Vatnsskaði. Um áhrif flóða og vatnsmettunar jarðvegs á tré

Það er kunnara en frá þurfi að segja að flóð vegna stórrigninga eða leysinga eru með algengari þáttum sem flokka má sem stórálag í náttúrunni. Þetta á ekki bara við á Íslandi heldur víða um heim. Í hvert sinn sem við sjáum mórauða læki og ár bera mold til sjávar erum við að horfa upp á hvernig þræðirnir, sem hnýta saman vistkerfin, trosna lítið eitt. Við höfum fjallað um skóga og vatn í nokkrum pistlum og höldum okkur enn við þá þræði. Í fyrri pistlum okkar höfum við meðal annars skoðað hvernig tré geta dregið úr áhrifum flóða en í þessum pistli skoðum við hvaða áhrif vatnsmettun jarðvegs og flóð hafa á tré og hvernig þau bregðast við.

Árleg flóð verða í Eyjafjarðará. Myndin tekin um miðjan febrúar 2025. Jakaburðurinn getur skemmt tré á árbökkunum en trénu, sem þarna stendur, verður ekki meint af tímabundinni vatnsmettun jarðvegs á þessum árstíma enda er það í vetrardvala. Mynd: Sig.A.

Áhrifaþættir

Áhrif flóða á þau tré sem fyrir þeim verða ráðast að miklu leyti af jarðveginum og þá sérstaklega vatnsheldni og íssigi hans. Um þau hugtök höfum við áður fjallað í pistlum okkar. Einnig skiptir augljóslega máli hversu mikið flóðvatnið er og hversu lengi flóðið varir en ekki síður hvenær ársins flóðin verða. Helstu áhrifin sem flóð hafa á skóga, fyrir utan að ryðja þeim um koll ef straumur eða jakaburður er mikill, eru áhrif á súrefnisinnihald jarðvegs. Langvarandi eða mikil flóð geta orðið til þess að þau rými moldarinnar sem vanalega innihalda loft fyllast af vatni. Það getur valdið súrefnisskorti hjá rótum trjánna. Súrefnisskortur getur valdið trjánum miklum skaða og jafnvel drepið rætur. Þær geta beinlínis drukknað. Annað vandamál getur fylgt svona flóðum. Í vatnsmettuðum jarðvegi tekur fyrir loftháð niðurbrot jarðvegsagna og þess í stað verður niðurbrotið við loftfirrða öndun (einnig nefnd súrefnisfirrt öndun). Það getur haft ýmsar aukaverkanir. Ein er sú að við loftfirrða öndun losnar ekki koltvísýringur heldur metan. Metan getur dregið úr rótarvexti og jafnvel valdið eitrun sem drepur rætur trjáa og annars gróðurs (Sjöman & Anderson 2023). Margir lesendur kannast eflaust við þá lykt sem gýs upp þegar klaka leysir af túnum á vorin. Það er einmitt lyktin af súrefnisfirrtri rotnun róta og sinu undir klakabrynjunni. Rótardauðann sem af þessu hlýst köllum við rótarkal. Rótarkal getur hent tré eins og annan gróður.

Víða um heim eru staðbundin og jafnvel langvarandi flóð hluti af vistkerfinu. Mörg tré hafa því þróað með sér ýmsar aðferðir til að lifa af slíkar hremmingar. Má nefna Taxodium distichum, sem sést á þessari mynd, sem dæmi um tré sem þola langvarandi flóð. Myndina fengum við héðan.

