Tema

Känsla för is visar hur vattendrag ska skötas

Isen gör både nytta och skada för djur och växter i nordliga vattendrag. Hur och var isen bildas har varit okänt, men nu vet vi hur vattendragens storlek och läge påverkar förloppet. Lovisa Lind från Umeå universitet, har skapat en modell för isbildning som kan vara till hjälp för naturvårdare, tekniker och forskare, särskilt på norra halvklotet.

– I tidigare modeller för isbildning har nederbörden och vattenfårans variation haft nyckelroller, men det stämmer inte helt för de små vattendragen i norr. Här är ännu fler faktorer viktiga, säger Lovisa Lind.

När hösten kommer förlorar vattnet värme till den kyliga luften. Då bildas is. I ett litet, grunt vattendrag kyls vattnet snabbare än i ett stort och djupt vattendrag under i övrigt samma förhållanden. Det ger olika förutsättningar för isbildning.

– Vi undersökte 25 sträckor i 19 små vattendrag i skogslandet i Västerbotten och kom fram till att både klimat och jordarter har stor betydelse för när och hur isen bildas, säger Lovisa Lind.

I utbyggda vattendrag kan isen hindra produktion av vattenkraft
I lugnare partier börjar isläggning ofta längs strandkanterna. Allteftersom vintern framskrider växer istäcket tills det eventuellt sluts och täcker hela fåran. I inlandet, där vattendragen ligger högt i förhållande till havsytan, gynnas sådan is av stockar och grova block i vattnet, låg vattentemperatur, många frostdygn samt lågt inflöde av grundvatten. Att läget påverkar beror på att temperaturen sjunker och fallhöjden blir större med höjden över havet, samt att substratet är grovt. Kustnära vattendrag utsätts ofta för töväder mitt i vintern och får därför en mer oberäknelig isbildning.

I forsar, där vattnet är snabbt och virvlande, sker en omblandning som gör att vattnet kyls hastigt. Då bildas små ispartiklar som kallas kravis. Sådan is fastnar lätt om den stöter på ett föremål. Ofta kan kravisen bygga upp tjocka istäcken på forsarnas bottnar, så kallad bottenis. Om forsen ligger nedströms ett sjöutlopp fördröjs eller uteblir isläggningen eftersom sjövattnet har en värmande funktion. Detta betyder att branta forsar som ligger långt från ett sjöutlopp har en högre tendens att bilda bottenis.

– En fors avstånd till ett sjöutlopp kan därmed ge en indikation på hur lämpligt området är för bebyggelse och restaureringar, säger Lovisa Lind.

Svämmar över av is
Ibland byggs bottenisen på så mycket att vattendraget däms upp och svämmar över mitt i vintern. Då kan vattennivån bli högre än vid vårfloden och ännu mer is bildas när det uppdämda vattnet fryser. Längs vissa småvattendrag blev stränderna nedisade ända upp till sju meter från vattenfåran.

När ett isdämme så småningom bryts upp och töms, sjunker vattennivån snabbt och isen i själva vattendraget kan bli hängande kvar längs kanterna. När sådan is lossnar bryter den ofta sönder strandvegetationen.

– Påverkan på växtlighet och strandbrinkar är tydlig längs sträckor med vinteröversvämningar. Överlag är en dynamisk isbildning viktig för den biologiska mångfalden i strandzonen. Däremot kan stora ansamlingar av bottenis vara till skada för fiskarna i vattendraget, säger Lovisa Lind.

Med hjälp av de nya rönen har forskarna utformat en modell som beskriver sannolikheten för olika typer av isbildning i små vattendrag i barrskogsregionen. Modellen ger vägledning om hur vattendrag ska skötas och hur växtligheten kan utvecklas när vattendrag restaureras.

Artikel:
 ”Hydrological and thermal controls of ice formation in 25 boreal stream reaches.”, Lind, L., Alfredsen, K., Kuglerová, L. & Nilsson, C. (2016). Journal of Hydrology 240:797-811

Lovisa Linds doktorsavhandling

Kontakt:
Christer Nilsson, professor vid institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, Umeå universitet
E-post: christer.nilsson@umu.se” target=”_blank”>christer.nilsson@umu.se
Vänligen mejla för att bestämma telefontid

Känsla för is visar hur vattendrag ska skötas

 lästid ~ 3 min