιφανειακή απορροή & διάβρωση Παρατηρείται όταν η ένταση της βροχής είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα απορρόφησης και συγκράτησης του νερού στο έδαφος Η επιφανειακή απορροή απομακρύνει το νερό, που είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη της δασικής βλάστησης και των υπόγειων αποθεμάτων και προκαλεί διάβρωση του εδάφους Η διάβρωση γίνεται σε κεκλιμένες εκτάσεις και εντείνεται με διάφορες επεμβάσεις του ανθρώπου κόψιμο ή κάψιμο δασών, υπερβολική βόσκηση των λειμώνων και εκχέρσωση των εκτάσεων
Διάβρωση Απομακρύνει το επιφανειακό γόνιμο έδαφος, ελαττώνει τα θρεπτικά συστατικά και την ικανότητα του εδάφους να αποθηκεύει νερό και αυξάνονται οι απώλειες κολλοειδών μειώνοντας έτσι σημαντικά την παραγωγικότητα του εδάφους Ο κίνδυνος διάβρωσης είναι μεγάλος, ιδίως για τα λεπτά αργιλώδη εδάφη και για εδάφη με μεγάλες κλίσεις Μεγάλη διάβρωση παρατηρείται στις ημίξερες περιοχές, γιατί δεν ευνοείται η ανάπτυξη προστατευτικής βλάστησης Προχειρότητα στην κατασκευή των δασικών δρόμων
Μέρος 2 ο ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΟ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑ ΔΑΣΟΣ - ΕΔΑΦΟΣ
Ανακύκλωση θρεπτικών στοιχείων Με την ανακύκλωση θρεπτικών στοιχείων στο οικοσύστημα δάσοςέδαφος παρατηρείται είσοδος και έξοδος θρεπτικών στοιχείων από το οικοσύστημα, μετακίνηση θρεπτικών στοιχείων από ορισμένα μέρη του συστήματος σε άλλα μέρη του καθώς και κατανομή τους μέσα στο δασικό οικοσύστημα
Γεωχημικός κύκλος ή ανοιχτός Προσθήκη θρεπτικών στοιχείων Από την ατμόσφαιρα εφοδιάζει με C, N, S και σε μικρές ποσότητες Na, Ca, Mg τo CO2 ικανοποιεί πλήρως τις ανάγκες των φυτών σε C το Ν εισέρχεται από την ατμόσφαιρα στο σύστημα έδαφος - δάσος με τη βροχή και με τη δέσμευσή του από τους μικροοργανισμούς Από την αποσάθρωση πετρωμάτων και ορυκτών κύρια πηγή θρεπτικών στοιχείων για το σύστημα δάσος-έδαφος, εκτός από Ν και S δίνει σημαντικές ποσότητες θρεπτικών Αφαίρεση θρεπτικών Απώλεια θρεπτικών σε αέρια μορφή, π.χ. Ν (ΝΟ, ΝΟ2, ΝΗ3) Απομάκρυνση επιφανειακού εδάφους Πυρκαγιές
Βιοχημικός κύκλος Τα φυτά απορροφούν θρεπτικά στοιχεία για την ανάπτυξή τους Ένα μέρος των θρεπτικών αυτών στοιχείων συμμετέχει στην παραγωγή οργανικής ουσίας Το υπόλοιπο επιστρέφει ξανά στο έδαφος με τη μορφή κλαδιών, φύλλων, καρπών, ριζών, ξύλου
Δόμηση της φυτομάζας των δέντρων Όλα τα δέντρα δεν αυξάνονται με την ίδια ταχύτητα: εξαρτάται από το κλίμα (θερμοκρασία, υγρασία), την ποιότητα εδάφους, την ηλικία των δέντρων και το δασοπονικό είδος Ένα κοινό χαρακτηριστικό για όλα τα φυτά, είναι η αλλαγή της σχετικής διανομής της οργανικής ουσίας σε σχέση με την ηλικία, που συγκεντρώνουν στα διάφορα μέρη των δέντρων ή των συστάδων Το φύλλωμα φτάνει στο μέγιστο της ανάπτυξής του περίπου 20-30 χρόνια μετά τη δημιουργία μιας συστάδας και μετά παραμένει σταθερό Στα κλαδιά και στους κορμούς η μεγαλύτερη συγκέντρωση της οργανικής ουσίας γίνεται αργότερα από τα 40-60 χρόνια και εξακολουθεί να αυξάνεται με μικρότερο ρυθμό για πολλά ακόμα χρόνια