Hvernig tré bregðast við vatnsmettuðum og þar með súrefnissnauðum jarðvegi er mjög mismunandi á milli tegunda og jafnvel milli erfðahópa og kvæma sömu tegunda. Flestar tegundir trjáa og runna eru viðkvæm fyrir súrefnisþurrð í jarðvegi og láta mjög á sjá við slíkar aðstæður (Sjöman & Anderson 2023 bls. 132). Skaði, sem súrefnissnauður jarðvegur veldur trjám, getur gerst nokkuð hratt en kemur ekki endilega fram fyrr en dögum, vikum eða jafnvel mánuðum eftir að flóðvatnið hefur sjatnað. Annað vandamál af sama ranni getur verið erfitt að greina að sögn Sjöman og Anderson (2023). Það er þegar grunnvatnsstaða hækkar svo mikið, oftast í kjölfar mikilla rigninga, að holrými moldarinnar fyllast af vatni sem þá verður súrefnissnauð án þess að merki vatnsmettunar sjáist á yfirborði. Þetta getur drepið rætur trjáa, sérstaklega þær sem fara hvað dýpst, jafnvel þótt ekkert markvert sjáist á yfirborði. Sennilegt þykir að þetta sé algengara en margan grunar, einkum þar sem grunnvatnsstaðan er há. Tré, sem verða fyrir þessu óláni, eru talin viðkvæm á eftir fyrir þurrkum því þau geta ekki lengur náð í vatn sem liggur djúpt. Annar vandi er að dauðar djúpræturnar halda trjánum ekki föstum og því eru þau viðkvæm fyrir öflugum vindhviðum (Sjöman & Anderson 2023). Hér á landi má stundum sjá hvernig tré í djúpum og að því er virðist nokkuð góðum jarðvegi eiga það til að skekkjast í haust-, vetrar- eða vorvindum þegar frost er ekki í jörðu og jarðvegurinn vatnsmettaður. Þá þarf stundum ekkert mikinn vind til þess að trén skekkist. Þetta kann að stafa af því að djúprætur hafi drepist og halda trénu ekki nægilega föstu. Lítur út fyrir að sumar reynitegundir séu nokkuð viðkvæmar fyrir þessu.

Skakkur knappareynir, Sorbus americana, í Lystigarðinum á Akureyri. Hvorki trén í kring, né annar reynir sömu tegundar í garðinum, hafa þetta vaxtarlag. Sjá má á krónunni að nokkuð er um liðið frá því að tréð skekktist. Greinarnar vaxa upp eins og vera ber þótt stofninn sé skakkur. Þetta vekur nokkra furðu, því í erlendum grasafræðiritum segir að tegundin vaxi oft í blautu landi. Samt er eins og þetta tré hafi misst rótfestu um tíma. Sennilegast er að rætur hafi drukknað og þar með hafi tréð misst festuna. Mynd: Sig.A.

Áhrif

Flest tré og margar aðrar plöntur eru upprunnin á þurrlendi. Þau eru háð því að loft sé að finna í jarðvegi. Annars er hætta á að ræturnar hreinlega kafni eða drukkni eins og að ofan greinir. Þess vegna getur of mikið vatn í jarðvegi skaðað plöntur.

Annar þáttur skiptir hér einnig miklu máli. Hann er sá að blautur jarðvegur er til muna kaldari en sá þurri. Á vorin er hann að auki mjög lengi að hlýna. Þetta kann að vera ástæða þess að í heitari löndum eru til fjölbreytt tré sem geta vaxið í vatnsmettuðum jarðvegi en tegundum fækkar eftir því sem umhverfið er kaldara. Sum tré, eins og elritegundin Alnus glutinosa, sem ýmist er nefnd rauð- eða svartelri á íslensku, virðist geta lifað og vaxið í mun meiri bleytu sunnar á hnettinum en á Íslandi. Væntanlega er það vegna jarðvegskulda hér á landi því eftirspurn plantna eftir vatni er háð hitastigi.

Hvort heldur sem við köllum Alnus glutinosa, rauðelri eða svartelri, þá vex það hér í jaðri skoskrar mýrar. Mynd: Sig.A.

Þau tré sem ræktuð eru á Íslandi eru misþolin gagnvart jarðvegsbleytu. Má nefna að svartgreni, Picea mariana og reyndar fleiri grenitegundir geta komist af í töluverðri bleytu. Margar víðitegundir, Salix spp., sumar elritegundir, Alnus spp., alaskaösp, Populus trichocarpa og jafnvel birki, Betula pubescens, þola einnig nokkuð blautan jarðveg en sumar aðeins tímabundið og engin þeirra þolir síblautan, vatnsmettaðan mýrajarðveg án þess að láta á sjá. Vel kann að vera að það sé kvæmamunur í þessu þoli. Það virðist að minnsta kosti eiga við um alaskaösp og gulvíði, Salix phylicifolia. Allar þessar tegundir geta lifað í töluvert meiri bleytu ef jarðvegurinn er hlýrri en á Íslandi eða ef hreyfing er á vatninu því kyrrstætt vatn hefur að jafnaði minna súrefni en vatn á hreyfingu.

