Áhrif landgræðsluaðgerða á Rangárvöllum á gróðurfar og kolefnisflæði

By January 21, 2016Fróðleikur
IMG_9110

Við gróður- og jarðvegseyðingu tapast mikið af jarðvegskolefni (C). Við uppgræðslu og endurheimt á rofnu landi eykst gróðurþekja aftur og búast má við því að C taki aftur að bindast í jarðvegi. Þessi rannsókn var hluti af stærra rannsóknarverkefni sem hét KolBjörk. Það var samstarfsverkefni nokkurra stofnana sem fjallaði um þróun lífríkis, kolefnisbindingu og breytingar á ýmsum öðrum jarðvegsþáttum við landgræðslu og endurheimt birkiskóga á röskuðum svæðum á Rangárvöllum og Landssveit.

Meginmarkmið þessarar ritgerðar var að kanna breytingar á gróðurfari og kolefnisflæði á rofnu landi, á uppgræddu landi og í misgömlum birkiskógum. Nánar tiltekið í: i) rofnu gróðursnauðu landi, ii) 40 ára uppgræðslum með grassáningu og áburðargjöf, iii og iv) tveim ungum landgræðsluskógum og v) gamalgrónum birkiskógi. Öll rannsóknarsvæðin voru staðsett í landgræðslugirðingunni í Bolholti nema v) sem var í Hraunteig, í landi Hóla og Næfurholts. Við mælingar á kolefnisflæði var að mestu notast við 12 sjálfvirkar mælistöðvar (ACE) sem mæla flæði kolefnis til og frá vistkerfinu. Þetta var í fyrsta skipti sem slík tæki voru notuð á Íslandi. Vegna bilunar mældu tækin „hlutfallslega upptöku eða losun“ en ekki eiginlegt flæði í mg eða μmol CO2. Vegna þessa eru eftirfarandi niðurstöður birtar án eininga. Kolefnisupptaka (GPP) var mjög lítil í rofna ógróna landinu, eða 0,08, en hún jókst eftir 40 ára uppgræðslu upp í 0,23. Þar sem birkiskógar höfðu verið endurheimtir á uppgræddu landi var upptakan lítið eitt hærri, eða 0,57 og 0,30 í 10 og 20 ára skógunum. Hraði GPP var mestur í gamla skóginum í Hraunteig eða 1,00. Þarna var bara um upptöku botngróðursins að ræða og það þarf að áætla upptöku trjánna sjálfra til að fá heildarupptöku vistkerfisins í skógunum. Vistkerfisöndun (Re) var umtalsvert hærri á uppgrædda landinu miðað við það rofna, eða 0,64 miðað við 0,13. Þar sem landgræðsluskógar höfðu verið ræktaðir á uppgræddu landi þá jókst Re lítillega, eða upp í 0,86 og 0,76 í 10 og 20 ára landgræðsluskógunum. Re var svo langhæst í gamla náttúrulega birkiskóginum í Hraunteig eða 2,36. Þegar breytingar í Re voru bornar saman við ýmsa umhverfiþætti kom í ljós að jarðvegshiti (Ts) var sterkasta stýribreytan á rofnu og uppgræddu landi. Aftur á móti minnkuðu áhrif hans eftir því sem skógarnir urðu eldri, en þá fóru aðrar breytur, svo sem vatnsinnihald, að hafa meiri áhrif. vi

Kolefnisjöfnuður (NEE) rofna landsins sýndi að rofna vistkerfið var í neikvæðum jöfnuði. Það er, mun meira kolefni var að tapast úr jarðvegi þess en að bindast í gegnum rýra gróðurþekjuna. Það sama átti sér stað á uppgrædda landinu, en þar var meira kolefni að tapast en bindast. Hlutfallið var þó lægra þar, þ.e. hlutfallslega minna tapaðist miðað við upptökuna. NEE skóganna gilti eingöngu fyrir upptöku botngróðurs á móti losun jarðvegs, botngróðurs og trjáróta. Þar vantaði mælingar á upptöku trjánna og öndun þeirra ofanjarðar svo að NEE gilti fyrir allt vistkerfið. Almennt hækkaði þó NEE skóganna (nettó-losun lækkaði) frá uppgrædda landinu yfir í gamla birkiskóginn. Það að kolefnisjöfnuður rofna og uppgrædda landsins var neikvæður kom verulega á óvart. Við nánari rannsóknir kom í ljós að mikið magn af lífrænu jarðvegskolefni var í dýpri jarðlögum rofsvæðanna í Bolholti. Jafnframt kom í ljós að marktæk aukning var á C í efstu lögum jarðvegsins á uppgrædda svæðinu. Það var því nánast örugglega lífrænt C í eldri, dýpri, jarðlögum sem grafist hafði undir sandi á rofsvæðunum sem var að brotna niður og gefa frá sér CO2. Það var athyglisvert að hlutfallið á milli RE og GPP lækkaði með aldri uppgræðslusvæðanna og benti það eindregið til að vistkerfin væru smátt og smátt að færast í átt til nettó-kolefnisbindingar eftir landgræðsluna. Það skal ítrekað að það vantaði upptöku trjánna svo að túlka megi NEE skóganna sem vistkerfisjöfnuð. Ekki er ólíklegt að þau svæði hafi verið komin í nettó-upptöku með ljóstillífun trjálagsins. Niðurstöðurnar sýndu það að stunda landgræðslu á rofsvæðum dregur úr nettó-losun þeirra.

Þessi rannsókn sýnir að þrátt fyrir að mælanleg kolefnisbinding sé í efstu 20 cm jarðvegs á slíkum rofsvæðum, getur vistkerfið allt verið í neikvæðum jöfnuði. Það veltur væntanlega á magni lífræns efnis sem grafið er í og undir rofefnunum hvort NEE nær að verða jákvætt. Það er þó mikilvægt að halda því til haga að út frá loftslagsáhrifum landgræðslu þá er það jafn gagnlegt að draga úr heildarlosun slíkra svæða, óháð því hvort sú breyting nægir til að gera NEE jákvætt eður ei. Að þessu leiti má líkja áhrifum landgræðslu á kolefnisjöfnuð rofsvæða við áhrif endurheimtar framræstra votlenda. Hvoru tveggja getur í vissum tilfellum dregið verulega úr losun, án þess að vistkerfið komist endilega í nettó-upptöku. / Magnús Þór Einarsson. Meistararitgerð við Umhverfisdeild Landbúnaðarháskóla Íslands 2013. Sjá ritgerðina í heild.