KUNGL. SKOGSHÖGSKOLANS SKRIFTER BULLETIN OF THE ROYAL SCHOOL OF FORESTRY Nr 10 STOCKHOLM, SWEDEN 1952 Den geoogiska mijöns inverkan på grundvattnets hat av östa växtnäringsämnen Infuence of Geoogica Environment on the Composition of the Nutrients in Soution in Ground W ater BY TRYGGVE TROEDSSON NORRTÄLJE 1952. NORRTELJE TIDNINGS BOKTRYCKERI AB
Den geoogiska mijöns inverkan pd grundvattnets hat av östa växtnäringsämnen Av TRYGGVE TROEDSSON. Det är amänt bekant att grundvattnets inverkan på den skogiga produktionen är stor. skogsmarkens vattenfaktor har ur kemisk synpunkt i vårt and tidigare behandats av O. TAMM (1925, 1931). Föreiggande uppsats är ett preiminärt meddeande om de resu tat, som erhåjits vid grundvattenundersökningar, vika bedrivits vid skogshögskoans avdening föy skogig markära sedan 1949. I första hand har avsikten varit att få en uppfattning om grundvattnets kemiska egenskaper inom skogsmarker med oika geoogiskt underag. I den mån det varit möjigt ha områden med ikartade skogstyper, men på oika geoogiskt betingade områden uppsökts. En sådan undersökning i vårt and, med dess varierande kimatförhåanden, kan icke biva het invändningsfri. skogstyperna kunna på två okaer motsvara varandra, även om berggrundsförhåandena äro oika. Vegetationen är såunda ofta ej indikator på berggrundens sammansättning, utan är beroende av de ösa avagringarnas mäktighet och kornstorek, av fuktighetsfaktorer, kimat, topografi etc. Emeertid ha ett ferta undersökningar visat att markens mineraogiska beskaffenhet äger ett visst infytande på skogens växtighet. Denna inverkan behöver givetvis icke vara direkt utan kan även utövas indirekt genom den minerogena faktorns förmåga att t. ex. förbättra humustiståndet. En översikt av dyika undersökningar har EKsTRÖM (1946) ämnat, varför de icke skoa närmare behandas i detta sammanhang. Då den hydroogiska faktorn om man närmast tänker på grundvattnet spear en stor ro för skogen, igger det nära ti hands att behanda denna faktor i samspe med de geoogiska förhåandena. Det röriga grundvattnets hat av östa växtnäringsämnen är ett uttryck för den urakning som sker i marken och även ti en rätt hög grad för markvätskans sammansättning ovan grundvattennivån. En ur mineraogisk synpunkt rikare jordart ger het naturigt upphov ti ett eektroytrikare vatten än vad en fattigare jordart kan ge. Hur stora växingarna kunna vara kommer att behandas i det föjande. Det må påpekas att skogsmarkens grundvattenförhåanden icke behöva vara den dominerande faktorn för trädens näringstiförsel Den näring träden direkt upptaga ur grundvattnet kan vara förhåandevis åg. Trädens förmåga att upptaga det kapiärt och adsorptivt bundna vattnets näringshater i samband med rötternas direkta eer indirekta med
4 verkan vid markvittringen är troigen av större betydese. Härti kommer den viktiga de av näringsbehovet, som tifredsstäes genom everans från förna och humus. Om man emeertid stäer ett anta anaysvärden från ett geoogiskt enhetigt grundvattensområde i reation ti de anaysresutat som erhåas från ett närbeäget område me< het andra berggrundsförhåa1.1den kan man få en god uppfattning om de båda Jormationernas inverkan på grundvattnets hat av oika grundämnen. De områden, som varit föremå för grundvattenundersökningar äro beägna på ett ferta oika patser i meersta Sverige: I) Leptitgnejsområdet vid Bjurfors Kronopark, 3 km söder om Avesta. 2) Urbergsmorän starkt påverkad av kambrosiurbergarter i Rosagens inre skärgård, Grenhomen, 2 mi nordost Norrtäje. Området tihör Rosagens moränerområde (EKsTRÖM 1951). 3) Övre Daarnas porfyr, sandstens och diabasområden. 4) Ett ågproduktivt sandområde i översta J:.,agadaen, nära Vaggeryd (Möna försöksfät). s) Gnejsmorän, med starkt insag av jotnisk sandsten på Södertörns nordvästra hörn. Områdena äro angivna i ordning efter försökens omfattning. Huvuddeen av undersökningarna ha såunda varit föragda ti Bjurfors. Provtagningsmetodiken överensstämmer i huvudsak med den som RoMELL (1922) an ände sig av för markuftundersökningar. Apparaturen har sedan omarbetats av TAMM (I 925) för att medgiva vattenprovers upptagande ur moräner etc. Ett mässingsrör med 4,5 mm diameter, vari finnes införd en ståstång, någon cm ängre än sjäva röret; drives med hjäp av en hammare ner i marken ti 2 a 3 meters djup. Med hjäp av en kvicksiverpump sugas proven upp i provfaskor, som ti en början utgjordes av vanigt butejgas. Under det sista året har försök gjorts att även sama upp en de av vattenproverna i s. k. poyetenfaskor, för att därmed förhindra akaimetaer i gaset att ev. inverka på anaysresutaten. Försöken härmed äro ännu ej sutförda. I 20 mi gasfaskor med insipad propp tagas prov, som redan i fätet anayseras på mängden öst syre, två och trevärt järn, ph och edningsförmåga. Aven vattnets temperatur mätes för erforderiga korrektioner vid _anaysvärdenas beräkning. Mässingsrören ha vanigen stationerats