• No results found

Nya upptagsdata

In document Bara naturlig försurning (Bilagor) (Page 119-123)

Cecilia Akselsson (IVL), Jens Fölster (SLU), Lars Rapp (SLU), Mattias Alveteg (LU),

3. Ny databas för beräkning av kritisk belast ning för skogsmark

3.2 Nya upptagsdata

N- och BC-förluster vid skörd har beräknats baserat på boniteter som beräknats för varje Rikskogstaxeringspunkt. Tillvägagångssättet inkluderar följande steg: 1. Indelning av Rikstaxpunkterna i sex beståndstyper

2. Beräkning av bonitet och "reducerad bonitet" med avseende på beståndstyperna (utfört av Riksskogstaxeringen).

3. Beräkning av N- och BC-förluster mha "reducerad bonitet", halter samt densite- ter (Tabell 3-4). N- och BC i förnafall har beräknats som funktioner av N- och BC- skördeförluster.

Tabell 3. Densiteter som använts för beräkningarna av N- och BC-förluster via skörd (Lundmark, 1988).

Beståndstyp Densitet (kg/m3) Kommentar

Tall 490 Gran 430

Barrbland 460 tall & gran

Björk 610

Lövbland 645 björk & bok

Bland 510 Tall, gran & björk

Tabell 4. Halter (mg/g) som använts för beräkningarna av N- och BC-förluster via skörd (Egnell m.fl., 1998; Jacobson & Mattson, 1998).

Beståndstyp Ca Mg Na K N Tall 0.86 0.16 0.0749 0.49 0.9 Gran 1.3 0.18 0.0749 0.73 1.1 Barrbland 1.08 0.17 0.0749 0.61 1 Björk 1.43 0.17 0.0749 0.67 1.7 Lövbland 1.43 0.17 0.0749 0.67 1.7 Bland 1.20 0.17 0.0749 0.63 1.23

3.3 Stenighet

I beräkningar t o m 2004 har ingen stenighet tagits med i beräkningarna (dvs ste- nigheten har antagits vara 0%). Under 2005 ökades denna siffra till 30%, baserat på typiska kornstorlekskurvor, och efter ett projekt på SLU så har specifika stenig- hetssiffror tagits fram för samtliga Rikstaxpunkter (i genomsnitt 42%). På välsorte- rade sedement sattes stenigheten till 10%.

3.3.1 INLEDNING

Förekomsten av stenar och block i marken har störst betydelse genom att volymen finmaterial (kornstorlek < 2 mm) minskar, vilket i sin tur påverkar markens egen- skaper. Betydelsen finjorden är stor genom att den specifika ytan ökar kraftigt med minskande kornstorlek. Markegenskaper som jonbytesförmåga och vattenhållande förmåga ökar och processer som t ex vittringen sker med större hastighet då mäng- den finmaterial i marken är stor. Vid provtagning av marken för markkemiska analyser tas proverna nästan uteslutande från finjorden, vilket betyder att man mås- te ta hänsyn till stenigheten när man använder markkemiska databaser för att be- skriva utvecklingen av markens tillstånd genom modellering.

Stenigheten i marken kan bestämmas direkt genom att man gräver upp en bestämd jordvolym varefter man siktar och väger allt material som är grövre än 2 cm. Detta är en mycket arbetsintensiv metod som inte lämpar sig för bestämningar i större skala. Andra vanliga tillvägagångssätt är indirekt uppskattning av sten- och stenig- het i markytan genom fältobservationer eller genom fjärranalys. Detta är snabba metoder, men resultaten är inte särskilt pålitliga för en kvantifiering av markens stenvolym. Dels uppskattas frekvensen av stenar och block, inte volymen, och dels är stenigheten inte nödvändigtvis samma i ytan som nere i marken. En ytterligare metod för stenighetsbestämning togs fram i Finland av Viro (1952), som går ut på att en metallsond knackas ner i marken på ett antal ställen för att få fram ett ge- nomsnittligt stickdjup. Detta värde har ett tydligt samband med stenvolymen som kan beräknas med en funktion. Metoden är relativt snabb och har dessutom förde- len att den är icke-destruktiv genom att man inte gräver bort jorden för bestäm- ningen av stenigheten. Detta är en stor fördel vid bestämningar på ytor som an- vänds inom miljöövervakning där det genomförs återkommande mätningar av markens tillstånd.

Inom Riksinventeringen av skog – markinventeringen (RIS-MI) genomför man sedan 2003 inventering av sten och blockvolymen i skogsmark enligt Viro- metoden (RIS 2005) på de ytor där man provtar mineraljorden. Detta innebär att man samlar in ny information om marken som inte tidigare varit tillgänglig för stora geografiska områden. Kartläggningen av stenighen i marken genomfördes i två steg. Först utarbetades en ny funktion för beräkning av stenigheten utifrån son- deringsdata och sedan generaliserades data från provytor till alla ytor inom Riks- skogstaxeringen.

