RAPPORT. Övervakning av luftföroreningar i Jönköpings län mätningar och modellering. För Jönköpings läns Luftvårdsförbund

Transkript

1 RAPPORT För Jönköpings läns Luftvårdsförbund Övervakning av luftföroreningar i Jönköpings län mätningar och modellering Hydrologiskt år: resultat t.o.m. september 9 Kalenderår: resultat t.o.m. 8 Gunilla Pihl Karlsson, Cecilia Akselsson 1), Sofie Hellsten, Per Erik Karlsson & Gunnar Malm B 19 Maj 1 1) Lunds universitet

2

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... Inledning...3 Ord att förklara... Sammanfattande bedömning av luftföroreningssituationen i Jönköpings län 8/9...5 Stationsvis redovisning...9 Alandsryd (F 9)...9 Värnvik (F 1)...11 Mellby (F 18)...13 Bordsjö (F )...1 Fagerhult (F 3)...18 Modellberäknad deposition av svavel och kväve på kommun- och länsnivå... Krondroppsnätets roll i forskningen Exempel: Mykorrhizasvampar och kväveutlakning...5 Temainriktad rapport om miljömålsuppföljning med hjälp av mätningar och modellering inom Krondroppsnätet...7 Nya publikationer kopplade till Krondroppsnätet...7 Krondroppsnätets webbplats...8 Referenser...8 Bilaga 1. Data i tabellform - deposition, lufthalter, markvatten...9 Rapporten godkänd Karin Sjöberg Enhetschef 1

4 Sammanfattning På uppdrag av Jönköpings läns Luftvårdsförbund mäter IVL nedfall av luftföroreningar och markvattenkvalitet på fem platser i länet. Krondroppsnätet har sedan starten 1985 löpt i perioder och 7 initierades det fyraåriga samarbetsprojekt som råder idag. Grundtanken med Program 7 är att utifrån depositions-, markvatten- samt lufthaltsmätningar ge kunskap om belastningen av luftföroreningar och deras effekter på vegetation, mark och vatten. Mätningarna kompletteras med fördjupade modellberäkningar på regional nivå som baseras på modellberäkningar på nationell nivå med hög geografisk upplösning. Denna rapport fokuserar på redovisning av mätresultat. Den modellansats som ingår rör kommunvis deposition. De lufthalter av SO, NO och O 3 som uppmätts vid Fagerhult var mycket låga under 8/9, endast halterna av NH 3 var på samma nivå som tidigare år. Låga lufthalter har uppmätts vid övriga lokaler i Sverige under 8/9. I skogsytorna var depositionen av svavel (exklusive havssaltsbidrag) i länet mycket låg under 8/9, i några fall den lägsta som uppmätts sedan mätningarna påbörjades. Svavelnedfallet var högst vid Mellby och Fagerhult (ca kg per hektar) följt av Bordsjö och Värnvik (ca 1,3 kg per hektar) under 8/9. Svavelnedfallet i skogsytorna har minskat signifikant på samtliga lokaler i länet. Denna trend är tydlig i stora delar av Sverige, framför allt i sydväst. Det är främst torrdepositionen som har minskat. Kvävenedfallet, som är lättast att tolka från mätningarna på öppet fält eftersom kväve interncirkulerar i trädkronorna i skogsytorna, uppgick till 11 kg per hektar, varav kg var i form av nitratkväve och 7 kg var ammoniumkväve, över öppet fält ytan vid Fagerhult. Detta är den klart högsta uppmätta kvävedepositionen sedan mätstarten. Markvattenmätningarna i länet uppvisar inga tendenser till minskad markförsurning i skogsytorna, trots minskad svaveldeposition. Alandsryd, Fagerhult och Värnvik är de enda lokalerna i länet där sulfathalten i markvattnet har minskat signifikant, vilket är ett resultat av det minskade svavelnedfallet. Trots det visar markvattnet i Alandsryd, Fagerhult, Mellby och Bordsjö inga tecken på återhämtning från försurningen, med lågt ph, negativ syraneutraliserande förmågan (ANC) och oförändrade halter av oorganiskt aluminium. Värnvik är den minst försurade lokalen i länet. Jönköpings län drabbades relativt hårt av stormarna i mitten av -talet. Markvattnet vid Alandsryd och Mellby uppvisar kraftigt förhöjda halter av nitrat- och ammoniumkväve efter stormarna. Uppdragsgivare: Jönköpings läns Luftvårdsförbund Utförande organ: IVL Svenska Miljöinstitutet AB Box 53 SE- 1 Göteborg Författare: G. Pihl Karlsson, C. Akselsson, S. Hellsten, P.E. Karlsson & G. Malm Nyckelord: Deposition, svavel, kväve, skogsytor, försurning, markvatten, lufthalter, Jönköpings län IVL rapport B 19 Principskiss för mätningarna. Nedfallet till skogsytorna består av våtdeposition och torrdeposition. Vissa ämnen interncirkuleras i trädkronorna vilket innebär att det som uppmäts i krondroppet är våtdeposition + torrdeposition ± interncirkulation. Beställs från någon av nedanstående: Jönköpings läns Luftvårdsförbund Anne-Catrin Almer c/o Länsstyrelsen Jönköping IVL, Publikationsservice Box 1 SE-1 31 Stockholm Tel: Fax: 8: publikationsservice@ivl.se

