Sommarflödet i industriella trädplantager som skördats vid 40- till 50-årsrotationer var 50 % lägre än i hundraåriga skogar, data från den långsiktiga Alsea Watershed Study i Oregon Coast Range visade.

Forskningen, ledd av Oregon State Universitys Catalina Segura, är ett viktigt steg mot att förstå hur intensivt skötta plantager kan påverka vattenförsörjning med ursprung i skogar och nedströms akvatiska ekosystem, speciellt när planeten blir varmare och torrare.

"Industriellt plantageskogsbruk expanderar runt om i världen och det väcker oro för de långsiktiga effekterna plantagerna kan ha på vattnet, speciellt under torra år, sa Segura.

Resultaten publicerades i Journal of Hydrology .

Springer genom södra Benton och Lincoln län i Oregon, floden Alsea mynnar ut i Stilla havet vid Waldport och stödjer lopp av chinook och coho lax samt steelhead och cutthroat öring.

Alseas vattendelare har en rik forskningshistoria som går tillbaka sex decennier; på 1960-talet, det var platsen för en av de första heltäckande studierna av effekterna av skogsavverkning på vattenkvaliteten och fiskens livsmiljö i landet.

Dessa forskningsresultat gav bevis för standarder som ingår i 1971 års landmärke Oregon Forest Practices Act, bland de första sådana lagarna i USA som satte regler för att skydda bäckar från effekterna av timmeravverkning.

I den aktuella studien, Segura och medarbetare tittade på 27 års strömflödesdata för att jämföra effekterna av historiska och samtida skogsbruksmetoder på sommarflödet på tre platser inom Alseas vattendelare:Flynn Creek, Deer Creek och Needle Branch.

Flynn Creek, 210 hektar stor, utsågs till ett U.S. Forest Service Research Natural Area 1975 och har lämnats ostört; 60% till 70% av dess baldakin är röd al och storbladig lönn, och resten är Douglasgran som återuppstod efter en brand från 1800-talet.

Deer Creek är 311 hektar stort och har historiskt använts för att studera hur vägbyggen och omfattande skogsbruk påverkar vattenkvaliteten. Tre 25 hektar stora områden (25 % av den totala vattendelaren) i Deer Creeks vattendelare var kalhuggna 1966 (buffertområden nära bäckar lämnades oklippta). Under de senaste 30 åren har vattendelaren skördats igen genom intermittent gallring och kalhygge.

Nål gren, 75 hektar, har använts för att undersöka hur vattendelar påverkas av samtida avverkningsmetoder jämfört med historiska metoder – 1960-talet och tidigare. Hela vattendelaren var kalhuggen mellan 1956 och 1966. Av detta skedde 82 procent 1966, utan träd kvar längs bäcken. Den skördades till 100 % igen från 2009 till 2014 med moderna metoder, inklusive bibehållande av strandvegetation nära bäcken.

Tillsammans, strömflödesdata från Needle Branch, Deer Creek och Flynn Creek gjorde det möjligt för forskarna att fastställa skogsbruksmetodernas effekter på hur mycket vatten som flödade i bäckarna.

Efter att de mogna skogarna avverkades 1966, flödet ökade i sju år, började sedan avta när douglasgranplantorna växte, så småningom faller under flödesnivåerna före skörd.

Jämfört med mogna skogar, dagligt flöde från 40- till 53-åriga plantager var totalt 25 % lägre och 50 % lägre under sommarmånaderna, när det är minimalt med nederbörd i kustområdet.

Skörden av plantagerna ledde inte till någon större ökning av strömflödet. Den troliga orsaken:hög evapotranspiration från återplanterade douglasgranar och annan snabbt regenererande vegetation, och från vegetationen i strandbufferten.

Evapotranspiration är summan av vattnet som når atmosfären genom avdunstning och transpiration - den process som förflyttar vatten genom en växt från dess rötter till dess blad.

"Resultaten av denna studie visade att 40- till 50-åriga rotationer av douglasgranplantager kan ge ihållande, stor, sommarens lågflödesunderskott, ", sade Segura. "Medan kalhyggen av dessa plantager, med bibehållande av strandbuffertar, ökat dagligt flöde något, strömflödet återvände inte till där det var innan avverkningen av dessa mogna skogar, som tydligen inte använder så mycket vatten."

Resultaten, tillsammans med andra regionala studier, indikerar att storleken på sommarströmningsunderskotten är relaterad till andelen vattendelare i unga (30- till 50-åriga) plantager, sa Segura. Jämförelsevis lite är känt, tillade hon, om detaljerna kring hur evapotranspirationsnivåerna förändras när ett träd åldras eller hur mycket det varierar med förändringar i skogsstrukturen när skogen mognar.

"Vi måste förbättra vår förståelse av trädvattenanvändning på bestånds- eller skogsnivå och hur det förändras när skogarna åldras, ", sa hon. "Vi måste också fortsätta att behålla våra långsiktiga studier så mycket vi kan. Det enda sättet vi fick reda på vad vi lärde oss här är för att vi hade långtidsdata."