3.3.2 FUNKTIONER FÖR BESTÄMNING AV STENIGHETEN ENLIGT VI- ROMETODEN

För att kunna relatera medelvärdet av sonderingar enligt Viro-metoden till stenig- heten behövs en referensfunktion som kalibrerats på data från ytor där man genom- fört både sonderingar och bestämningar av sten och blockvolymen genom siktning och vägning. Sådana funktioner har publicerats tidigare (Viro 1952; Tamminen & Starr 1994; Eriksson och Holmgren 1996). Den ursprungliga studien av Viro (1952) genomfördes på moränjordar i södra Finland för 30 cm maximalt stickdjup. I studien presenteras två funktioner för att beräkna stenigheten från sonderingar, varav den ena troligen underskattar stenigheten enligt författaren. Den andra funk- tionen uppskattar stenigheten till 100 % vid 0 cm stickdjup (Figur 14), något som inte är rimligt för normala jordar eftersom det alltid finns en viss volym som upptas av finjord eller luftfyllda porer. Detta visar också empiriska resultat såväl som simuleringar (Eriksson och Holmgren 1996). Viro’s data saknar dessutom nästan ytor med mycket hög stenighet, vilket gör funktionerna osäkra för väldigt steniga marker. Ett medelvärde av Viro’s två funktioner har även publicerats av Tamminen och Starr (1994). Studien av Eriksson och Holmgren (1996) genomfördes i Mellan- sverige på moräner med stor variation i stenighet och innehåller därmed även ytor med mycket hög stenighet. Metodiken som användes för bestämningen av stenig- heten i referensgroparna var mer enhetlig än Viro’s och mer robust i vissa hänse- enden, bl a för bestämning av volymen hos instickande stenar och block i groparna. Funktionerna som togs fram var anpassade till ett maximalt stickdjup på 40 cm. Bedömningen gjordes att datamaterialet från Eriksson och Holmgren (1996) är mest lämpat för användning vid stenighetsbestämning i varierande skogsmark inom RIS-MI om det inte vore för att man inom RIS-MI använder 30 cm maximalt stick- djup vid sonderingarna. För att lösa detta problem togs rådata från denna studie fram och omarbetades om så att en ny funktion kunde passas för 30 cm maximalt stickdjup. Detta gjordes genom att alla enskilda stickdjup i intervallet 30-40 cm sattes till 30 cm, varefter nya medelvärden för stickdjupet räknades ut för alla provgropar. Genom regression passades ett nytt samband mellan stenigheten och stickdjupet:

Sten & Block (vol-%) = 76,0-2,04 Stickdjup (cm) R2=0,43 (n=195)

Den nya funktionen gav lägre värden än Viro’s funktion 1 och högre värden än Viro’s funktion 2 (Figur 14). Värt att notera är att funktionen har en flackare lut- ning än bägge dessa funktioner och att det finns en viss ”restpost” för stenighet även vid det maximala stick djupet. Detta kan tolkas som att stenigheten i morän inte understiger detta värde.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 Si (cm) S& B (% ) Viro1 Viro2 T&S E&H

Figur 14. Funktioner för bestämning av stenigheten (vol-%) från sonderingar enligt Viro metoden (Viro1 & 2 från Viro (1952), T&S från Tamminen och Starr (1994)). E&H är sambandet som tagits fram inom denna studie baserat på Eriksson och Holmgren (1996).

3.3.3 STENIGHETEN I SKOGSMARKEN BASERAT PÅ RIS-MI

För denna studie var RIS-MI data från 2003 och 2004 tillgängliga för analysen, vilket omfattade sammanlagt ca 800 ytor. Inom inventeringen utförs 6-12 stick inom varje provyta, där stickdjupet bestäms från mineraljordens överkant till och där det maximala djupet är begränsat till 30 cm. Medelvärdet av stickdjupet räkna- des ut för varje yta och ytor med färre än tre stick uteslöts.

Stenigheten i skogsmarken varierar med jordarten och är i medeltal 42,8 vol-% sten och block i de översta 30 cm av mineraljorden (Tab. 1). Resultaten för jordarten

torv gäller för mineraljorden under torvskiktet, men inte för ytor med större än 50

cm torvmäktighet. Värdet för jordartsklassen häll är sannolikt påverkat av att vissa stickdjup avser ytliga hällar under tunna jordlager. Värdet bör därför inte tolkas som ett generellt värde för morän på häll. Stenigheten för jordarten högsorterade

sediment har inte redovisats eftersom den använda funktionen inte är giltig på se-

dimentmark med låg stenighet.

För kartläggningen av stenigheten begränsades urvalet till jordarterna morän och lågsorterade sediment, vilka ofta i praktiken är svallade moräner. Detta är marker som används inom modelleringen för bedömningar av kritisk belastning i skogs- mark. Kartläggningen av stenigheten gjordes genom interpolering med kriging, som tar hänsyn till rumsliga sambanden mellan provytorna.

Resultatet visar på ganska stora regionala skillnader i stenigheten (Figur 15) vilket speglar skillnader i berggrundsgeologi och moränbildning. T ex visar sandstensom- rådet i NV Dalarna mycket hög stenighet, medan Storsjöområdet med kambrosi- lurberggrund har en relativt låg stenighet. Norrlands kustland har hög stenighet sannolikt beroende på förekomsten av svallade moräner. Stenighetskartan visar på tolkningsbara mönster, men det bör påpekas att dataunderlaget för denna typ av

generalisering är tunt och att bilden kan förändras i takt med att mer data blir till- gängliga.

Tabell 5. Stenigheten (vol-%) för olika jordartsklasser i skogsmark (RIS-MI 2003-2004).

Jordart Antal Medel Median Std CV%

Sediment, lågsorterade 67 41.2 39.7 16.3 39.7

Morän 501 48.5 50.0 15.9 32.9

Häll 36 56.1 57.6 16.1 28.8

Torv 75 19.5 0.0 26.3 135

Figur 15. Stenigheten i skogsmarken för moräner och lågsorterade sediment uppskattat från RIS- MI för åren 2003-2004.

In document Bara naturlig försurning (Bilagor) (Page 119-123)