5 Inledning På uppdrag av främst luftvårdsförbund och länsstyrelser genomför IVL Svenska Miljöinstitutet AB sedan 1985 länsbaserade undersökningar med regional upplösning av luftföroreningar och dess effekter med avseende bland annat på försurning, övergödning och marknära ozon. Grundtanken med nuvarande samarbetsprogram, Program 7, är att utifrån depositions-, markvatten- samt lufthaltsmätningar ge kunskap om belastning av luftföroreningar och dess effekter på vegetation, mark och vatten. Mätningarna kompletteras med modellberäkningar för att kunna ta ett samlat grepp främst för utvärdering av miljömålen Bara naturlig försurning, Ingen övergödning och Frisk luft på regional nivå. Förutom ovan nämnda miljömål berör aktiviteterna inom Krondroppsnätet även miljömålen: Levande sjöar och vattendrag, Grundvatten av god kvalitet, Levande skogar samt Storslagen fjällmiljö. Ett mätår är ett hydrologiskt år som motsvarar perioden 1 oktober till 3 september. Resultaten redovisas årligen i rapporter samt på Krondroppsnätets webbplats, Mätningarna av deposition används för att beräkna den årliga depositionen vid mätplatsen, men bidrar även till att visa i vilken utsträckning de nationella modellberäkningarna av depositionen ger rimliga resultat. Deposition av luftföroreningar mäts månadsvis inom Krondroppsnätet, dels på öppet fält, dels i skogen (krondropp). Mätningarna på öppet fält, som skedde vid lokaler 8/9, speglar huvudsakligen våtdeposition, det vill säga föroreningarna som följer med nederbörden ner. Krondroppsmätningarna, som sker vid lokaler, speglar utöver våtdepositionen även torrdepositionen, det vill säga luftföroreningar som transporteras med vinden och fastnar i trädkronorna. För vissa ämnen finns en betydande interncirkulation i trädkronorna, vilket gör att det som mäts upp via krondropp skiljer sig från den totala depositionen. Lufthaltsmätningar av svaveldioxid, kvävedioxid, ammoniak och ozon sker vid lokaler med hjälp av diffusionsprovtagare som kvantitativt absorberar den gas som skall mätas. Lufthaltsmätningarna ger bl.a. underlag för effektbedömningar, trendanalyser och jämförelser med miljömålet Frisk Luft. Markvattenmätningar sker vid lokaler med undertryckslysimetrar som suger vatten från 5 cm:s djup via ett fint, keramiskt filter. Markvattenprovtagning utförs tre gånger per år för att representera förhållandena före, under samt efter vegetationsperioden. Olika parametrar i markvattnet används som indikatorer för markens tillstånd, vegetationens inverkan, samt utlakning till grund- och ytvatten, för att se i vilken utsträckning utsläppsminskningar av luftföroreningar leder till förbättringar i miljötillståndet. I likhet med förra årets rapportering görs två typer av rapporter, dels dessa länsvisa mer direkt resultatinriktade rapporter och dels en nationell mer temainriktad rapport om hur mätningar och modellering inom Krondroppsnätet kan användas för uppföljning av miljökvalitetsmål och miljökvalitetsnormer. I de länsvisa rapporterna kommer modellering av kommunvis deposition att presenteras, medan temarapporten kommer att innehålla en mer ingående presentation av modellresultat. Temarapporten kommer att bli klar i slutet av 1 och finnas tillgänglig på webbplatsen samt skickas ut till alla kunder som pdf-fil. Undersökningarna i Jönköpings län är resultat av ett lagarbete där provtagning utförts av Elis Bengtsson och Stefan Eriksson, SLU. På IVL har K Koos skött kontakter med provtagare medan främst L. Björnberg, M. Lidqvist, P. Andersson, S. Honkala och V. Andersson har analyserat proverna. Granskning av data har huvudsakligen utförts av G. Malm, P. E. Karlsson, S. Hellsten, G. Pihl Karlsson. Databehandling och rapportering av resultaten har utförts av C. Akselsson, S. Hellsten, P. E. Karlsson samt G. Pihl Karlsson. Figur 1. Krondroppsnätet under 8/9. Samordnade mätningar av luftföroreningar i skogliga observationsytor. 3

