Varför mer avrinning från hygge än från skog?

 

Många studier visar att avrinningen från hyggen under flera år är större än från skog. Schablonmässigt brukar man tala om en ökning på 200 mm per år. Det innebär en ökning av avrinningen med cirka 50 procent. Varaktigheten beror på ståndort och bördighet. Kortast, cirka fem år, i södra Sverige där hyggesvegetation och plantor kommer igång snabbast. Norrut tilltar varaktigheten och kan vara 10-15 år. 

Varför ökar avrinningen från hyggen jämfört med skog? Nedan försöker jag förklara detta i ord och bild.  

1/  

En mindre del av nederbörden fastnar i vegetationen (interception) och kan sen avdunsta därifrån. Siffror uppemot 50 procent nämns, men beror mycket på regnets intensitet och hur fuktigt krontaket redan var då regnet började. Det är denna förmåga hos trädkronorna vi utnyttjar då vi vid regn söker skydd under träd. 

2/ 

En mindre del av nederbörden kan tas upp av växter för deras tillväxt (transpiration) och också för deras näringstransport och kylning. Denna post är per dygn inte så dramatiskt stor, som mest 4-5 mm per dygn då det växer som bäst. Posten är ingen effektiv buffert hydrologiskt vid skyfall, Däremot är den på årsbasis en viktig post

3/ 

I samband med och efter avverkning körs med många tunga maskiner: skördare, skotare, risskotare, markberedare - dessas tryck packar marken vilket leder till mindre infiltration och mer ytavrinning om marken lutar. Det ger ett snabbare flöde till bäckar och åar. 

4/

Markberedning i sluttning kan om den görs på fel håll (tvärs höjdkurvorna) skapa fåror som kan bli små diken vilka ger ytvattenavrinning och ett snabbare flöde ut.

5/

Mindre utrymme för att ta emot mer vatten eftersom grundvattenytan redan tidigare höjts - schablonmässigt höjer en kalavverkning grundvattenytan ca 0,5 m under flera år. Detta innebär att en del av markens förmåga att magasinera vatten vid kraftiga regn redan har tagits i anspråk. 

6/ 

Att grundvattenytan höjts innebär att utströmningsområdena utgör en större andel av arealen än innan. i sådana områden ligger grundvattenytan mycket ytligt, det klafsar om fötterna. När regn faller på sådana områden blir det ett relativt ytligt flöde, vilket snabbare resulterar i att vattenföringen ökar i bäck/å än då det faller på ett inströmningsområde.

—-

Faktorerna ovan följer i nummerordning ungefär vattnet väg från regn till bäck.

Det är min bedömning att de ökar successivt i betydelse som orsak till flödestoppar i ytvatten, dvs nr 1-2 minst, nr 6 mest. 

Här var sex faktorer som bidrar till ökade flöden p g a hyggen. Jag kan inte komma på något sätt som hyggen skulle kunna ge minskade flöden. 

Ett komplext och dynamiskt hydrologiskt system - avancerad modellering behövs för att generera det exakta skeendet bakom flödestopparna i enskilda fall, t ex Skorped. 

Tsunamin vid Skorped

”Tsunamin” i Nätraån vid Skorped i Ångermanland - vilken kan eventuellt vara skogsbrukets roll?

 Konsekvenserna av skyfallet 6 sept är enorma och ännu omöjliga att överblicka. En man dog då han med bilen for ner i ett jättestort hål i vägen. Vägar och järnvägar har slitits sönder och måste byggas upp. Trafiken måste ledas om med stora tidsförluster och kostnader som följd. Hus och byar har satts under vatten.

Ingen har väl missat vattenkatastrofen 6 sept och framåt, den pågår ännu. Den dagen vräkte det ned. Media pratar om ”100 mm”, vilket är näsan två månaders nederbörd i området. På en dag alltså.

Uppströms Skorped hittade jag bara en aktiv nederbördsstation, det var Aspeå som visade 72 mm station 6 sept. Nederbörden 1-14 sept var 1,5-2 ggr den normala. Förutom den 6 sept regnade det egentligen bara en dag under två-veckors-perioden, och då alls inte mycket. Det var 11 sept, då föll 18 mm.

