1.1 Mold og náttúra

Ég er jarðvegsfræðingur og hef varið meirihluta ævinnar við rannsóknir á jarðvegi og náttúru landsins. Hér er miðlað efni um um margt sem höfundurinn hefur brasað um dagana, þar sem mold, ástand lands og náttúruvernd eru í forgrunni, ásamt lista um birtingar (Publications) auk æviágrips (CV) o.s.frv.

Bókin „Mold ert þú - Jarðvegur og íslensk náttúra" (2023) er yfirlit um jarðveg og náttúru landsins út frá sjónarhorni moldarinnar. Í bókinni eru 23 kaflar með ítarlegum heimildarlistum. Bókin (pdf) er á netinu á moldin.is . Önnur bók, „The Soils of Iceland“, kom út á ensku á vegum Springer forlagsins (2015), en bókin færir fram ítarlega umfjöllun um jarðveg og náttúru landsins á ensku.

Blessuð moldin. Moldin er hin myrka en lifandi veröld sem er órjúfanlegur hluti vistkerfa á landi. Siðmenningin á sér rætur í sáðsléttunni, hugtakið jarðvegur er í raun plógfarið. Moldin er síbreytileg og gríðarlega fjölbreytt auðlind, allt frá frerajörð heimskautanna til hinna gömlu moldar hitabeltislandanna. Moldin þróast smám saman og með tímanum tekur hún á sig margvíslegar myndir eftir því hvernig umhverfið mótar hana. Lífríkið, hitastig, úrkoma, landslag, jarðfræði, móðurefni og aldur eru meðal þátta sem ráða myndun og þróun eiginleika jarðvegs. Það má líkja yfirborði jarðar við risavaxna efna-verksmiðju, þar sem smám saman gengur á upprunalegu bergefnin, uppleyst efni skolast út með regnvatni, en sífellt safnast fyrir meira af leir í moldinni. Lífverur eru miðlægar í verksmiðjunni, verkamenn sem stuðla að sundrun bergefna og keyra áfram næringarhringrásina (úr „Að lesa og lækna landið“).

1.2 Íslensk mold

​Íslenskur jarðvegur er afar sérstakur á alþjóðlegan mælikvarða. Jarðvegur gróinna svæða myndast að mestu í gjósku sem fellur til við áfok og í eldgosum. Þessi efni eru basísk, þau veðrast afar hratt og það myndast eldfjallajörð (Andosol), einkennisjarðvegur eldvirkra svæða jarðar. Þetta er í eðli sínu mjög frjósöm jörð sem safnar mikið af lífrænum efnum, sé landið ekki ofnýtt. Í jarðveginum myndast allófan og ferrihýdrít, sem eru afar sérstæðar leirsteindir með mikla efnavirkni og vatnsheldni. Áfok er mun meira á Íslandi en þekkist annars staðar og mikið af breytileika á milli jarðvegsflokka skýrist af magni áfoks á milli landshluta sem og grunnvatnsstöðu. Jarðvegur votlendisins er einnig eldfjallajörð að mestu (votjörð og svartjörð). Lífræn mójörð (Histosol) finnst fjærst áfoksbeltunum (gosbeltunum). Áhrif frosts eru mjög mikil.

Jarðvegur auðnanna (40% af Íslandi!) er afar sérstæður. Hann hefur lítið af lífrænum efnum (skortur á ljóstillífun plantna) og yfirborðið er óstöðugt. Sökum útbreiðslu auðna flokkast jarðvegur þeirra sem sérstakur flokkur, glerjörð (Vitrisol). Á Íslandi eru stærstu sandauðnir heims sem gerðar eru af gosefnum. Auðnir hleypa ekki vatni niður undir yfirborðið á vetrum vegna holklaka en þorna fljótt á sumrin. Jarðvegur auðna er þó afar misjafnar að gerð.

1.3 Ástand lands – Að lesa landið og lækna það

Við Ása L. Aradóttir unnum litla bók - Að lesa og lækna landið (2015) - sem ætlað er að auðvelda landlestur og landlækningar (vistheimt). Bókin er einnig til á ensku (To Read and Heal the Land) (fyrri hluti).