6 Ord att förklara ANC: Acid Neutralising Capacity (syraneutraliserande förmåga) beräknas som starka basers katjoner (Ca +, Mg +, Na +, K + ) minus starka syrors anjoner (SO -, NO 3 -, Cl - ) räknat i ekvivalenter. Positivt värde utgörs av syrabuffrande vätekarbonat och organiska anjoner. Negativt värde uttrycker aciditet. Antropogent: Orsakad av människan. Baskatjoner: Positiva joner av alkalimetaller med ursprung i syraneutraliserande föreningar; kalcium, magnesium, kalium och natrium. BC/ooAl: Kvot mellan baskatjoner (Ca +, Mg +, K + ) och oorganiskt aluminium. Baseras på enheten mol och indikerar markens försurningsstatus. Kvot under 1 anses medföra en ekologisk risk. CLE: Basscenario för depositionsminskning till enligt "Current legislation", d.v.s. de beslut om minskade utsläpp som finns inom Europa. Deposition: Nedfall av luftföroreningar från atmosfären. EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme): Europeiskt samarbete avseende gränsöverskridande luftföroreningar för kontroll av luftens och nederbördens sammansättning samt beräkningar av transport av luftföroreningar. Hydrologiskt år: Omfattar oktober till september, baseras på vattnets cirkulation i naturen. Interncirkulation i trädkronan: Vissa ämnen interncirkuleras i trädkronan, vilket innebär att det som uppmäts i krondropp inte överensstämmer med totaldepositionen. Exempel på ämnen som interncirkuleras är kväve som främst tas upp till barr/blad och kalcium, magnesium och kalium som främst utsöndras via barr/blad. Jordart: Sönderkrossade och vittrade bergarter bildar jordarter med olika kornstorlekar och sorteringsgrad. De vanligaste jordarterna är morän, olika sediment och torv. Jordmån: Övre delen av marken som påverkas av markorganismer, klimat och vegetation. Vanligaste jordmåner i skog på fastmark är podsoler, övergångsjordar och brunjordar. Kritisk belastning: Den högsta deposition som inte bedöms förorsaka långsiktiga skadliga effekter på strukturen och funktionen i ett ekosystem. Kritisk belastning beräknas bland annat för aciditet (försurande ämnen svavel och kväve) och för övergödande kväve. Krondropp: Nederbörd som passerat trädkronorna. Ger ofta bra mått på totaldeposition i skog av ämnen som inte påverkas nämnvärt av interncirkulation, som svavel och klorid, men är ett sämre mått för t.ex. kväve, som i områden med låg eller måttlig belastning visar högre värden på öppet fält än i krondropp. I kraftigt kvävebelastade områden visar krondroppsmätningar högre deposition än mätningar på öppet fält. Lufthalter: Luftens innehåll av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH 3 ) och ozon (O 3 ) mäts i dessa undersökningar som månadsmedelvärde med hjälp av diffusionsprovtagare. Mann-Kendall: statistisk metod för att beskriva trender. Markvatten: Vatten i markens omättade zon, oftast på väg nedåt mot grundvattnet. Provtas i dessa undersökningar med lysimetrar, 5 cm ner i mineraljorden. Suger vatten via ett fint, keramiskt filter (typ P 8). MATCH-Sverige: Spridningsmodellsystem utvecklat på SMHI, för modellering av deposition av luftföroreningar. ph-värde: Mått på surhetsgrad. Ju lägre phvärde, desto mer vätejoner och surare förhållanden. Seasonal-Kendall: statistisk metod för att beskriva säsongsvisa trender. SO -S ex : Mängd antropogent svavel i form av sulfatjoner. Svavel från havssalt har räknats bort med hjälp av uppmätt kloridhalt. Används vid jämförelse med miljökvalitetsmål. Ståndortsindex: För att uppskatta ståndortens virkesproducerande förmåga används ett ståndortsindex (H1) som uttrycker den övre höjden vid totalåldern 1 år för ett givet trädslag. G = gran och T = tall. Torrdeposition: Gaser och partiklar som deponeras. Dessa fastnar exempelvis på trädkronor och sköljs ned med nederbörden mot marken. För svavel och havssalt beräknas torrdeposition i dessa undersökningar som nedfall via krondropp minus nedfall på öppet fält. Totaldeposition: Summan av våt- och torrdeposition, se Krondropp. Våtdeposition: Deposition via nederbörd. Mäts i dessa undersökningar genom nederbördskemiska mätningar på öppet fält eller modellberäknas genom samarbete med SMHI (MATCH-Sverige-modellen). Öppet fält: Öppet område där nederbördskemi och/eller lufthalter mäts.