Om det regnar 100 mm ger det 32 miljoner extra kubikmeter som ska ut ur avrinningsområdet (320 km2 strax nedan Skorped). Det finns i Nätraån egentligen bara en station som registrerar vattenföring. Den är vid Stugusjön strax uppströms Skorped. Når det regnat så kraftigt ökar vattenföringen i ån nästan omedelbart. Den 7 och 8 sept, dvs de två första dagarna efter skyfallet var vattenföringen i Stugusön 20 ggr högre än veckan innan. En vecka senare var den ännu 10 ggr så hög. Det kommer alltså en störtflod direkt, som sen har ett utdraget förlopp.

Eftersom skogsmark är helt dominerande markslag i avrinningsområdet finns goda skäl granska dess bidrag till flödets storlek och fördelning över tid. I det avrinningsområde som töms förbi mätstationen vid Stugusjön är 83 procent av arean skogsmark.

I grunden är riktig skog gynnsam för att mildra effekten av kraftig nederbörd. Den kan ta upp och avdunsta vatten och minskar något den mängd som rinner av. Denna effekt är beroende krontäckningen, mängden barr-/bladyta per markyta. Tänk på att du gärna tar skydd under ett träd då det regnar intensivt. Bättre skydd ju tätare kronan är. 

Men flera skogliga åtgärder minskar skogens förmåga att mildra avrinningen. De två främsta är dikningen och kalhyggesbruket. Dikningen lämnar vi dock därhän, sådan sker inte längre.

Men kalhyggesbruket fortgår i oförminskad takt. Med slutavverkning efter i genomsnitt etthundra år kommer en procent av den brukade marken att bli nya hyggen varje år.

Men det dröjer innan de kalhuggna områdena  beter sig som skog, t ex vad gäller avrinning. Det tar först tid innan markberedning och plantering blir gjorda. Sen tar det flera år innan plant- och ungskogen slutit sig och beter sig hydrologiskt som en skog.

Denna ”hyggeseffekt” har olika lång tidsutsträckning beroende på markens bördighet och framförallt läge i landet. Man kan räkna med fem år i södra Sverige och 15 år i norra. I den aktuella delen i mellersta Norrland kan tio år antas som genomsnitt.

Men olika kalamiteter kan drabba den växande plant/ och ungskogen. Vid odling av tall är  till exempel skador på grund av älgbete vanligt. Det innebär att det dröjer längre innan ungskogen sluter sig. Satellitbilder av det aktuella området ger vid handen att avsevärt större områden än tio procent har nedsatt slutenhet.

Hydrologiska vetenskapliga studier av hyggen har visat att avrinningen ökar med cirka 200 mm per år och att grundvattenytan höjs som resultat därav med 0,5 meter. En ökning av avrinningen med 200 mm kan innebära 50 procent högre än bakgrunden. En 0,5 meter högre grundvattenyta innebär att en del av markens förmåga att magasinera vatten redan tagits i anspråk och inte kan buffra vid skyfall.

Om vi räknar med 0,5 meter höjning  och 50 procent porositet ger det 0,25 meter. Vi antar att 20 procent av avrinningsområdet har hyggesliknande förhållanden, det ger  -> 0,2 x 320 km2 -> 64 km2. Vattenvolym 0,25  m x 64 x 10^6 m2 -> 16 miljoner kubikmeter.

Siffran 200 mm ökning kommer från vetenskapligt upplagda studier. Där har saknats faktorer från det praktiska skogsbruket som ökar vattenflödet, särskilt vid intensiva regn: ristäkt, markpackning och körskador av tunga maskiner, och markberedning tvärs höjdkurvorna. Alla dessa kan ge snabbare och större avrinning.

Skyfallet 6 sept gav mycket svåra konsekvenser för samhället. En omkommen och avslitna vägar och järnvägar. Omfattande omledning av trafik med ekonomiska och miljömässiga följder.

En haveriutredning är angelägen. En sådan måste beakta skogsbrukets inverkan. 

En angelägen aspekt är markägandet. Skogsbruket har pratat mycket om ståndortsanpassning och landskapsplanering. Jag tror aldrig jag hört nämnas att skogsbruket kanske måste planeras för att ge hydrologisk buffert och beredskap. I södra Sverige råder privatskogsbruket, där finns en massa små markägare. Då kan hydrologisk landskapsplanering vara krånglig. 

Men i Norrland härskar skogsbolagen. De äger enorma fastigheter och borde kunna bedriva hydrologisk landskapsplanering inom sitt eget ägande. Jag har granskat vilka som äger de största fastigheterna inom Skorpeds avrinningsområde. Analysen pekar åt ett enda håll - Holmen. Företaget äger åtminstone fem av de sex största fastigheterna inom det aktuella området. Med en sammanlagd area på femton tusen hektar.