inom försöksområdena des för att vinna tid vid provtagningen, då nedföraodet av rören mången gång är synnerigen besvärigt, och des för att erhåa fut ikartade provtagningsförhåanden. I de första mi har vanigen en högre eektroythat erhåits än i senare upptagna vattenmängder beroende på annan sammansättning hos det vatten, som stått stia i rören. Sedan eektroythaten i vattnet efter en stunds sugning bivit konstant tagas vattenproven. Järn och syre bestämmas enigt av O. TAMM (1931 p. 180) angivna och något modifierade metoder. Fördeen av att i fätet kunna bestämma des Fe++ + Fe+++ och des Fe++ är uppenbar. De grundämnen som bestämts på aboratoriet ha varit Fe, A, Mn, Mg, Na, K, Ca..Aven Si02 har bestämts; ph har bestämts en. Kiihus kaorimetriska metod. Denna ger tiföriga värden såvida vattnets buffertkapacitet är tiräckig för att indikatorns egendissociation icke ska ändra ph. De i grundvattnet östa humusämnena ha vid försök visat en tiräckig buffertverkan, men förf. vi dock anbefaa en viss försiktighet vid tokningen av de er
håna phvärdena. De små variationerna i värdena utgöra emeertid ett visst stöd för dess gitighet. Na, K, Ca ha bestämts ågfotometriskt, Mg kaorimetriskt med titangut, Mn enigt NYDAHL (1949) med ammoniumperoxidisufat, totat Fe med orthophenantroinmetoden. Anaysmetodiken kommer att behandas utförigare i ett senare arbete. Som ovan nämnts avser föreiggande arbete att framägga de anaysresutat, som härröra från områden med minerogent oika betingade jordarter, framför at moräner. För att undvika de stora fekäor, som måste uppstå vid undersökningar av detta sag, har försöksområden vats, där jordartstyperna varit så ikartade som möjigt, även om de ösa jordagrens mäktighet icke atid kunnat kontroeras. Vidare har det varit ett önskemå att arbeta med så ika skogstyper som möjigt, viket i många fa kan vara ytterst svårt att uppnå. På exempevis diabasstråket vid Ävdasåsen i övre Daarna är den minerogena faktorn påtagig, varför man där svårigen kan finna områden, som ur skogstypssynpunkt äga sin motsvarighet inom exempevis Daarnas sandstensområden. Därför har förf. ansett det primära vid dessa undersökningar vara att väja de ur geoogisk och hydroogisk synpunkt mest typiska områdena såsom provtagningsobjekt, varför skogstyperna stundom kommit i andra hand. I den sammanfattande anaystabeen ha de oika provtagningsområdena erhåit en karakteristik vad beträffar geoogi, markprofityp och skogstyp. Här nedan ska en kort r _ edogörese ämnas för de undersökta områdenas geoogi och vegetation: De kvartära avagringarna inom eptitgnejsområdet 3 km söder om Avesta utgöras av stora, nästan pana moränområden med sandigmoig morän. I smärre sänkor finnas ' vattensediment atifrån meanera ti grus. Moränen är svaad så snart terrängen höjer sig, men svaningsintensiteten varierar inom vida gränser. Stundom är denna knappast märkbar, i andra fa har materiaet starkt vattenbearbetats i ytan. Den sandigmoiga moränen får snarast anses vara en ordinär morän med hänsyn ti sin mineraogiska sammansättning. Synnerigen karakteristiskt för Bjurforsområdet är dess grundvattenförhåanden. Grundvattnet igger icke djupt a 2 meter och kommer kanske därför att utgöra den viktigaste markfaktorn inom området. Inom moränområdena förekomma ofta små fäckar eer tuvor av vitmossor. Så snart det förekommer en större sammanhängande sänka pägar en sumpvegetation förefinnas, som stundom ger upphov ti mäktiga torvbidningar. Detta är i stora drag Bjudorsområdets geoogi. Förf. har ;närmast undersökt grundvattnet inom de stora moränområdena och vad som där i synnerhet varit av intresse äro de små vitmossfäckarna med sin mycket begränsade utbredning, oftast bott en hav meter i diameter. Markprofien är vanigen järnpodso inom moränområdena, men där vitmassfäckarna uppträda bir profien snarast en övergångsform mean järnpodso och järnhumuspodso. De små fäckarnas spridda förekomst inom ett enhetigt järnpodsoområde gör att de få en otydig profiutbidning. Dessa fäckar bero på ett temporärt stiastående grundvatten. Underiggande berggrund kan genom en uppskjutande svag skåbidning kvarhåa sjunkvattnet. Den osvaade, stundom starkt moiga moränen kan förhindra en snabb grundvattensänkning och ikaså kunna eriga ager i ovaniggande svagrus förorsaka ett i ytagren 5