Til eru gulvíðiplöntur sem þola að vaxa í mjög mikilli bleytu. Sérstaklega á það við snemma á vorin. Mynd: Sig.A.

Sveppaskaði

Í bókinni Heilbrigði trjágróðurs eftir Guðmund Halldórsson og Halldór Sverrisson (2014) er stuttur kafli um vatnsskaða hjá plöntum. Þar er bent á að það er ekki bara að of mikið vatn geti leitt til súrefnisskorts og of kalds jarðvegs. Að sögn þeirra félaga eru margir rótarfúasveppir mun skæðari í blautum jarðvegi en hæfilega þurrum. Það eykur enn á vandann í of blautri jörð.

Í Krossanesborgum má sjá hvernig hið sjálfsána birki nær bestum þroska þar sem nægilegt vatn er að hafa. Ef landið er of blautt, eins og í mýrinni á miðri mynd, eða of þurrt, eins og á borgunum sem sjást, þrífst það illa. Mynd: Sig.A.

Vetrarskaði

Á vetrum eru flest tré í dvala. Öll starfsemi þeirra er þá í lágmarki. Samt er það svo að vetrarflóð geta valdið skaða. Á þeim tíma getur svellamyndun orðið meiri og verri þar sem land er blautt fyrir. Þá tekur fyrir alla loftháða öndun og hætta er á rótarkali. Annar skaði sem flóð geta valdið á vetrum stafar af því sem flóðin geta borið með sér. Ísstíflur geta myndast og auka hættu á skyndiflóðum með tilheyrandi jakaburði. Þá er öllu lífríkinu búin töluverð hætta. Trjágróður á árbökkum getur dregið verulega úr hættu á skaða af völdum vetrarflóða, jafnvel þótt jakarnir skaði trén á bökkunum. Rætur trjánna binda jarðveginn og draga úr líkum á eða koma í veg fyrir að hann skolist í burtu í slíkum flóðum.

Hamarskotslækur í Hafnarfirði í desember 2018. Á þessum tíma eru trén í dvala. Mynd: Sig.A.

Aðlögun

Víða um heim hafa tré þróast á þann hátt að þau geta vaxið í mikilli bleytu og jafnvel í mýrum og fenjum. Í heitum löndum má finna fjölbreytt tré sem vaxa í vatnsmettuðum jarðvegi. Steingervingar, sem sýna elstu flóru sem þekkt er á Íslandi, segja okkur að slík tré uxu á Íslandi löngu fyrir ísöld þegar enn var hlýtt á landinu. Hér má lesa pistil okkar um fenjavið sem óx á Íslandi í hlýju loftslagi á tertíer. Hann er ágætt dæmi um þennan hóp trjáa. Ljóst er að meiri jarðvegshiti hjálpar sumum trjánna og erlendis þekkist að ýmis tré hafi þróað með sér svokallaðra loftrætur. Þau tré kippa sér ekkert upp við að lifa í vatnsmettuðum jarðvegi.

Mynd úr pistli okkar um fenjavið sem við fengum héðan af síðu um barrtré.

Á norðurslóðum er erfiðara að finna tré sem eru jafnvel aðlöguð svona umhverfi, en nokkur eru nálægt því. Af þeim þrífast sum meira að segja á Íslandi. Hvort slík tré geta vaxið í vatnsmettuðum jarðvegi ræðst meðal annars af gerð jarðvegs og hvort hreyfing er á vatninu eður ei því kyrrstætt vatn er súrefnissnauðara en vatn á hreyfingu eins og áður er nefnt. Svo skiptir miklu máli hversu lengi jarðvegurinn er vatnsósa og á hvaða tíma árs.

Myndin sýnir Alnus glutinosa sem á íslensku er vanalega nefndur rauðölur eða svartölur. Hér vex tréð á árbakka í Skotlandi. Þessi tegund þrífst vel á Íslandi en sunnar í álfunni getur hún vaxið í vatnsmettuðum jarðvegi. Að vísu vex tegundin minna við slík skilyrði en á árbökkum.