7 Sammanfattande bedömning av luftföroreningssituationen i Jönköpings län 8/9 I Jönköpings län finns för närvarande fem aktiva lokaler i Krondroppsnätet, se Tabell 1. Samtliga ytor är granytor. Alandsryd har med sin -åriga mätperiod den längsta tidsserien för markvatten, medan Bordsjö och Fagerhult har den längsta tidsserien för nedfall (13 år). Den bästa uppskattningen av det totala nedfallet av svavel fås genom mätningar av krondropp eftersom dessa mätningar inkluderar både våt- och torrdeposition och det inte sker något betydande upptag av svavel i trädkronorna. Vad gäller kvävenedfallet finns, som redan nämnts, flera problem vad gäller upptag och omsättning av kväve i trädkronorna. Därför ger för närvarande mätningarna över öppet fält den bästa uppskattningen av det totala kvävenedfallet till skogen, även om dessa mätningar inte inkluderar torrdepositionen. Tabell 1. Aktiva ytor i Östergötlands län 8/9. Lokal Dominerande trädslag Öppet fält Krondropp Markvatten Lufthalter SO NO NH 3 O 3 Alandsryd (F 9) gran X Värnvik (F 1) gran X X Mellby (F 18) gran X X Bordsjö (F ) gran X X Fagerhult (F 3) gran X X X X X X * * ingår i Ozonmätnätet i södra Sverige från och med 9. I skogsytorna var svavelnedfallet i länet mycket lågt under 8/9, i några fall det lägsta som uppmätts sedan mätningarna påbörjades. Svavelnedfallet var högst vid Mellby och Fagerhult (ca kg per hektar) följt av Bordsjö och Värnvik (runt 1,3 kg per hektar) under 8/9. Svavelnedfallet i skogsytorna har minskat signifikant på samtliga lokaler i länet. Denna trend är tydlig i stora delar av Sverige, framför allt i sydväst. Det är främst torrdepositionen som har minskat. Detta går att se om man jämför med nedfallet över öppet fält som ej minskat i samma takt, Figur. Under det senaste hydrologiska året var svavelnedfallet över öppet fält det näst högsta som uppmätts vid Fagerhult sedan mätstarten. Fortsatta mätningar får utvisa om detta kvarstår. Under 8/9 skedde den högsta svaveldepositionen under vintern. Figuren visar att svaveldepositionen är störst under vinterhalvåret för de flesta åren. Tidigare, när torrdepositionen var högre, var oftast svaveldepositionen via krondropp högre än den över öppet fält, framförallt i sydvästra Sverige. I takt med att torrdepositionen har minskat har denna skillnad minskat eller helt försvunnit, och det finns många exempel där nedfallet till och med är något högre över öppet fält, som i Fagerhult. 5

8 SO -S ex 7 Mellby, KD Fagerhult, KD Fagerhult, ÖF 5 Bordsjö, KD Värnvik, KD kg ha år /9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Sommar Vinter Sommar Figur. En översikt över svavelnedfallet (SO -S ex ) mätt som krondropp och i nederbörden över öppet fält sedan det hydrologiska året 1998/99 vid de nu aktiva lokalerna inom länet. Tidsangivelserna gäller hydrologiska år, d.v.s. från 1 oktober till 3 september. Depositionen är uppdelad på sommar- respektive vinterhalvår. Den sista kolumnen efter varje lokals mätserie visar medeldepositionen för respektive lokal. Vinter När det gäller nedfallet av oorganiskt kväve i krondropp 8/9 uppmättes det högsta nedfallet i Fagerhult, med,3 kg per hektar, följt av Mellby med 3,7 kg per hektar. Vid Värnvik och Bordsjö uppmättes lägst oorganiskt kvävenedfall i länet med ca,5 kg per hektar. Mellby är den krondroppslokal som brukar ha den högsta kvävedepositionen i länet. Kvävenedfallet över öppet fält vid Fagerhult uppgick till 11 kg per hektar, varav kg var i form av nitratkväve och 7 kg var ammoniumkväve. Detta är den klart högsta uppmätta kvävedepositionen där sedan mätstarten. I juli 9 uppmättes mycket höga ammoniumhalter, men i dagsläget finns ingen uppenbar anmärkning/kontaminering som det kan härledas till varför värdet lämnas oförändrat. Även vid Tagel i Kronobergs län var det oorganiska kvävenedfallet mycket högt under 8/9, nästan 1 kg oorganiskt kväve per hektar. Tidigare erfarenheter från andra delar av Sverige under har visat att extrema ammoniumhalter i efterhand kunde kopplas till enorma skogsbränder i Ryssland. Att det är stora skillnader i kvävenedfall i krondropp respektive över öppet fält syns i Figur 3 och, där nitrat- respektive ammoniumdepositionen vid samtliga nu aktiva lokaler i länet från det hydrologiska året 1998/99, uppdelat på sommar- respektive vinterhalvår visas. Figurerna visar tydligt att nitratdepositionen i krondropp fördelas ungefär lika under sommaren respektive vintern och att ammoniumdepositionen är klart högst under sommarhalvåret. När det gäller kvävedepositionen över öppet fält är nitratdepositionen ofta högst under vinterhalvåret, men ammoniumdepositionen är även här högst under sommarhalvåret.