6 stiastående grundvatten. I tabe 3 är det såunda järnpodsoernas grundvatten, som stäts i reation ti de inom dessa områden förekommande vitmassfäckarnas grundvatten. I Bjurforsområdet finnas inom järnpodsoområdena vanigen tvenne skogstyper, des den rena husmosstypen, där fätskiktet är obetydigt utveckat och bottenskiktet utgöres av en matta av i huvudsak husmossor, och des den genom utgesning erhåna båbärstypen. Mean dessa tvenne typer finnas aa övergångnar, varför en noggrann beskrivning av skogssamhäena inom. varje oka skue vara berättigad. Då utrymmet i tabe 3 är begränsat och anaysmateriaet endast översiktigt framstäts och då arbetet är avsett att fortsättas, ha endast de knapphändiga uppysningarna om de oika skogstyperna medtagits. Då huvuddeen av undersökningarna utförts på Bjurfors kronopark har O. TAMMS (1935) mera direkt på Bergsagens skogssamhäen tiämpbara kassifikation kommit ti användning. Försöksområdet NO om Norrtäje Grenhomen igger på Harö i Rosagens inre skärgård. Jordarten är en ytstenig, eriggrusig morän, starkt påverkad av kambrosiurberg arter. Markprofien är närmast brunjord och vegetationen domineras av ta och gran med insag av björk. Aven områden med ek, ask och hasse förekomma. Vegetationen är snarast av en ågörtstyp med husmossor, båbärsris, harsyra och båsippor som karaktärsväxter. När de äda övträden förekomma i en större öväng bir örtforan betydigt rikare med b. a. Orchisarter. Inom försöksområdet igger kakgränsen (den kakhatiga jordarten) på större / djup än 60 cm (en. opubicerade undersökningar av P. ALMBERGER och B. MATTssoN MÅRN 1946). De genomsnittiga anaysvärdena erhåas i tabe 3. Under en översiktsresa i september 1949 insamades grundvatten från övre Daarnas diabas, porfyr och sandstensområden. På grund av en tämigen torr eftersommar försvårades grundvattenuppsugningarna ganska avsevärt. Förf. yckades dock erhåa grundvatten från resp. områden. Sandstensmoräner uppsöktes i trakten av Särna, där framför at de utprägade avtaskogarnas grundvatten undersöktes. Grundvatten från porfyrmoräner inom Avdaens västra revir och åsbydiabasmoränen vid Asen (Avdasåsen) insamades och anayserades. I möjigaste mån uppsöktes okaer, där bockstudier i moränerna på resp. bergarter gåvo så»rent» materia som möjigt. Våren 1950 påbörjades en provtagningsserie av grundvatten i samband med utäggningen av vissa gödsingsförsök inom Möna försöksfät invid Vaggeryd i Småand. Försöksfätet igger inom de ågproduktiva sandområden, som utfya Lagadaen. Vegetationstypen är vanigen vacciniumtaskog med hedartade gäntor (C. O. TAMM 1947). I tabe 3 ha även medtagits medevärden av grundvattenanayser från den sandigtgrusiga, av jotnisk sandsten påverkade moränen på Södertörns NVhörn invid Högantorps säteri. Trots det starka insaget av jotnisk sandsten i moränen hade grundvattnet höga hater av oika växtnäringsämnen. Förkaringen torde igga i att den kakhatiga gaciaeran på fera stäen underagrar de nedsvaade sand och grusavagringarna. Då hea försöksområdet utgör en suttning ned mot Mäaren kommer grundvattnet att passera sådana erager och därmed erhåa b. a. höga kaciumhater. Av tabe 3 framgår att varje moränområde har sitt karakteristiska grundvatten. Detta gäer framför at eptitgnejsområdet söder om Avesta i jämförese med Rosagens morän
7 erområde NO om Norrtäje. Även om en viss variation i edningsförmågan erhåes inom de oika försöksområdena visar anayserna en tämigen god konstans i sina u värden, om man behandar varje fuktighetstyp eer geoogiskt betingat område för sig. Ledningsförmågan är t. ex. O gånger större för Norrtäjeområdet än för Bjurforsområdet och detta gäer oavsett årstiden. På samma sätt erhåes en distinkt skinad i edningsförmågan mean sandstensmoränerna i övre Daarna och de övriga områdena. Grundvattnet i porfyrmoränerna är närmast jämförbart med det i eptitgnejsmoränernas järnpodsoområden. Mghat iksom phvärden äro kart högre inom Bjurforsområdet än inom porfyrområdena. Den ättvittrade åsbydiabasen ger upphov ti ett betydigt eektroytrikare grundvatten än Bjurforsområdet, medan de kvartsrika sand och grusavagringarna inom Möna försöksfät ämna en förvånansvärt hög edningsförmåga på sitt grundvatten, ett förhåande som knappast var att vänta då en jämförese mean de två sistnämnda områdenas minerogena sammansättning kart visar att Bjurforsområdet härvidag är betydigt bättre. Högantorpområdet har en i jämförese med de övriga undersökta områdena karakteristisk edningsförmåga med höga Mghater och Nahater. Tyvärr ha fuständiga årsobservationer av edningsförmågan i grundvattnet inom de oika områdena icke kunnat göras. I tabe ha trenne okaer från tre undersökningsområden sammanstäts, där årsvariationerna i edningsförmågan framgår. Vad som främst observeras är den konstanta edningsförmågan inom resp. områden under de tre år som försöken pågått. Det må tiäggas att först i oktober 1950 utpacerades fasta rör för uppsugning av grundvatten inom de oika okaerna. Dessförinnan får man antaga att uppsugningen av vattenproven icke kan ha skett på exakt samma provdjup, även om det varit en strävan att försöka nå det. Trots detta synes variationerna i edningsförmågan före och efter oktober månad 1950 icke ha påverkats av denna brist i den ikformiga försöksmetodiken. Tabe visar förutom en viss konstans i edningsförmågan även vissa antydningar ti årstidsvariationer. Såunda gäer för såvä Bjurforsområdet som Grenhomen att högre eektroythater erhåas des i mitten av sommaren och des under vintern. Under höst och vår