Íslensk vistkerfi eru nú í ákaflega misjöfnu ástandi. Sums staðar er ástand gott en víða er landið verulega laskað, án þess að því sé veitt náin athygli (á jafnvel við náttúrufræðinga). Virkt jarðvegsrof á sér enn þá stað og votlendi landsins hafa verið ræst fram. Slæmt ástand lands er alþjóðlegt vandamál með gríðarlega alvarlegar afleiðingar fyrir mannkyn og vistkerfi jarðar. Að vera læs á landið er sjálfsagður þáttur í menntun okkar og náttúruupplifun. Ýmsar leiðir eru til að bæta raskað land; viðfangsefnin eru spennandi og gefandi í senn.

Þetta rit er fyrir þá sem vilja læra að skynja ástand lands og lækna sárin en einnig þá sem vilja fræða aðra. Það hentar til dæmis vel til kennslu í framhaldsskólum og til notkunar á námskeiðum fyrir kennara. En ritið á ekki síður erindi við almenning - alla þá sem vilja skynja andardrátt landsins og hlúa að landinu okkar þar sem ástandið er ekki sem skyldi.

Ritið fjallar um vistfræði, landnýtingu og aðferðafræði við mat á ástandi lands og vistheimt á breiðum grunni. Það skýrir m.a. þá þætti sem nota má til að meta ástand lands á fræðilegan en um leið aðgengilegan hátt. Í ritinu er jafnframt bent á hvað ber að hafa í huga við endurheimt landgæða á Íslandi - og þar getur kynslóð okkar sannarlega unnið kraftaverk!

Bókin er gefin út af Landvernd, Landgræðslunni og LbhÍ. PDF 10 MB

Enska útgáfu af ritinu er að finna annars staðar á síðunni (To Read and Heal the Land)

Í bókinni Mold ert þú - jarðvergur og íslensk náttúra (2023 (pdf á moldin.is,) eru ítarlegir kaflar um ástand lands og hrun vistkerfa, globalt og á Íslandi.

ÓA gaf út rit sem ætlað er að gefa fyllri innsýn í ástand landsins og aðferðir til að meta ástand lands (rit LbhÍ nr. 130): Ástand lands og hrun íslenskra vistkerfa.

Í „Ástandsritinu“ er fjallað um hvaða mælikvarðar eru notaðir til að meta ástand lands byggt á alþjóðlegum aðferðum. Aðferðirnar eru studdar fjölda ljósmynda af landi í mismunandi ástandi. Mikilvægt er að fjalla um ástand lands og landhnignun í breiðu samhengi, m.a. með skilningi á undirliggjandi hvötum, tegund landnýtingar og ferlum hnignunar (meðal annars þanþol og „state-and-transition líkön“), sem síðan leiða til tiltekins ástands lands. Fjallað er um landbúnaðarstyrki sem dæmi um undirliggjandi hvata landhnignunar, m.a. hér á íslandi. Þróun í viðhorfum til ástands lands er skýrð, með áherslu á áhrif beitarnýtingar. Þá fá svokölluð „heilkenni breyttra grunnviðmiða“ („saumdaunasýki“) nokkurt rúm: hvernig hver kynslóð tekur æ verra ástandi lands sem sjálfsögðum hlut án þess að gera sér grein fyrir hvernig ástandið hefur breyst - með afar alvarlegum afleiðingum fyrir vistkerfi landsins. Hrun íslenskra vistkerfa fær umfjöllun og heimildir um breytingarnar eru raktar. Mismunandi áhrif landnýtingar á vistkerfi landsins síðasta árþúsundið eru m.a. skýrð á grunni þátta er móta þanþol vistkerfa.

1.4 Ástandsritið

1.5 Loftslag, kolefni og mold

Jarðvegur er afar mikilvægur (vægt til orða tekið) fyrir kolefnishringrás jarðar og styrk gróðurhúsalofttegunda í andrúmsloftinu. Losun kolefnis úr mold er meginuppspretta losunar CO2 frá Íslandi – mun stærri uppspretta en sem nemur losun af mannavöldum þegar landið er ekki talið með. Ritið „Loftslag, kolefni og mold“ eftir Ólaf Arnalds og Jón Guðmundsson (Rit LbhÍ nr. 133) fjallar um kolefni og mold á Íslandi í breiðu samhengi, en einnig er að finna umfjöllun í bókinni „Mold ert þú“.