Φορείς του βιοχημικού κύκλου Φυτικά υπολείμματα Διαπερώσα βροχή Οι ποσότητες των θρεπτικών στοιχείων της διαπερώσας βροχής > ποσότητα των θρεπτικών στοιχείων που περιέχονται στη βροχή, λόγω της έκπλυσης αυτών από την υπέργεια βιομάζα Κορμοαπορροή Η ποσότητα της βροχής που φθάνει στο έδαφος ρέοντας κατά μήκος του κορμού Το νερό της κορμοαπορροής εμπλουτίζεται με θρεπτικά στοιχεία που εκπλύνονται από τα φύλλα, τα κλαδιά, τον κορμό και τους μικροοργανισμούς που ζουν σ αυτά: κυρίως λειχήνες και βρύα Με την κορμοαπορροή επανέρχονται, σε σχέση με τη διαπερώσα βροχή, μικρότερες ποσότητες θρεπτικών στοιχείων. Οι ποσότητες όμως αυτές παίζουν σημαντικό ρόλο στη θρέψη των φυτών, γιατί εναποθέτονται γύρω από τον κορμό του δέντρου και σε μορφή εύκολα προσλήψιμη από τα φυτά
Διαπερώσας βροχής Κορμοαπορροής Μέθοδοι συγκέντρωσης
Δασοκομικοί χειρισμοί ανακύκλωση θρεπτικών Αποψιλωτικές υλοτομίες Φωτιά Βοσκή Γεωργική καλλιέργεια
Αποψιλωτικές υλοτομίες Πρέπει να αποφεύγονται Η απομάκρυνση μόνο του κορμόξυλου δεν υποβαθμίζει το οικοσύστημα Η απομάκρυνση ολόκληρων δένδρων, αντί μόνο του κορμόξυλου => απώλεια μεγάλων ποσοτήτων θρεπτικών στοιχείων Οι επιλογικές υλοτομίες που εφαρμόζονται στην Ελλάδα και η συγκομιδή μόνο του κορμόξυλου, έχει ως αποτέλεσμα μικρή διατάραξη των δασικών οικοσυστημάτων και μικρές απώλειες θρεπτικών στοιχείων. Μεγάλη διατάραξη των δασικών οικοσυστημάτων, δραματική αύξηση των απωλειών σε θρεπτικά στοιχεία, που θα οδηγήσει σε υποβάθμιση της παραγωγικότητας των δασών και πιθανή καταστροφή του δασικού τάπητα
Φωτιά Με την καύση της βλάστησης και του δασικού τάπητα ελευθερώνονται θρεπτικά στοιχεία που περιέχονται στη στάχτη, όπως Κ, Ρ, Ν, Ca, Mg τα οποία με τα νερά της βροχής είτε χάνονται με τη διάβρωση και τον αέρα ή εμπλουτίζουν το έδαφος με τη διείσδυση του νερού από την επιφάνεια. Οι διαλυτές μορφές των στοιχείων αυτών αφομοιώνονται εύκολα από τα φυτά και αυξάνουν πρόσκαιρα το ρη του εδάφους κατά 2 μονάδες. Η αύξηση αυτή του ρη επηρεάζει τη βιολογική δραστηριότητα επομένως και τις βιοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στο έδαφος. Το άζωτο που χάνεται από το δασικό τάπητα ανέρχεται μέχρι 60% κυρίως με μορφή Ν2 που δεν επιστρέφει στο έδαφος με τη βροχή Αν αμέσως μετά από μία μεγάλη πυρκαγιά ακολουθεί βροχή μεγάλης έντασης μεγάλη διάβρωση του εδάφους
Βοσκή Με την αφαίρεση από τα ζώα, με τη βόσκηση, σημαντικής ποσότητας βιομάζας, στερείται το έδαφος κυρίως από σημαντικές ποσότητες οργανικής ουσίας και ανόργανων συστατικών => μείωση της ανακύκλωσης των θρεπτικών στοιχείων => υποβάθμιση του εδάφους Τα ζώα που βόσκουν στο δάσος καταπατούν τα νεαρά φυτάρια, τρώγουν ή σπάνε τους ακραίους και πλάγιους βλαστούς από τα φυτάρια ή δενδρύλλια, προκαλούν ζημιές στο φλοιό και στις ρίζες των δενδρυλλίων και δέντρων, αλλοιώνουν τη σύνθεση της υποβλάστησης, προκαλούν συμπίεση στα ανώτερα στρώματα του εδάφους με αποτέλεσμα τη δυσκολία ρίζωσης των αρτίφυτρων και την αύξηση της επιφανειακής απορροής, την διατάραξη στην κανονική υδατική οικονομία του εδάφους και την διάβρωσή του
Γεωργική καλλιέργεια Η εκχέρσωση και γεωργική καλλιέργεια εδαφών που φέρουν δασική βλάστηση μεταβάλλει σημαντικά την ανακύκλωση των θρεπτικών στοιχείων Παρατηρείται μεταβολή στη βιομάζα και στα οργανικά υπολείμματα Απομάκρυνση περισσότερου Ν και Ρ Μεταβάλλεται η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους Επιταχύνεται η οξείδωση της οργανικής ουσίας με την μηχανική κατεργασία
Καλές γιορτές!!!