erhåas ägre hater, beroende på ökade grundvattentiskott genom regn och smätvatten. De få anayser som hittis insamats från Möna visa samma tendens. Variationerna äro emeertid mycket små och anmärkningsvärt är att vårfödenas utspädande verkan på grundvattnets hat av näringsämnen icke är tydigare. Man kan antaga att dessa årsvariationer äro mera framträdande i sjunkvattnet och där de ösa avagringarna äro tunna. Undersökningar av årsvariationen i grundvattnets hat av östa växtnäringsämnen i erjordar ha utförts av JoHANssoN (1944) varvid tydiga skinader framkommo. Inom Bjurforsområdet äro variationerna i edningsförmågan och haten av oika näringsämnen inom järnpodsoområden å ena sidan och järnhumus och humuspodsoer å andra sidan uppenbar. Som ovan nämnts är det de små Sphagnumfäckarnas grundvatten som undersökts. Med en växande grun< vattennivå inom dessa tämigen begränsade vitmossfäckar föjer en variation i de reducerade betingeserna. Ledningsförmågan kommer därför att variera inom ganska vida gränser (se tab. 3). Förhåandena vore måhända het annorunda om man undersökte utprägade h umuspodsoprofiers grundvatten.
8 Tabe Den observerade variationen i grundvattnets edningsförmåga inom försöksområdena Bjurfors, Grenhomen och Möna. The variations of the conductivity of ground water from Bjurfors (eptitegneiss moraine), Grenhomen (archaean moraine with cambrosiurian materia) and Möna (gaciofuvia sand\ B jurfors Grenhomen Möna 1949 jui... 440.10 6 augusti... 31.10 6 september... 32. > oktober... 400. > november... 31. > 380. > december... 30. > 380. > 1950 januari... 32. > 390. > februari... 33. > 400. ' mars... 30. > 370. > apriseptember.. oktober... 400. > november... 30. > 420. > december.... 31. > 420. > 1951 januari... 32. 440. februari... 32. mars... 30. > apri... 350. > 46.106 maj... juni... jui... 34. > augusti... 33. > september... 32.» oktober... november... 435. > december... 32. > 440. > 1952 januari... 33. > 433. > februari... 420. > 33. > 41. > 44. > A andra sidan ha försök inom Bjurforsområdet visat att 100 mm nederbörd under ett dygn icke i nämnvärd grad har påverkat edningsförmågan i grundvattnet i en sandigmoig morän på meters djup. Ungefär samma nederbördsmängd fördead på en 14dagarsperiod medförde icke heer någon förändring i edningsförmågan. I båda faen kunde kontroer av grundvattnet ske under 20 dagar efter det att nederbörden fait. Sjunhattnets ång. samma rörese i dyika jordarter medgiver tydigen att en viss jämvikt i edningsförmågan uppnås, så att grundvattentiskott i form av häftiga nederbördsmängder icke förändrar edningsförmågan i grundvattnet. Ur tabe 3 framgår vidare att ett samband råder mean åg Fe++hat och hög syrehat i grundvattnet ett förhåande som O. TAMM (1925) tidigare visat. För övrigt gäer att Fehaten är mycket åg för de ara festa proven. I grundvatten från Grenhomen äro
manganhater vanigare än inom de övriga områdena. Aven auminium tycks vara säsynt i grundvattnet inom andra områden än Grenhomen. Överhuvud taget visar den kambrosiurpåverkade moränens grundvatten en betydigt större koncentration av aa näringsämnen, men variationsgränserna äro också betydigt större. Inom Bjurforsområdet äro magnesium, kacium och natrium tämigen konstanta i järnpodsoernas grundvatten. Aven kacium varierar inom tämigen snäva gränser med några. få undantag. Stundom förekommer en reativt hög kaciumhat (se max. värden i tab. 3) i dessa grundvatten, förmodigen beroende på de urkakförekomster, som finnas i eptitgnejsen i form av smaa inser eer sprickfynader (jfr HALDEN 1950). skinaderna i porfyr och sandstensmoränerna äro icke stora. Anmärkningsvärt är dock att magnesium förekommer i högre hater i grundvatten från standstensmoränerna och att porfyrmoränerna synas ha ett ägre phvärde i sina grundvatten. Diabasmoränerna ha ett betydigt eektroytrikare vatten, endast kaiumhaterna förefaa något ägre än för sandstens och porfyrområdena. Såsom framgår av tabe 3 äro endast ett fåta anayser sammanstäda från övre Daarnas oika moränområden. Det har inte varit möjigt för förf. att utöka detta materia, varför man på nuvarande stadium icke bör draga förhastade sutsatser beträffande anaysvärdenas amängitighet. Dock må framhåas att en kar skinad förefinnes mean de oika områdenas jonkoncentrationer i grundvattnet. Trots att jonsagen växa inom Grenhomenområdets. grundvatten erhåes en viss konstans inom de oika okaerna på området ifråga. I detta pre::' iminära meddeanqe ha icke de oika okaernas grundvatten inom de undersökta områdena redovisats. Det må emeertid framhåas att de stora skinaderna mean max. och min.värden som erhåits för Grenhomenområdet gäer för området i dess hehet och icke för de oika okaerna. Dock förekomma vissa variationer inom en och samma oka i haten av oika jonsag. Denna variation gäer framför at kacium. Då provtagningen i de erigtgrusiga moränerna inom Grenhomen icke atid medger en