9 NO 3 -N 5 Mellby, KD Fagerhult, KD Fagerhult, ÖF kg ha år -1 3 Bordsjö, KD Värnvik, KD 1 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Sommar Vinter Sommar Figur 3. En översikt över nitratnedfallet (NO 3 -N) mätt som krondropp och i nederbörden över öppet fält sedan det hydrologiska året 1998/99 vid de nu aktiva lokalerna inom länet. Tidsangivelserna gäller hydrologiska år, d.v.s. från 1 oktober till 3 september. Depositionen är uppdelad på sommar- respektive vinterhalvår. Den sista kolumnen efter varje lokals mätserie visar medeldepositionen under mätperioden för respektive lokal. Vinter NH -N 8 7 Fagerhult, KD Fagerhult, ÖF kg ha år Bordsjö, KD Mellby, KD Värnvik, KD 1 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Medel 7/8 5/ 3/ 1/ 1999/ 8/9 /7 /5 /3 /1 1998/99 Sommar Vinter Sommar Vinter Figur. En översikt över ammoniumnedfallet (NH -N) mätt som krondropp och i nederbörden över öppet fält sedan det hydrologiska året 1998/99 vid de nu aktiva lokalerna inom länet. Tidsangivelserna gäller hydrologiska år, d.v.s. från 1 oktober till 3 september. Depositionen är uppdelad på sommar- respektive vinterhalvår. Den sista kolumnen efter varje lokals mätserie visar medeldepositionen under mätperioden för respektive lokal. 7

10 Markvattenmätningarna i länet uppvisar inga tendenser till minskad markförsurning i skogsytorna, trots minskad svaveldeposition. Alandsryd, Fagerhult och Värnvik är de lokaler i länet där sulfathalten i markvattnet har minskat signifikant, vilket är ett resultat av det minskade svavelnedfallet. Ett försurat markvattnet kännetecknas bland annat av negativt ANC, höga halter av oorganiskt aluminium och lågt ph. Markvattnet i Alandsryd, Fagerhult, Mellby och Bordsjö i Jönköpings län visar inga tecken på återhämtning från försurningen, varken för ph som fortfarande är lågt runt,7, den syraneutraliserande förmågan (ANC) som fortfarande är negativ eller för halten av oorganiskt aluminium som inte visar några tecken på minskning. Värnvik är den minst försurade lokalen i länet med ph-värden i markvattnet omkring 5, syraneutraliserande förmåga (ANC) runt noll och relativt låga halter av oorganiskt aluminium. Jönköpings län drabbades hårt av stormarna Gudrun i januari 5 och Per 7. Vid Alandsryd blåste hela skogen ner; vid Mellby blåste ca 15 granar ner och många träd blåste ned utanför ytan; vid Bordsjö som skadades måttligt blåste ca 1 granar i ytan eller in i ytan; vid Värnvik vindfälldes endast -3 granar i ytan. Endast Fagerhult klarade sig utan direkta skador. Markvattenmätningarna vid Alandsryd och Mellby uppvisar kraftigt förhöjda halter av nitrat- och ammoniumkväve efter stormarna. Det är normalt att se en förhöjning av nitrathalten i markvattnet i samband med avverkning eller stormskador då kväveupptaget till träden avstannar. Ofta föregås även nitrattoppen av en ammoniumtopp. Att inga effekter syns vid Bordsjö och Värnvik kan till största delen bero på att skadorna inte var så stora, men även på att de har en förhållandevis kraftig undervegetation som bidrar till att binda kväve och således reducerar den ökade kvävehalten i markvattnet. I Jönköpings län mäts lufthalter vid Fagerhult. De halter i luft som mäts är: svaveldioxid (SO), kvävedioxid (NO) och ammoniak (NH3). Sedan 9 ingår ozonmätningarna i Ozonmätnätet i södra Sverige och rapporteras mer i detalj där ( Årsmedelhalterna (hydrologiskt år) av SO har sedan mätningarna startade varierat mellan, och,9 µg/m3. Under mätperioden 8/9 var årsmedelhalten av SO en tangering av den hittills lägsta som uppmätts,, µg/m3. Detta beror främst på de låga halter som uppmättes under vinterhalvåret. De högsta halterna inträffar vanligen under vinterhalvåret och under årets vinter var halterna visserligen höga (om man jämför över året) men ändå låga i förhållande till tidigare år. Genom åren har årsmedelhalterna av NO varierat mellan 1, och,1 µg/m3. Under 8/9 var årsmedelhalten 1, µg/m3. Även NO-halterna brukar vara högst under vinterhalvåret och årets högsta månadsvärde uppmättes i januari med 3,7 µg/m3 vid Fagerhult. Sommarhalvårsmedelhalterna av NH3 har under åren varierat mellan <,3 och,9 µg/m3 (,3 µg/m3 är detektionsgränsen för NH3) och under sommaren 9 var medelhalten, µg/m3. Sommarhalvårsmedelhalterna för ozon har under åren varierat mellan 5 och µg/m3. Under sommaren 9 var medelhalten för ozon på 57 µg/m3. Generellt var ozonhalterna över hela Sverige mycket låga under sommaren 9. 8

