Nedsivning af vand under otte danske skove

Skovene har stigende betydning for beskyttelsen af grundvandet. Nedsivningen til grundvandet er ofte mindre under skove end under landbrugsjord, fordi der fordamper mere vand fra skove. Nedsivningen er desuden mindre under nåletræ end under løvtræ, fordi de tætte kroner i nåletræ tilbageholder mere nedbør end kronerne i løvtræ, specielt om vinteren. I dette Videnblad præsenterer vi vandbalancer for otte skove, som indgår i den intensive skovovervågning i Danmark.

I det intensivt udnyttede danske kulturlandskab har skovene en vigtig funktion med at beskytte kvaliteten af både grundvand og det overfladevand, der ledes til søer og åer. Der siver en mindre andel af nedbøren ned til grundvandet under skov end under græs og landbrug, da der er større fordampning fra skoven. Det er derfor vigtigt at vurdere, hvor meget nedsivningen af vand til grundvandet kan øges ved at tilpasse skovdriften. Viden om nedsivning er desuden nødvendig for at bestemme udvaskningen af næringsstoffer fra jorden til grundvandet og hermed vurdere miljøpåvirkningen fra en bred vifte af skovtyper i Danmark. De relativt få danske undersøgelser vi har, tyder på, at træartsvalget har stor betydning for nedsivningen. Da både nedbør, jordbund og træart har indflydelse på nedsivningen, er der behov for flere undersøgelser, der repræsenterer variationen i Danmark. Dette giver bedre mulighed for at isolere og illustrere træarternes indflydelse på nedsivningen.

Undersøgelser i otte skove

Kort med placering af de otte intensive skovovervågningspunkter i Danmark — Figure 1. De otte intensive skovovervågningspunkter i Danmark vist med den årlige middelnedbør (mm) for 1990-2000 i Danmark. Kilde: Danmarks Meteorologiske Institut.

Siden 2001 har otte skove været omfattet af den intensive overvågning under EU’s program til skovovervågning (figur 1; Videnblad Skovbrug 8.5-19). De otte bevoksninger omfatter træarterne bøg, eg, rødgran og sitkagran og driftsformerne spænder fra skovrejsning på landbrugsjord (Stenholt Vang, Vestskoven) over gamle løvskove (Als Nørreskov og Hald Ege), naturskov (Suserup Skov) til hedeplantager (Lovrup Skov, Katborg Plantage og Gludsted Plantage). Vi har benyttet en matematisk model, CoupModel (Jansson & Karlberg, 2004) til at beregne interception (den del af nedbøren, der opfanges i trækronerne og fordamper herfra), fordampning og nedsivning på de otte skovpunkter. Beregningerne er foretaget på baggrund af daglige meteorologiske data samt målinger af gennemdryp og jordens vandindhold i de otte bevoksninger i perioden 2002-2005.

Interception og fordampning

Figur 2. Gennemsnitlig årlig vandbalance (2000-2005) for tre bøge-, to ege-, to rødgran- og en sitkagranbevoksning. Procentfordelingen af den årlige nedbør (P) på Et = planternes vandforbrug (transpiration), Ei = fordampning fra kronen (interception), Es = jordfordampning og A = nedsivning af vand fra rodzonen. Pilenes tykkelse er vægtet i forhold til nedbøren.

Den mest markante forskel mellem vandstrømmene i bevoksningerne er interceptionen. Den årlige interception er beregnet til 43% af nedbøren hos rødgran og kun 13% og 22% af nedbøren hos eg og bøg (figur 2). Det skyldes, at nåletræers krone har et større overfladeareal end løvtræers krone. Dette er selvfølgelig endnu mere udtalt om vinteren, hvor løvtræerne står uden blade. Træernes fordampning og jordens fordampning er lidt større hos bøg og eg (figur 2) end hos rødgran. Alligevel udgør den samlede årlige fordampning 75% af nedbøren i rødgranbevoksningerne mod henholdsvis 55% og 68% af nedbøren i ege- og bøgebevoksningerne (figur 2).