direkt uppsugning av grundvatten bir man hänvisad ti i moränen innesutna sand eer grusinser. Dessa insers förbindese med markytan är obekant, varför det icke är utesutet att den starkt växande kaciumhaten kan bero på b. a. ytvattnets eer ovanför iggande agers sjunkvattensinfitration. Aven grundvattenytans äge (vid provtifäet) i reation ti kakgränsen i markprofien må beaktas. Med hänsyn ti att en viss konstans i edningsförmåga och i koncentration av ett ferta joner erhös okagruppsvis inom geoogiskt oikartade områden och att denna konstans enigt tabeerna visade sig vara gäande fera år i föjd (även om observationerna icke kunnat ske kontinuerigt) synes det som om grundvattnet tenderar ti att stå i jonbytesjämvikt med jorden. Hur snabbt denna jämvikt instäer sig måste bero des på jordartens kornstorekssammansättning och des på avrinningsintensiteten. De bägge faktorerna äro beroende av varandra, även om topografien betyder mycket för vattenrörigheten. Inom Bjurfors kronopark finnas tvenne tabestånd Fröbenbenningsbackarnas tabestånd och Dammsjöbestånden som uppvisa en för meansvenska förhåanden hög bonitet. Förvisso är det röriga grundvattnet av mycket stor betydese härvidag. Under det senaste året ha grundvattnets röreser i Fröbenbenningsbackarna observerats, varvid det fram 9
O Fig. I. De utefter suttningen av Dammsjöbestånden pacerade mässingsrören äro markerade med vita appar. Rören äro som synes utsatta ängs horisontea injer. The ground water sampes are drawn out of brasstubes (marked with white sheets of paper). för at gät att faststäa grundvattenytans nivå. Sommaren 195 1 gjordes omfattande undersökningar för att bestämma grundvattnets röresehastighet. I övre deen av de bägge suttningarna grävdes ett anta gropar där koksat nedades. Groparna vara så djupa att grundvattnet nåddes. Utefter suttningarna pacerades sedan med jämna meanrum ett större anta mässingsrör, varmed vattenprov kund uppsugas (se fig. ). Före försökens början mättes edningsförmågan i grundvattnet i de oika mässingsrören. Den visade sig vara tämigen exakt densamma utefter suttningarna inom de båda okaerna. Maximivärdena av ekoncentrationen i de oika rören bestämdes med hjäp av edningsförmågan. Vid dessa försök erhös för Dammsjöbestånden en grundvattenhastighet av 0,5 m i timmen i rustengrus, där utningen var : 6,5. För Fröbenbenningsbestånden svagrus erhös för motsvarande utning en något större hastighet. Båda bestånden igga på suttningarna av en höjdpatå bestående av eptitgnejs, med insprängda grönstensgångar. Dessa gångar torde emeertid vara av obetydig omfattning. Fröbenbenningsbestånden stå på svagrus och sand med här och var iggande inser eer fickor med sandigmoig morän, som förbivit osvaad. Dammsjöbestånden stå ti stor de på ett svagt suttande sandområde invid Dammsjön. Bestånden sträcka sig emeertid även upp på ovanför iggande höjdområde, som utgöres av en bergkack utmed viken ett grovt rustensgrus finnes avagrat och uppför viket bestånden kättra. Bestånden sträcka sig dessutom ti en icke oväsentig de över ett nedanför höjden iggande sandområde, som är ett par meter mäktigt. Bestånd med höga boniteter äro icke ovaniga i bevattnade suttningar. Så är förhåandet med Dammsjöoch Fröbenbenningsbestånden. Det vore därför intressant att göra en upp
11 skattning av de mängder av växtnäringsämnen, som med grundvattnet passerar ned genom marken varje år. De ovan framförda anaysresutaten ha visat att grundvattnet tenderar ti att stå i jonbytesjämvikt med jorden under ånga tidsperioder med undantag för vissa smärre variationer under vintern och sommaren. Med utgångspunkt från medevärdena inom Bjurforsområdets järnpodsoområden är det därför möjigt att beräkna den åriga medehaten av oika växtnäringsämnen i det rinnande grundvattnet. Årsnederbörden för Bjurforsområdet är ca 550 mm och infitrationsområdet för den 2 ha stora suttning, där 'en de av Fröbenbenningsbestånden finnas, är beräknad ti 9 ha. Den åriga nederbörden inom detta område bir atså 49 500 m3 I Fröbenbenningsbestånden har grundvattendjupet under två observationsår varit 810 cm högt (från underiggande berggrund räknat). Tack vare de ösa avagringarnas ringa mäktighet ha dessa bestämningar av grundvattennivåns äge kunnat göras ganska enket i samband med provtagningarna. Längre ned i suttningen bir grundvattenståndet högre. De angivna grundvattenståndssiffrorna gäa såunda endast för sjäva suttningen. Tyvärr omfatta de utförda observationerna av grundvattenytans äge endast de tidpunkter som finnas angivna i tabe. Om porvoymen för ifrågavarande jordart inom Fröbenbenningsbackarna är ungefär 37 % och medegrundvattendjupet 9 cm kommer det vattenskikt, som siar nedför suttningen om såunda jordartens voym frånräknas att vara drygt 3 cm mäktigt. (Härvid bortses från att grundvattenståndsmätningarna icke ske vinkerätt mot suttningens pan). suttningen där dessa försök utförts är ca 200 