11 Stationsvis redovisning Här presenteras årets mätningar vid de olika lokalerna. För deposition redovisas data som medelvärde för hydrologiskt år (oktober-september). För markvattendata visas alla mätningarna som genomförts. De tre markvattenprovtagningarna som genomförs varje kalenderår avses representera förhållandena före, under samt efter vegetationsperioden. Lufthaltsdata redovisas stationsvis i texten. I Bilaga 1 återfinns data i tabellform både som medelvärde över hydrologiskt år och som medelvärde över kalenderår. De data som presenteras i Bilaga 1 är depositionsdata, lufthalter samt markvattendata. Alandsryd (F 9): Mätningar i granskogen i Alandsryd startade under det hydrologiska året 1989/9. I stormen Gudrun i januari 5 blåste den då knappt 8-åriga skogen ner och därmed avslutades nedfallsmätningarna. Mätningarna i markvatten har dock fortsatt. Ytan ligger nordväst om Värnamo i en sluttning åt sydväst och är därmed mer utsatt för vindpåverkan än om området varit plant. Detta har medfört att skogsytan i Alandsryd tagit emot förhållandevis mycket deposition jämfört med övriga skogsytor i länet. I Figur 5 visas samtliga mätningars markvattenhalter för ett antal ämnen sedan mätstarten 1989 vid Alandsryd. Under mätperioden har svavelhalten i markvattnet vid Alandsryd minskat signifikant, från cirka 9 till närmare. Det är en naturlig följd av den minskande svavelbelastningen till ytan. Även om det försurningsbelastande svavelnedfallet har minskat så visar den statistiska trendanalysen ingen ökning av ph-värdet under mätperioden. Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes ph-värden mellan,5 och,8, vilket är i nivå med tidigare mätningar i mätserien. Alandsryd är en av de lokaler i länet som har det mest försurade markvattnet. Ett försurat tillstånd i markvattnet kännetecknas bland annat av negativt ANC. Den syraneutraliserande förmågan, ANC, har varit negativ under hela den 19-åriga mätserien. Trots den minskade svavelbelastningen finns det inga tecken på minskad försurning av markvattnet. Halten oorganiskt aluminium har generellt varit hög, medianvärdet för samtliga mätningar är 1,. Det syns tydliga effekter av stormfällningen efter stormen Gudrun i januari 5 i markvattnet vid Alandsryd. Nitratkvävehalten har varit kraftigt förhöjd vid samtliga mättillfällen efter stormen, mellan,3 och 3,7. Under 8/9 har nitrathalterna i markvattnet varit fortsatt höga. Nitratutlakning följer ofta efter en kalavverkning eller efter en storm, då kväveupptaget till träden minskar kraftigt eller upphör helt. Troligen påverkar även undervegetationens sammansättning storleken på nitratutlakningen efter en storm. Övriga parametrar som troligtvis har betydelse för nitratutlakningens storlek är: kvävenedfallet, beståndets ålder och markvattnets surhetsgrad, varav en del av dessa parametrar samvarierar (t.ex. nedfall och markvattnets surhetsgrad) (Hellsten et al 9). Även kalcium-, kalium- och manganhalten ökade kraftigt i samband med stormfällningen. 9