Önnur aðlögun

Þau Sjöman & Anderson (2023 bls. 135-136) nefna nokkur atriði sem enn eru ónefnd og tré hafa þróað með sér til að hjálpa þeim við að takast á við langvarandi flóð. Hið fyrsta er að vísbendingar eru um að til séu trjátegundir sem geta dælt súrefni til rótanna eftir æðum trjánna og haldið þeim þannig á lífi. Þau segja reyndar að þetta sé umdeilt og ekki hafi að fullu tekist að sanna þessa tilgátu nema auðvitað í þeim tilfellum sem trén hafa sérstakar loftrætur eins og áður er nefnt. Á meðal þeirra tegunda sem taldar eru getað gert þetta eru nokkrar víðitegundir, Salix spp. og stafafura, Pinus contorta. Hinar tvær aðferðirnar sem þau Sjöman & Anderson (2023) nefna eru betur þekktar. Önnur er sú að fjölga rótum ofar í jarðveginum. Þetta er sérstaklega heppilegt þegar tré verða fyrir blautum jarðvegsskriðum. Þessar nýju rætur geta þá tekið við af dýpri rótum sem drukkna í súrefnissnauðu vatni. Þessar tegundir má flestar þekkja á því að þeim er að jafnaði auðvelt að fjölga með hefðbundnum græðlingum. Má nefna margar víðitegundir og aspir sem dæmi en einnig búa sumar elritegundir yfir þessum hæfileika. Margar þeirra eru þekktar fyrir að þola flóð og bleytu.

Þriðja aðferðin sem þau nefna er að trén geta fjölgað rótarskotum við þessar aðstæður og þannig í raun fært sig frá hættusvæðinu ef svo má segja. Nýir stofnar geta þá vaxið upp á stað sem hugsanlega er heldur þurrari og heppilegri en sá gamli. Þetta er mjög gagnlegt því svona vöxtur bindur jarðveg og kemur í veg fyrir eða minnkar líkurnar á jarðvegsrofi áa sem flæða yfir bakka sína. Aftur á móti þykir mörgum sem mikil rótarskot séu heldur til vandræða í garðrækt. Þetta er algengast hjá trjám sem vaxa þar sem tímabundin flóð eru algeng. Gott dæmi um svona tré er gráelri, Alnus incana (Sjöman & Anderson 2023) og blæöspin, Populus tremula, er fræg fyrir fjölda rótarskota.

Gráölur í almenningsgarði í bænum Glenfarg í Skotlandi. Undir trénu er ótrúlegur fjöldi rótarskota eins og sjá má. Mynd: Sig.A.

Tími og lengd flóða

Það liggur í augum uppi að eftir því sem flóð vara lengur, þeim mun meiri líkur eru á að trén verði fyrir skaða vegna súrefnisskorts. Hitt skiptir ekki síður máli hvenær ársins flóðin verða. Mestum skaða getur súrefnissnauður jarðvegur valdið trjánum þegar ljóstillífun er í hámarki og vöxtur er hvað mestur. Því geta jafnvel skammvinn flóð á vaxtartíma valdið trjánum skaða. Aðeins fáeinar tegundir þola slíka meðferð náttúrunnar. Öðru máli gegnir ef flóðin verða þegar trén eru í hvíld. Þá er öll starfsemi í lágmarki og skaðinn verður því miklu minni, nema flóðin standi yfir í þeim mun lengri tíma. Að auki geta flóð, sem standa saman af regn- og leysingarvatni, orðið það öflug að þau geta rutt trjám um koll, stundum með hjálp íshröngls. Slíkt er sem betur fer fátíðara yfir hásumarið, jafnvel á landi sem kennt er við ís.

Myndir sem teknar voru þann 6. febrúar 2025 þegar mikið vatnsveður gekk yfir landið. Þarna hafði vatnselgurinn rofið veg og flætt um þessi tré. Á þessum árstíma hefur svona vatnsveður lítil áhrif á trén, ef þau standast flauminn, nema með óbeinum hætti. Hinn óbeini þáttur getur meðal annars verið tilflutningur á jarðvegi og næringu. Myndir: Sigríður Hrefna Pálsdóttir.