Nedsivning til grundvandet

Bøg og gran har ret ens årlig nedsivning på omkring 200 til 300 mm, mens der er højere nedsivning under eg (350-420 mm) (figur 3). For at vurdere forskellene i nedsivning, er man imidlertid nødt til at tage i betragtning, at nedbøren varierer mellem lokaliteterne. Gran-lokaliteterne har generelt højest årlig nedbør (870-1120 mm) og nedsivningen udgør 22-29% heraf, mens bøgelokaliteterne har de laveste nedbørsmængder (710-790 mm) hvoraf nedsivningen udgør 27-37% (figur 3). Bevoksningerne med eg har den højeste nedsivning med 45% af nedbøren (figur 3). Den årlige nedbør påvirker ned-sivningen under de forskellige træarter (figur 4). Figuren viser, at i) nedsivningen stiger med nedbøren; ii) gran generelt har den laveste nedsivning; iii) nedsivningen i bøg og eg er stort set ens ved nedbør under 700 mmår, mens eg synes at have lidt højere nedsivning ved højere årlig nedbør.

Figur 3. Gennemsnitlig årlig nedsivning i mm for årene 2002-2005 på de otte lokaliteter. Variationen mellem årene er vist med streger. Tabellen til højre angiver den gennemsnitlige procentvise andel af nedsivningen i forhold til nedbøren for årene 2002-2005.

Skov i forhold til åbent land

Graf over årlig nedsivning under bøg, eg, sitkagran/rødgran — Figur 4. Årlig nedsivning under bøg, eg, sitkagran/rødgran på de intensive skovovervågningspunkter sammenlignet med landbrug (korn) og hede set i forhold til årlig nedbørsmængde. Data for landbrug er fra en sandjord ved Borris (K. Schelde & C.DE. Børgensen, DJF, personlig meddelelse dec. 2001).

Ved lav årlig nedbør er der ikke forskel mellem nedsivning fra skov, landbrug (korn) og hede, mens nedsivningen tydeligt er lavere fra løvskov og betydeligt lavere fra nåleskov ved en højere årlig nedbør (figur 4). Dette understreger skovenes indflydelse på vandbalancen med større fordampning og mindre nedsivning i forhold til åbent land. Imidlertid har jordbundstypen (sand eller ler) også indflydelse på forholdet mellem nedsivning og nedbør.Det komplicerer sammenligningen mellem arealanvendelser, idet løvtræbevoksningerne (bortset fra Hald Ege) er på lerede jorde mens nålebevoksninger, hede samt de anvendte data fra landbrug er på sandjord. Ideelt skulle sammenligningen laves på samme lokalitet dvs. med samme nedbør og jordbund.

På lerjord findes en direkte sammenligning af bøgeskov og vinterhvede (Ladekarl m.fl., 2005). Her fandt man ingen forskel mellem de to arealanvendelser over tre år. Omfattende modelberegninger fra Belgien med sammenligning af 10 forskellige former for landbrug med 10 skovtyper gav 100 mm mindre nedsivning fra skov end fra landbrug. (Verstraeten m.fl. 2005). Denne forskel mellem skov og åbent land har betydning ved skovrejsning, hvis et af formålene er at beskytte grundvandet. Den høje fordampning fra nåleskov er et godt argument for at satse på løvtræ ved skovrejsning (som det også altovervejende sker af fx rekreative hensyn). Vores resultater viser dog, at skovrejsning med løvtræ ofte reducerer nedsivningen fra rodzonen i forhold til en landbrugsafgrøde. Men om dette vil medføre en reduktion i grundvandsdannelsen afhænger af jordbunden og især af om landbrugsjorden har været drænet.

Konklusion

Der er lavet beregninger af vandbalancen for fire år i otte skove med fire forskellige træarter. Fordampningen er højere og nedsivningen mindre i nåleskov sammenlignet med løvskov. Resultaterne viser, at det er muligt at øge nedsivningen ved at satse på løvtræ frem for nåletræ. Dermed kan konvertering af nåleskov til løvskov øge vandføringen i vandløb og dannelsen af grundvand i eksisterende skove, hvor der foregår vandindvinding.

Kilder

Jansson, P.E. & Karlberg, L.2004: COUP manual - Coupled heat and mass transfer model for soil-plant-atmosphere systems. Technical manual for the Coup-Model, pp. 1-453. Department of Land and Water Resources Engineering, The Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden.
Ladekarl, U.L., Beier, C. & Dellwik, E. 2005: Fordampning fra landbrug og skov. Vand og Jord 2, maj 2005: 44-47.
Verstraeten, W.W. et al 2005: Comparative analysis of the actual evapotranspiration of Flemish forest and cropland, using the soil water balance model WAVE. Hydrology and Earth System
Science 9: 225-241.

Videnblad nr.: 08.05-20
Forfatter: Lars Vesterdal, Karin Hansen, Lisbeth Sevel, Per Gundersen og Annemarie Bastrup-Birk