12 SO-S Seasonal Kendall = *** oorg Al Ca ph ph NO3-N 5. Seasonal Kendall = * K mekv/l ANC NH-N Mn Figur 5. Markvattenkemi vid Alandsryd, F 9: sulfatsvavel (SO -S), ph, markvattnets syraneutraliserande förmåga (ANC), oorganiskt aluminium (oorg Al), nitratkväve (NO 3 -N), ammoniumkväve (NH -N), kalcium (Ca + ), kalium (K + ) samt mangan (Mn + ). Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Trendanalys har genomförts med hjälp av Seasonal-Kendall och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. 1

13 Värnvik (F 1): 5-årig granskog med ståndortsindex G8. Markvegetationen består av husmossa, väggmossa, blåbär, vitsippa, teveronika, gökärt och mycket skogskovall. Ytan skadades lite vid stormen Gudrum, då -3 granar vindfälldes i ytan. Mätningar av nedfall och markvatten startade under det hydrologiska året 1998/99. Mätningarna över öppet fält avslutades /1. För närvarande mäts nedfall i skogsytan (krondropp) och markvattenkemi. Foto från krondroppsytan vid Värnvik, 9. I Figur visas samtliga mätresultat som årsmedelvärde (hydrologiskt år) för deposition för ett urval parametrar vid Värnvik sedan mätstarten. Mängden krondropp har inte förändrats nämnvärt sedan 1998 och under 8/9 var den 35 mm. Värnvik har generellt haft relativt låg svaveldeposition. Under det hydrologiska året 8/9 deponerades 1, kg antropogent svavel per hektar i Värnvik, vilket är den lägsta svaveldepositionen som uppmätts vid lokalen sedan mätstarten. Svavelnedfallet i Värnvik har minskat signifikant sedan mätningarna påbörjades. I takt med att svavelnedfallet har minskat har även det totala sura nedfallet via krondroppet, beräknat som vätejoner minskat signifikant, Figur. Nedfallet av oorganiskt kväve (räknat som summa nitrat- och ammoniumkväve) till marken i skogen uppgick till,5 kg per hektar under det hydrologiska året 8/9. Detta är i nivå med de värden som normalt uppmäts i Värnvik, där depositionen varierat mellan 1,9 och 3, kg per hektar under den elvaåriga tidsperioden som mätningarna pågått. Halterna nitrat- och ammoniumkväve har varit förhållandevis lika under de senaste åren. I början av mätserien fanns förhållandevis mer nitratkväve jämfört med ammoniumkväve, detta har medfört att nedfallet av nitratkväve har minskat signifikant under mätperioden. Någon liknande trend för nedfallet av ammoniumkväve syns inte i mätningarna. Det senaste årets mätningar visar att påverkan från havet, mätt som kloridnedfall till marken i skogen minskat sedan föregående år och var under 8/9 ca 1 kg per hektar vilket är något mindre än med den genomsnittliga kloriddepositionen under mätperioden på 17 kg per hektar och år. 11

14 mm Nederbörd/Krondroppsmängd kg/ha SO-Sex 8 Mann Kendall: KD=** kg/ha H+.3 Mann Kendall: KD=* kg/ha 15 Krondropp NO3-N Mann Kendall: KD=* (KD) Öppet fält (ÖF) kg/ha NH-N kg/ha Cl Figur. Årliga värden (hydrologiskt år) för depositionen via krondropp och över öppet fält vid Värnvik, F 1. I figuren visas uppmätt nederbörd över öppet fält samt krondroppsmängder, uttryckt som mm. Deposition sedan mätningarna påbörjades redovisas för ett urval av ämnen: sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -S ex); vätejoner (H + ); nitratkväve (NO 3 -N); ammoniumkväve (NH -N); kloridjoner (Cl). ÖF, öppet fält; KD, krondropp. Trendanalys har genomförts med hjälp av Mann-Kendall analys och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. I Figur 7 visas samtliga mätningars markvattenhalter för ett antal ämnen sedan mätstarten 1998 i Värnvik. Tidigare år har det ibland varit problem att få vatten vid samtliga tre mättillfällen, men det hydrologiska året 8/9 var detta inget problem. I slutet på 199-talet, när mätningarna vid Värnvik började, låg ph-värdena i markvattnet runt,5 för att därefter sjunka kraftigt till en nivå runt 5. Det senaste hydrologiska året var ph-värdet mellan 5, och 5,. Medianvärdet för de 8 markvattenmätningarna i Värnvik för ph är 5,. Det höga ph-värdet i början av mätperioden orsakades troligen av markstörningar då lysimetrarna för mätning av markvattnet placerades i marken. Även några av de andra parametrarna, till exempel ANC (den syraneutraliserande förmågan) och kalciumhalterna, ser ut att ha påverkats av mätstarten. Sulfathalten i markvattnet har minskat signifikant sedan mätstart, vilket är ett resultat av det minskade svavelnedfallet över Sverige. Även svavelnedfallet i krondroppet har minskat signifikant sedan mätstarten i Värnvik, se Figur 7 Under 8/9 uppmättes i markvattnet positiva värden vid samtliga mättillfällen för den syraneutraliserande förmågan, ANC, som tidigare under många år har varit negativ. Under det hydrologiska året 8/9 var halten av oorganiskt aluminium låg (,-,3 ), vilket är lägre än medianvärdet på,33. Återhämtning från försurning kännetecknas av bland annat ett positivt värde på ANC och lägre halter av oorganiskt aluminium. Vid Värnvik visar markvattnet dock inga signifikanta förändringar av vare sig ANC eller oorganiskt aluminium. Markvattnet i Värnvik visar låga halter av både nitrat- och ammoniumkväve, ofta under detektionsgränsen, vilket indikerar att kväve utnyttjas effektivt av skogsekosystemet. Markvattenmätningen i slutet av augusti 9 visade dock lite högre nitrathalter, men kommande mätningar får utvisa om detta är tillfälligt eller ej. Markvattnet i Värnvik karaktäriseras av relativt hög kalciumhalt (medianvärdet är 3, ), och under 8/9 låg kalciumhalten mellan 1,3 och 3,. 1