Áætluð losun vegna eyðingar íslenskra vistkerfa síðasta árþúsund nemur þúsundum milljóna tonna CO2. Mikil losun frá landi útskýrir gríðarlega stórt sótspor dilkakjötsframleiðslu og hestaeignar (getur numið hundruðum kg CO2 á hvert kg lambakjöts, tugum tonna á hvern hest á ári). Framræst votlendi og þurrlendisvistkerfi í slæmu ástandi valda mestu um þetta stóra sótspor. Það er þó afar misjafnt eftir eðli lands og landnýtingu hverju sinni hve losunin er mikil, skynsamleg landnýting getur leitt til kolefnisbindingar, einkum á algrónu landi með góða þekju háplantna. Unnt er að draga úr losun með því að bæta ástand lands og endurheimt það votlendi sem ekki er nýtt til ræktunar. Endurheimt vistkerfa á landslagsskala, t.d. birkiskóga geta stuðlað að stórfelldri bindingu gróðurhúsalofttegunda, jafnvel milljónir tonna CO2 á ári. Endurskoða verður nýtingu á illa förnu landi og víkka út þann hóp sem telst til hagaðila er varðar nýtingu lands í eigu samfélagsins.

1.6.1 Jarðvegsrof á Íslandi

Íslenska sandyfirborðið á vart sinn líka á jörðinni, dökkir sandar af mestu gerðir af basísku gjóskugleri. Þeir eru yfir 20 000 km2. Yfirborðið er ákaflega óstöðugt og frá þeim berst áfok um landið allt. Nokkur svæði framleiða mun meira áfok en önnur sandsvæði, „dust hotspots“ á borð við Dyngjusand, Mýrdalssand, Mælifellssand, Skeiðarársand og Hagavatnssvæðið. Tíðni fokatburða og rykframleiðsla frá þessum svæðum telst á meðal þess mesta sem finnst á jörðinni. Áfokið mótar náttúru landsins, m.a. jarðvegseiginleika og frjósemi vistkerfa og mögulega frumframleiðni í hafinu umhverfis landið. Rannsóknir sýna að árleg rykframleiðsla er á bilinu 30-40 milljón tonn, en 5-10 milljónir tonna berast á haf út, langar vegalengdir (>1000 km).

Nýlegar rannsóknir tengja betur ryk við ýmsa eiginleika vistkerfa og jarðvegseiginleika.

ÓA og samstarfsfólk birtu tvær yfirlitsgreinar um sanda og ryk í Náttúrufræðingnum árið 2019, undir yfirskriftinni Sandauðnir, sandfok og ryk á Íslandi:
- I. Sandar og fok.
- II. Áfok og ryk.
og yfirlitsgrein um vindrof á Íslandi í Aeolian Research frá 2016

1.6 Jarðvegsrof, sandfok og ryk

Jarðvegsrof hefur valdið meira tjóni á íslenskum vistkerfum en þekkist við sambærilegt loftslag í heiminum. Það hefur verið flokkað og kortlagt í landinu öllu.

Sandauðnir eru hér mjög víðfeðmar með mjög virku vindrofi: nokkur svæði teljast meðal virkustu rykuppspretta veraldar, sem veldur áfoki og miklum áhrifum á landi og sjó.

Við kortlöguðum jarðvegsrof á Íslandi á árunum 1991-1997. Niðurstöðurnar voru birtar í bókinni "Jarðvegsrof á Íslandi". Verkefnið fól einnig í sér flokkun og þróun mælikvarða á virkni rofsins. Kortlagningin fór fram í mælikvarðanum 1:100 000 og úr varða viðamikill gagnabanki og þekking á jarðvegsrofi í landinu. Segja má að í verkefninu hafi falist frumkvöðlastarf á alþjóðavísu. Verkefnið fékk Umhverfisverðlaun Norðurlandaráðs árið 1998.

1.6.2 Sandar og ryk

1.7 Frost og náttúra landsins

Stórfenglegar jarðsilstungur og þúfur á Austurlandi. Sauðfé (ljósar skellur) gefa mælikvarða.

