הדינמיקה של משק המים במערכת הסלע-קרקע-עץ ביער הפארק של אלון התבור ובחורש של אלון מצוי (Water Regime Dynamics of the Rock-Soil-Tree System in Quercus Ithaburnsis Woodland and Q. Calliprinos Maquis in the Alonim-Menashe Region in Israel) (2016)

Hebrew Abstract: מיפויי צומח וחקר סביבות הגידול של טיפוסי צומח נערכים בארץ ובעולם. כאן נחקר נדבך נוסף. מטרות המחקר היו הבנת התהליכים והיחסים ההדדיים הפועלים בין מרכיבי מערכת הסלע-קרקע-מים-צומח, מציאת שטפי המים ברכיבי המערכת ואף חישוב מאזן המים הכולל. נלמד המבנה המרחבי של מערכת הסלע-קרקע ביער ובסביבתו ונבדקו תכונות רכיביה. תכולת הרטיבות נמדדה בקידוחי עומק ברשת נקודות קבועה במשך ארבע שנים. במקביל נמדדו הדיות (טרנספירציה) ומתח המים של העצים. נמצא, שהגורם העיקרי המשפיע על תפרוסת הצומח, הפיסיולוגיה והפנולוגיה באזור אלונים-מנשה הוא משק המים והדינמיקה שלו במערכת הסלע-קרקע-עץ. עצי אלון התבור ביער הפארק בגבעות אלונים-מנשה, גדלים בכיסי קרקע בסלע קירטוני. גשמי החורף מחלחלים בסלע באיטיות ומצטברים בעומק של 3-1.5 מ'. באביב, העץ קולט מים מכיס הקרקע. במהלך הקיץ, המים שנאגרו בסלע הנקבובי נעים אל כיס הקרקע והשורשים בתנועה נימית. אלון מצוי הגדל בחורש באותו אזור, מעמיק שורש בסדקים של קירטון רך. החלחול כאן מהיר ומעמיק יותר, והמים נקלטים ישירות מהסלע. הדיות באלון התבור מואץ מתחילת הלבלוב במחצית פברואר ועד לתחילת מאי. מכאן מתחי המים בקרקע ובעץ עולים, הפיוניות נסגרות חלקית בצהריים, קליטת המים פוחתת והדיות מתייצב. מסוף יוני ובמהלך הקיץ הדיות יורד בהדרגה, עד דעיכתו עם השלכת באמצע החורף. האלון המצוי ירוק העד קולט מים בקצב נמוך בחורף, הקצב מואץ עד תחילת מאי, ומיד לאחר מכן חלה ירידה הדרגתית עד החורף. בשנים שחונות, הקליטה קטנה, ובשנים גשומות מאגר המים בסלע מתחדש ומאפשר קליטה של מים בשנים השחונות העוקבות. על בסיס המחקר ניתן להעריך את מאזן המים של היערות והחורשים בארץ בהתאמה לתנאי הסביבה בהם הם מצויים, ואת יכולת ההשרדות במצב של התיבשות אקלימית עתידית. בתי גידול על קירטון נקבובי מאפשרים עמידות גדולה יותר בתקופות יובש ארוכות. English Abstract: The present research examined the factors which affect the distribution of Quercus species in Alonim-Menashe hills in Israel. The region is characterized by various vegetation formations, including herbaceous, shrub, and tree societies. The climate is a typical Mediterranean, with an average annual precipitation of 580 mm between October and April. Q. ithaburensis and Q. calliprinos are the main tree species growing in the region. Q. ithaburensis woodland generally exists on chalk rock covered with a Nari hardpan and a shallow Brown Rendzina soil, with scattered soil pockets up to 1.5 m deep. Q. calliprinos maquis exists on a more unified and soft chalk rock, and its roots grow deeply into rock cracks. Based on a previous research, which demonstrated that the hydraulic traits of the rock-soil system are the main factors affecting the distribution of Quercus species in the region, we studied in the present research the water-related components and processes, and their inter–relationships in the rock-soil-water-tree system. The three dimensional structure of the rock-soil system was measured in the studied sites and the surrounding area, and its components were analyzed. The soil water content was determined in a matrix of drills in four consecutive years. The water balance of the trees was assessed by measuring their transpiration and water tension. It was found that the main factor affecting the vegetation distribution in the region and its physiological and phenological activity, is water dynamics in the rock-soil-tree system. In the Q. ithaburensis woodland, the winter rains slowly percolate into the chalk rock and accumulate up to a depth of 1.5 – 3 m. In the spring, the trees uptake the water from the soil pockets. Later on, during the summer, the water accumulated in the rock diffuses toward the soil pockets in which the roots are located. Q. calliprinos in the same region attracts water differently. Water percolation in this site is faster and deeper, and the trees uptake water directly from the rock.The transpiration of Q. ithaburensis gradually increases from the beginning of budding in mid-February until the beginning of May. Since then, the water tension of the soil and the trees increases, the stomata are partly closed in midday, the water uptake decreases, and the transpiration comes to a steady state. From the end of June and during the summer, the transpiration decreases until it stops with the leaf fall in the winter. In dry years, water uptake and transpiration are low, and in rainy years, the water reserves in the rock are renewed, allowing the continuation of water uptake in the following dry years. In Q. calliprinos, the water requirement of the evergreen tree in the winter is very low. The transpiration increases in the spring until the beginning of May, but immediately after this date there is a gradual decrease to the low winter level.The present research allows to estimate the water balance of the forests and maquis growing in various sites in Israel and their surroundings, taking into account their specific habitat conditions, and also their survival ability during the ongoing climatic change. The results of the present research indicate that habitats growing on chalk rocks exhibit a higher resistance during long drought periods