m bred och 100 m ång. Nedanför suttningen fortsätter de vackra tabestånden, men här bir det mäktiga sand och grusavagringar på hårt packad morän med ett betydigt högre grundvattenstånd. Aven andra grundvattentiskott än de som direkt komma från suttningen tiskjuta här. Det är såunda endast sjäva suttningens grundvattenförhåanden som undersökts. Det rinnande grundvattnets hastigbet i suttningen har bestämts ti 0,5 meter i timmen (se ovan) och dess skikttjockek ti 3 cm, varför det utefter den 200 m breda suttningen sker en ständig tirinning av 3 m3 i timmen. suttningen mottager på ett år 26 280 m3 Nederbörden inom sjäva försöksytan har därvid förbisetts. I tabe 3 finnas medevärdena av näringshaterna i Bjurforsområdets järnpodsoområden angivna. Med utgångspunkt från dessa ha i nedre deen av tabe 2 beräknats de näringsmängder som transporteras av grundvattnet genom den undersökta suttningen pr år. Förf. har här tiåtit sig att ange mängden pr ha. Dessa siffror gäa såunda endast för denna suttning med dess ängd, tihörande infitrationsområde etc. Om sjäva suttningen varit ängre än 00 meter hade givetvis samma tiförda näringsmängd fått deas upp på ett större anta ha. Man får hea tiden ha i minnet att det är en kort suttning som undersökts och att den i grundvattnet erhåna konstanta näringshaten är ett uttryck för den jämvikt som uppnås genom: Den genom grundvattnet tiförda mineranäringsmängden ökad med det näringstiskott som kommer ovanifrån genom vittring, urakning etc. men minskad med de näringshater vegetationen tigodogjort sig ur det tiförda grundvattnets förråd. Hade undersökningen utförts i en betydigt ängre suttning under motsvarande omsändigheter hade förmodigen mera differentierade näringshater erhåits utefter suttningen.
12 Stä1as de erhåna värdena i reation ti de efter EBERMAYER (I 876) sammanstäda mängderna (tab. 2) av den åriga förbrukningen för ta resp. granskog får man en viss uppfattning om det röriga grundvattnets betydese i suttningar, där de ösa avagringarna icke äro atför mäktiga. Den av EBERMAYER anförda växtmasseproduktionen var för såvä gran som ta större än vad som uppnås inom Fröbenbenningsbestånden. I Fröbenbenningsbestånden tiför det rinnande grundvattnet magnesium och natriumhater som överstiga EBERMAYERS värden, medan kaium icke uppnår motsvarande mängder. Det åriga näringsutbudet av kacium är större än EBERMAYERS mineranäringsförbrukning för taskog, men ägre än motsvarande värde för granskog. U t budet av näringsämnen i bevattnade suttningar är förvisso mycket stort och i ovanstående fa är det den av vegetationen icke utnyttjade näringstigången, som förf. försökt bestämma. Trädens rötter biva tämigen outveckade, viket synes i de rotvätor, som ofta uppstår inom Fröbenbenningsbestånden. Aven om grundvattnet inte har höga hater av näringsämnen, så bir den ständiga tiförsen tiräckig för att träden bekvämt skoa kunna tifredsstäa sina mineranäringsbehov (C. O. TAMM 1951). Jämföras de genomsnittiga haterna i grundvattnet av de oika jonsagen inom B jurforsområdet och Norrtäjeområdet skue enorma mängder av utösta växtnäringsämnen passera trädens rötter i ikartade suttningar i det senare området. Undersökningar därav ha inte utförts, men den erhat Grenhomens moräner har även om den icke är stor motverkar ti en viss grad atför snabba grundvattenröreser. Ytavrinningen inom området bir av den anedningen dessutom ganska stor. Ovanstående beräkningar av näringsämnenas transport med det rinnande grundvattnet utefter en suttning och omfattningen av denna transport via på vissa bestämda förutsättningar. Vattenhastigheten är exempevis bestämd under några sommarmånader, varför de erhåna värdena på vattnets rörighet bivit annorunda än de som gäa för de övriga årstiderna. Fuktuationer i grundvattenståndet kunna finnas, även om grundvattenytans äge på de undersökta okaerna varit tämigen konstant. Dessutom har beräkningen av mineranäringstigången inom provytan gjorts när det anayserade materiaet synes visa att grundvattnet står i en viss jonbytesjämvikt med jorden, även om grundvattnet är tämigen rörigt. SAMMANFATTNING. I de här framagda materiaet av grundvattenanayser från ett ferta områden med väsentigt oika geoogiska förutsättningar har en tydig skinad mean de oika områdenas grundvatten framkommit. Inom varje undersökt område är edningsförmågan iksom koncentrationen av de oika jonsagen karaktäristisk och växar inom snäva gränser. Om man såunda som vikor sätter att grundvattnet står i jonbytesjämvikt med jorden även då en förhåandevis stark genomsinin ' g kan förekomma har det varit möjigt för förf. att beysa omfattningen av den näringstransport, som sker genom det utefter suttningar rinnande vattnet. En viss periodicitet i grundvattnets edningsförmåga har även kunnat påvisas. Såunda erhåes en högre edningsförmåga hos grundvattnet des under mitten av sommaren och des under decemberfebruari.
