Hydrology, nutrient processes and vegetation in floodplain wetlands.

Hans Estrup Andersen

PhD-afhandling

Dansk sammendrag

Denne afhandling afslutter mit PhD-studium udført ved dels Den Kongelige Veterinær- og Landbohøjskole (KVL), Afdeling for Jordbrugsvidenskab, Laboratoriet for Agrohydrologi og Klimatologi, dels ved Danmarks Miljøundersøgelser, Afdeling for Ferskvandsøkologi. Mine vejledere var professor Henry E. Jensen og lektor Søren Hansen, begge fra KVL. Sektionsleder Lars M. Svendsen var min interne DMU-vejleder. Formålet med studiet var at beskrive og kvantificere hydrologiske processer og disses betydning for næringsstoffer og vegetation i hyppigt oversvømmede ådale.

Afhandlingen omfatter fire videnskabelige artikler og en sammenfatning. En artikel er publiceret i Aquatic Conservation, en artikel er accepteret for publicering i Hydrological Processes og en artikel er indsendt til Nordic Hydrology. Den fjerde artikel foreligger som et manuskript, der er forberedt til indsendelse til Journal of Vegetation Science.

Tre af artiklerne omhandler arbejde udført i et vandløbsnært, hyppigt oversvømmet vådområde på den nedre del af Gjern Å.

Den første artikel karakteriserer vådområdet og indeholder en analyse af de styrende forhold for vand- og kvælstofbalancen. Der er lagt vægt på umættede og mættede hydrauliske karakteristika af vådområdesedimenterne. Der er en ringe tilstrømning af grundvand til vådområdet og vandudveksling med atmosfæren er dominerende. Store vandmængder oversvømmer vådområdet, men pga. sedimenternes karakteristika er infiltrationen ringe. Denitrifikationen udgør 71 kg kvælstof pr. år og er begrænset af tilførslen af nitrat. 75% af denitrifikationen udgøres af reduktion af nitrat, der diffunderer ned i sedimentet under oversvømmelse af vådområdet med åvand.

Den anden artikel fokuserer på evapotranspirationen fra vådområdet. Evapotranspirationen er estimeret udfra kontinuerte målinger med en Bowen ratio-opsætning gennem hele vækstsæsonen i 1999. Evapotranspirationen er højere end de fleste publicerede værdier for vådområder med en gennemsnitlig rate for vækstsæsonen på 3.6 mm dag-1. Gennemsnitligt over vækstsæsonen udgør evapotranspirationen 128% af reference-evapotranspirationen beregnet med Penman-Monteith-formlen som anbefalet af FAO. De høje rater forklares dels ved at de kapillære egenskaber af sedimenterne opretholder nær-mættede forhold i rodzonen gennem hele vækstsæsonen, dels ved lokal advektion.

Den tredje artikel indeholder en analyse af plantefordelende faktorer i vådområdet. Quantile regression, en ny metode til analyse af økologiske data, testes og viser sig velegnet til at reducere effekten af umålte faktorer, hvorved effekten af de målte faktorer tydeliggøres. Artiklen indeholder ligninger, der kvantificerer responsen af 18 plantearter til 6 miljøfaktorer. Det vises, at basemætningsgrad, fosfatindhold, oversvømmelseshyppighed, samt grundvandsspejls-amplituden er dominerende faktorer i den rumlige fordeling og dækningsgrad af plantearter i vådområdet.

Den fjerde artikel omhandler arbejde udført på en større skala, nemlig et moniteringsstudie udført på den nedre del af Skjern Å forud for restaureringen af de nederste 18 km. Der udvikles empiriske modeller for åens transport af suspenderet sediment og total-fosfor. Det vurderes, at effekten af restaureringen vil være en reduktion i tilledningen til Ringkøbing Fjord af suspenderet stof og total-fosfor på hhv. 37% og 20% pga. sedimentation i søer og på oversvømmede enge.

I sammenfatningen beskrives faktorer af betydning for hydrologien, næringsstofprocesserne og vegetationen i hyppigt oversvømmede ådale, som ikke er blevet tilstrækkeligt belyst i artiklerne. De særlige forhold, der adskiller tørv fra mineraljorde omtales grundigt. Resultaterne præsenteret i artiklerne sættes i forhold til den internationale litteratur. Samtidig perspektiveres resultaterne ved sammenligning med resultater fra et studie udført i et vådområde, som også ligger i Gjern Å-systemet, men som adskiller sig væsentligt fra det i artikel 1 - 3 undersøgte.

Hele rapporten i pdf-format (422 KB)