Algengust eru flóð ásamt vatnsmettuðum jarðvegi í miklum haustrigningum og snemma á vorin þegar snjóa leysir í fjöllum. Við hluta af þessu vatni geta mýrar tekið, ef ekki er búið að þurrka þær upp. Þess vegna má oft sjá til dæmis gulvíði í og við mýrar sem ekki laufgast á meðan mýrarnar eru hvað vatnsmestar. Þetta kann jafnvel að vera áhrifavaldur í þeirri þróun sem leitt hefur til þess að sumir gulvíðiklónar og -kvæmi, einkum á Suður- og Vesturlandi, laufgast alla jafna frekar seint. Ef til vill er tryggara fyrir víðinn að sofa fram eftir á vorin og bíða þess að hætta á vorflóðum sé liðin hjá áður en farið er á fætur og laufgast. Rétt er þó að taka fram að margar aðrar ástæður geta lagst á þessa sömu sveif þróunar sem leitt hefur til þess að gulvíðir á það til að laufgast seint. Í vor munum við birta sérstakan pistil um síðlaufgaðan gulvíði.

Víðir á kafi í vatni snemma vors. Þótt trén standi í vatni meirihluta vetrarins og fram á vor virðist það ekki skipta þau máli. Öðru máli gegnir ef trén þyrftu að vaxa í svona blautu landi á sumrin. Á vorin sígur vatnið niður í jarðveginn og veldur trjánum engum skaða þegar þau vakna af vetrardvala. Mynd: Sig.A.

Flóð í ám

Margar ár á Íslandi eiga annað hvort upptök sín í jöklum og kallast jökulár eða til fjalla þar sem smálækir safnast saman í stærri læki sem safnast svo saman í ár. Slíkar ár köllum við dragár. Þriðja tegundin, lindár, koma ekki við sögu í þessum pistli enda valda þær trjám engum vanda. Vöxtur bæði jökulvatna og dragáa er að jafnaði mestur snemma sumars og þá getur straumurinn verið svo mikill að þær geta brotið töluvert land og borið jarðveg með sér á láglendið eða út í vötn og jafnvel sjálft Atlantshafið. Dragár falla að jafnaði um fremur ófrjótt land á meðan þær eru í brattlendi og bera næringarefnin með sér í burtu en sum tré geta sem best vaxið nálægt dragánum og dregið úr því tjóni sem flóðin valda. Kraftur jökulánna getur verið það mikill að fátt stendur þeim snúning.

Í Evrópu er ein trjátegund sem tæklar þessa vaxtarstaði betur en önnur. Það er gráelri, Alnus incana. Það getur sem best vaxið við árbakka þótt árnar belgist út. Það hefur stórt rótarkerfi og getur bundið árbakkana þannig að minna verði úr rofi en ella. Á rótunum vaxa gerlar af ættkvíslinni Frankia sem vinna nitur úr andrúmslofti sem nýtast trénu sem áburður. Því getur það vaxið í næringarsnauðum jarðvegi. Elrið þolir vel að vaxa þótt jarðvegur sé tímabundið mjög blautur, sérstaklega ef ferð er á vatninu og vatnið þar með súrefnisríkt. Talað er um að það vilji ferskan jarðraka. Því getur gráelri vaxið ljómandi vel þar sem jafnvel árleg flóð verða ef flóðin standa ekki yfir í þeim mun lengri tíma. Aftur á móti þolir gráelrið illa að vaxa í eða við blautar mýrar þar sem vatnið er súrefnissnautt. Þegar árnar koma á láglendi hægir á flaumnum en vatnið getur breitt úr sér. Þá skapast önnur vist. Ýmsar tegundir geta vaxið við svona árbakka og varið þá fyrir rofi. Má nefna ýmsar víðitegundir, Salix spp., ilmbjörk, Betula pubescens og nokkrar tegundir af elri, alnus spp. Þar sem árnar breiða úr sér og straumur minnkar getur jarðvegurinn, sem árnar bera með sér, sest til. Þess vegna er jarðvegur á slíkum svæðum gjarnan næringarríkari en þar sem straumvötnin brjóta land. Þetta kunna trén vel að meta. Sérstaklega ef vatnið sjatnar aftur og skilur eftir sig temmilega vota og næringarríka mold.

Flóð í Ölfusá í febrúar 2013. Þetta tré var valið tré ársins árið 2025. Mynd: Örn Óskarsson.