13 Tabe 2 Jämförese mean den åriga mineranäringsförbrukningen (A) i gran resp. taskog (sammanstäd efter EBERMAYER) och den beräknade åriga mineranäringstigången.(b) i det röriga grundvattnet i en suttning vid Bjurfors, (Fröbenbenning) at beräknat pr år och ha. Gomparison between the annua conmmption of nutrients (A) of spruce and pine (fram EBER MAYER) and the cacuated annua suppies (B) of nutrients in the ground water fowing down a sope at Bjurfors (Fröbenbenning). A: Granskog...... Spruce (9,o m3 ) Årig växtmasseproduktion per ha och ton. The annua increment of wood and itter in kiograms per hectar Mineraförbrukningen per ha och kg. The annua nutrient consumptian in kiograms per hectar Totat Ved Förna Totat K N a Ca Mg (aska) Wood Litter Tota As h 3,4 3,o 6,4 7,4 1,6 50,o 5,4 158,5 Därav i gagnvirke + 2,9 1,7 0,2 4,7 O,s 14,3 brännved..... Therefrom vauabe timber + firewood Taskog....... 3,2 3,2 6,4 6,1 1,7 20,6 Pine (6,3 m 8 ) Därav i gagnvirke + brännved..... Therefrom vauabe timber + firewood 3,9 63,1 2,6 1,4 O,o 7 4,9 0,7 11,1 B: Mineranäringsämnen i kg (per år och ha), som transporteras av det rinnande grundvattnet utefter en suttning vid Bjurfors kronopark (Fröbenbenningen) där utningen är 1:6,5. Vattnets röresehastighet är 0,5 meter i tim. Grundvattendjupet är i genomsnitt 3 cm (korrigerat med hänsyn ti packningsgraden). suttningens bredd 100 m. The cacuated annua suppies (in kiograms per hectar) of nutrients in the ground water fowing down a sope at Bjurfors. The rate of fow water 0,5 metre per hour, determined for a fa of in 6,5 metre. K= 5,3 Na = 36,8 Ca= 39,4 Mg= 17,1
Tabe 3 Sammanstäning av grundvattenanayser. De angivna värdena utgöra me deta av samtiga anayser inom området. Där parenteser förekomma inne bär det att antaet anayser med ifrågavarande ionsag varit at för få för att ett representativt medevärde ska erhåas. Anayssiffrorna avse mg/. För syre är mängden uttryckt i anta m öst syre per iter: ph ocb u äro beräknade vid 20 o. Ground water ana y ses. The anayses are recorded in mg per itre, with regards dissoved oxygen in m per itre; ph and the conductivity ( U ) are determined at zoo C. The vaues of the anayses are arithmetica means. Parenthesis are used when the number of anayses is insufficient. I. Leptitegneiss moraine, norma iron podso. 2. Leptitegneiss moraine, iron humus podso or humus podso. 3. Archaean moraine with cambrosiurian materia, brown earth. 4. Sandstone moraine, ichen podso. 5. Porphyry moraine, iron podso. 6. Doerite moraine, iron podso. 7. Sand of gacio fuvia origin, iron podso. 8. Upper bed of wave washed grave and a ower bed of gacia cay. Anta anayser Undersöknings Si02 A Fe++ Fe+++ M n Mg N a K Ca o. ph U område: vid 20 Number of anayses. Biu ; fors, }ep t gnejsmoran, Jarnpodsoområde med husmosskog med 12,o ta och gran. Båbärsskog vid ut gesning. Max o. minvärden.......... 5,121,5 Range of variation (0,3) [ 0,2 0,6 o 1,3 2,s 0,4 3,o 0,5 6,6 32.o6 55 1 1 1 1 00,6 O 1,o O,s1,6 2,o3,6 1 0,10,s 2,o5,o 0,10,s 6,26,9 1 3038.106 (9/8 1949 18/1 1952) 2. Bjurfors, eptitgnejsmorän. Järnhumus och humuspodso, oftast 15,5 (0,2) 1,1 0,2 0,2 1,o 3,7 5,6 0,3 6,4 59.o6 svagt utbidade. Smärre vitmoss (10/8 1949 fäckar inom före 18/1 1952) gående område. Max o. minvärden......... 8,523,7 1 Range of variation O,t5,o 0,7 00,s 0,51,7 0,9 6,o 0,41,o 2,29,8 00,s 6,o6,s 3688.106 3. Cfrenhome!1', gnej1 sig urgramtberggrund med av kambrosiur bergarter påverkad mo 15,7 0,2 4,2 9,3 3,2 79,5 1,o 420.1 06 45 rän. Brunjord, örtrik granskog, stun (15/7 1949 dom mossrik, stun 22/2 1952) dom insag av äda övträd. Max o. minvärden... 8,524,71 00,6 Range of variation 2,9 0 4,3 2,o10,s 3,719,3 0,68,o 36,o128,9 O,tO,s 6,38,t 310640.1o61 7,1 43 c'