Frost hefur gríðarleg áhrif á jarðveg og landslag á Íslandi: nánast allt yfirborð landsins er markað af frosti með einhverjum hætti. Íslensk mold er frostnæm (frost-susceptible), vegna eðliseiginleika hennar, með öra vatnsleiðni og mikla vatnsheldni. Frost-þýðu hringir eru tíðari á Íslandi en annars staðar á jörðinni. Frostið myndar þúfur í grónu landi og veldur jarðsili hlíðum (hægt skrið moldarefna niður hlíðar). Melatíglar og önnur fyrirbrigði myndast á ógrónu landi og rústir til heiða. Frostið myndar ógegndræpan ís undir yfirborði auðna, sem hefur mikil áhrif á vatnafar landsins. Ísnálar sem myndast í ógróið yfirborð hamla framvindu gróðurs. Hugtakið "þúfur" er æ meira notað í alþjóðlegum fræðum. Beit ýtir undir myndun þúfna.

ÓA gaf út sérstakt rit um frost og áhrif þess, m.a. til að nota í kennslu: "Kulferli, frost og mold" (Rit LbhÍ nr. 26), sem er einnig gerð skil í bókinni „Mold ert þú“.

Þúfur á Snæfellsnesi. Göngustafur ofarlega á mynd gefur mælikvarða

Þúfur innan beitarsvæðis (hrossahólf) en eru ekki ábarandi utan hólfsins.

Ísnálar geta verið glæsilegar á haustdegi eftir næturfrost, en þær drepa sáðplöntur og koma í veg fyrir sjálfgræðslu.

Orravatnsrústir (plasas / lithalsas) á Hofsafrétti

1.8 Ísnálar

Ísnálar eru mikilvægur þáttur þróun skemmda af völdum umferðar, t.d. á göngustígum. Þegar yfirborðið veikist vegna umferðarinnar taka að myndast ísnálar á haustnóttum sem losa þann gróður, sinu og rótarlag sem eftir er og að vori er moldin í stígnum orðin lausari og með minni gróðurhulu.

Ísnálar að hausti í nýlegum göngustíg

Ísnálar eru afar merkilegt fyrirbrigði í íslenskri náttúru. Þær myndast gjarnan þegar frystir duglega niður við jörð á frostnóttum þegar moldin er ófrosin undir. Þegar vatnið frýs og myndar ískristalla við yfirborðið eða rétt neðan þess tekur vatn að berst neðan frá upp úr moldinni að ísnum. Við það taka ískristallarnir að lengjast í sífellu og yfirborðið lyftist, með öllu því sem ofan á er. Það myndast ísnálar. Þær geta vaxið marga sentímetra á nokkrum klukkustundum og stundum vaxa þær nótt eftir nótt og geta þá orðið ansi langar (jafnvel lengri en 30 cm). Ísnálar lyfta litlum plöntum og lausu jarðvegsyfirborði, jafnvel steinum. Aflið er gríðarlegt. Skilyrði er að yfirborðið sé ógróið, því gróðurhula og rótarmotta einangrar yfirborðið og heldur því saman. Snjór hefur sömu áhrif. Einnig þarf að vera raki í yfirborðinu og ófrosið yfirborðslag. Þetta gerir það að verkum ísnálar myndast helst á vorin og haustin, en einnig í umhleypingum. „Frost-þýðu-frost atburðir“ eru tíðari á Íslandi en víðast annars staðar á jörðinni, og því er þess að vænta að áhrif ísnála sé einna mest hér á Íslandi.

Ísnálar hafa gríðarlega mikil áhrif á ástand íslenskra vistkerfa, því þær rjúfa yfirborðið og hamla sjálfgræðslu. Fyrsta stig landgræðslu er oft að sá og bera á landið til að mynda gróðurþekju sem færir yfirborðsstöðugleika. Sáðgrösin víkja á nokkrum árum en jarðvegsskán leggst yfir landið sem býr í haginn fyrir annan gróður til að nema land. Skánin kemur í veg fyrir myndun ísnála. Hærri gróður, t.d. kjarrbrúskar, safna snjó og minnka áhrif ísnála mjög mikið. Jarðvegsskán er afar viðkvæm fyrir traðki búpenings og því hamlar beit, jafnvel lítil beit, oft myndun jarðvegsskánar og sjálfgræðslu, sem er ein af mörgum ástæðum þess að ekki ætti að beita auðnir og rofsvæði.