Varnir gegn blautum jarðvegi

Áhrifaríkasta vörnin gegn of blautum jarðvegi er tvímælalaust framræsla. Hér á landi heyrir það til algerra undantekninga ef land er framræst til skógræktar, þótt það hafi áður viðgengist. Aftur á móti er það mikill misskilningur að halda að framræsla mýra dragi úr flóðum. Þvert á móti eykur hún hættuna á flóðum og getur þannig valdið of blautum jarðvegi annars staðar. Ef mýrarnar eru óframræstar geta þær geymt vatn og miðlað því til umhverfisins. Þetta er ein af mörgum ástæðum þess að nú er það aflagt í opinberum skógræktarframkvæmdum að ræsa fram mýrar. Í þessu sambandi er einnig gott að hafa í huga að eftirspurn plantna eftir vatni er háð hitastigi. Oft er mest í boði af vatni þegar fremur svalt er í veðri. Það er einmitt sá tími þegar trjáplöntur þurfa minnst á vatni að halda. Þá er gott til þess að vita að mýrarnar miðla vatninu, hægt og rólega, til nærsamfélagsins. Einnig er gott að muna að mýrar geyma mikinn kolefnisforða og stuðla að fjölbreyttri flóru og fánu. Niðurstaðan er því sú að þótt framræsla sé áhrifarík aðferð er hún ekki endilega besta aðferðin. Annar möguleiki er að blanda vikri, möl eða sandi í jarðveginn til að auka loftrými hans. Það verður varla gert í stórum stíl við skógrækt, heldur eru plöntutegundir valdar með tilliti til aðstæðna. Öðru máli gegnir í minni reitum, svo sem í görðum eða jafnvel í sumarhúsalóðum. Of blautur jarðvegur er oft ástæða þess að trjágróður þrífst illa í sumum görðum og þá er stundum hægt að laga það með fremur einföldum aðgerðum. Stundum dugar einfaldlega að koma sandi eða vikri í jarðveginn. Lífræn efni, svo sem búfjáráburður eða molta, getur einnig aukið loftun jarðvegs, einkum ef hann er leirkenndur. Lífrænu efnin hafa að auki þann kost að auka smádýralíf og almenna frjósemi í jarðveginum.

Þriðja aðferðin byggir á því að velja heppilegar tegundir nálægt votlendi eða flóðasvæðum og nýta sér kosti vatnsmiðlunar mýranna til að viðhalda fallegu og fjölbreyttu landi.

Votlendi og skógar fara vel saman. Fyrri myndin sýnir litla tjörn í Kjarnaskógi en sú seinni mýrlendi í Naustaborgum. Myndir: Sig.A.

Að lokum

Flóð geta skaðað tré en trén eru misjafnlega vel aðlöguð flóðum. Miklu skiptir hvenær ársins flóðin verða. Of mikið vatn í jarðvegi getur skaðað plöntur. Tjónið stafar fyrst og fremst af því að vatn fyllir flestar smáholur og loftfylltum rýmum í jarðvegi fækkar. Þess vegna skortir ræturnar súrefni. Of blautur jarðvegur getur leitt til rótardauða, minni vaxtar og lélegra þrífa. Því þarf að velja trjátegundir með tilliti til jarðvegsraka. Til vara er þó hægt að hafa áhrif á jarðvegsrakann með ýmsum aðgerðum.

Þótt flóð geti skaðað tré skiptir miklu máli hvenær ársins flóðin verða.

Að endingu viljum við þakka Sigríði Hrefnu Pálsdóttur og Erni Óskarssyni fyrir lán á myndum.

Eyvindará á Héraði. Mynd: Sig.A.

Heimildir og ítarefni

Henrik Sjöman & Arit Anderson (2023): The Essential Tree Selection Guide for climate resilience, carbon storage, species diversity and other ecosystem benefits. Filbert Press & Royal Botanic Gardens, Kew.

Thomas M. Smith & Robert Leo Smith (2015) Elements of Ecology. Person Education Limited. Edinburgh Gate, Exis, England.

Guðmundur Halldórsson og Halldór Sverrisson (2014) Heilbrigði trjágróðurs. Skaðvarlar á trjágróðri og varnir gegn þeim. Iðunn, Reykjavík.