14. Daarna, sandstensmorän, järnpodso. Utprägad avskog. 7,9 Max o. minvärden.... j 4,s11,7 Range of variation 5. Daarna, porfyrmorän, järnpodso. 14 Norma vacciniumskog. Max o. minvärden o Range of variation 6. Daarna, diabasmorän, järnpodso. Norma vacciniumgranskog.,o 8,421,3 9,1 Max o. minvärden... 1,114,91 Range of variation 7. Möna, Vacciniumtaskog järnpodso. 6 '2 med hedartade gäntor. Max o. minvärden.... Range of variation 8. Högantorp, morän med hög hat av jotn. ssbock. Svagrus på gaciaera. Husmossgranskog med ta. Vid utgesning båbär. Fäckvis förekomma harsyra och båsippor rikigt. 13 8 ' Max o. minvärden... 6,s 19,4 Range of variation O,s 0,3 o O,tO,s O O,os 0,1 jo O,o0,21 0,10,21 O 0,2 o O,t0,4 o o 00,8 O,t0,2 o 0,1 o O,s 2,6 1,1 2,3 0,1 1,t 1 1,8 3,3 0,42,o 1,s2,7 0,3 2,7 1 1,s 2,9 0,10,4 1 2,32,9 1,3 1,sj 2,o 4,o 0,8 4,2 1,o 5,o 0,7 1,4 2,1 5,3 O,s 5,4 0,40,s 1 3,4 8,o 3,4 5,3 2,83,8 5,o5,8 0,2 1,4 3,s 8, o 0,4 1,7 0,20,sj 1,s1,8 0,7 11,2 1,1 6, 3 16. 106 9 (Sept. 1949) 0,8 1,sj 6,o6,s 1023.106 2,1 6,1 31.1o 6 8 (Sept. 1949) 1,8 2,31 5,76,2 2832. 1 06 0,8 6,4 46. to6 14 (Sept. 1949) 0,21,3 6,o6,913758.1o 6 0,50,8 11,o11,s 1,s 3,1 6,s7,1 110120. 106 3,1 6,5 42. 106 9 2,o 4,oj 6,s6,7 36 46.1o6 (22/4 1951 2i1 1952) 2,2 6,9 115.1o6 7 (15 10 1950 4/4 1951)
16 Summary INFLUENCE OF GEOLOGIGAL ENVIRONMENT ON THE COMPOSITION OF THE NUTRIENTS IN SOLUTION IN GROUND WATER The sampes of ground water have been coected during three years. It is pointed out that the concentrations of the nutrients from different ground water are amost eonstant (except sma seasona deviations, T ab. ) and in reaity charcteristic for the different kinds of bedrock or gacia deposite (Tab. 3). On account of these sma annua variations, it is suggested that there exist an ionic exchange equiibrium between the soid phase of the soi and the soi soution even if the rate of the ground water is rapid. Fowing water, percoating in the soi, aways seems to have a strongy stimuating effect on the growth of trees as wei as on natura vegetation in genera. According to this, investigations have been made to find out the annua amount of nutrients, which is transported in fowing ground water on forest sopes (Tab. 2). These investigations are possibe, ony if the above mentioned ionic exchange reay is in equiibrium. Litteratur ALMBERGER, P. och MATTssoN MÅRN, B. Markkartering av Grenhomens gård, utförd 1946. Opubicerad. EBERMAYER, E. Die gesammte Lehre der \Vadstreu. Berin 1876. EKsTRÖM, G. Markäran i dess reation ti geoogien samt hydroogien. G. F. F. Bd 68. H. 2. 1946. Markära, särtryck ur Jordbruksära,?:de uppagan 1951. HALDEN, B. E. Korpberget vid Viksberg i Saem, Södermanand, jämte några ord om biotoperna för Aspenium rutamuraria och hasse. Svensk Bot. tidskr. Bd 44, H. 4. Uppsaa 1950. JoHANssoN, S. Om jord och vatten på Lanna försöksgård. S. G. U. Ser C, Nr 461 1944. NYDAHL, F. Rapid Procedures for the Determination of Manganese in Soi Extracts and Pants. K. L. H:s Annaer 1949, Vo. 16. RoMELL, L. G. Luftväxingen i marken som en ekoogisk faktor. Medd. fr. Stat. skogsförsöksanstat 19. Stockhom 1922. TAMM, C. O. Markförbättringsförsök på mager sand. Undersökningar på Möna försöksfät nära Vaggeryd i Småand. Medd. fr. Stat. skogsforsk. inst. Bd 36. Nr 7. 1947. Våra möjigheter att undersöka skogens näringsbehov. Medd. fr. Stat. skogsforsk. inst. Ser. uppsatser nr 18, 1951. T AMM, O. Grundvattenröreser och försumpningsprocesser beysta genom bestämningar av grundvattnets syrehat i nordsvenska moräner. Medd. fr. Stat. skogsförsöksanstat 22. 1925. Studier över jordmånstyper och deras förhåarrdem ti markens hydroogi i nordsvenska skogsterränger. Medd. fr. Stat. skogsförsöksanstat 26. 1931. Ett försök ti kassifikation av skogsmarken i Sverige. Medd. fr. Stat. skogsförsöksanstat 28. 1935.