15 ph ph oorg Al SO-S Seasonal Kendall = ** NO3-N mekv/l ANC NH-N Ca 1 Seasonal Kendall = * Figur 7 Markvattenkemi vid Värnvik, F 1: ph, sulfatsvavel (SO -S), markvattnets syraneutraliserande förmåga (ANC), oorganiskt aluminium (oorg Al), nitratkväve (NO 3 -N), ammoniumkväve (NH -N) samt kalcium (Ca + ). Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Trendanalys har genomförts med hjälp av Seasonal-Kendall och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. Mellby (F 18): 55-årig granyta, med ståndortsindex G, i sydvästra delen av länet. Markvegetationen består av kruståtel, cypress-, vägg-, hus-, kvast- och kammossa. I det området som påverkades av stormen Gudrun växer mest kruståtel och lite ormbunkar, tåg samt starr. Mätningar av nedfall och markvatten startade under det hydrologiska året 1998/99. Skogsytan stormskadades vid stormen Gudrun i januari 5, då 15 granar blåste ner och många träd blåste ned utanför ytan. Mätningarna på öppet fält avslutades /1 och numera mäts nedfallet i skogsytan (krondropp) samt markvattenkemi. Foto från krondroppsytan vid Mellby, 9. 13

16 I Figur 8 visas samtliga mätresultat för ett urval parametrar för deposition som årsmedelvärde (hydrologiskt år) sedan mätstarten vid Mellby. Mängden krondropp i Mellby uppvisar en statistiskt säkerställd minskning under den period mätningarna pågått, Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes tidsseriens lägsta nedfall av svavel,, kg per hektar. Svavelnedfallet i Mellby har minskat signifikant under mätperioden och har mer än halverats på 11 år. I takt med att svavelnedfallet har minskat så har även halten vätejoner minskat signifikant, se Figur 8. Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes nedfallet av oorganiskt kväve via krondropp till 3,7 kg per hektar, vilket är relativt normalt för ytan. Vare sig nedfallet av nitrat- eller ammoniumkväve har visat en statistiskt signifikant trend under mätperioden. Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes kg klorid per hektar i krondroppet vid Mellby, vilket är relativt normalt för lokalen. mm Nederbörd/Krondroppsmängd Mann Kendall: KD=* kg/ha SO-Sex 8 Mann Kendall: KD=** kg/ha H+.3 Mann Kendall: KD=** kg/ha 15 Krondropp NO3-N (KD) Öppet fält (ÖF) kg/ha NH-N kg/ha Cl Figur 8. Årliga värden (hydrologiskt år) för depositionen via krondropp och över öppet fält vid Mellby, F 18. I figuren visas uppmätt nederbörd över öppet fält samt krondroppsmängder, uttryckt som mm. Deposition sedan mätningarna påbörjades redovisas för ett urval av ämnen: sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -S ex); vätejoner (H + ); nitratkväve (NO 3 -N); ammoniumkväve (NH -N) samt kloridjoner (Cl). ÖF, öppet fält; KD, krondropp. Trendanalys har genomförts med hjälp av Mann-Kendall analys och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. I Figur 9 visas samtliga mätningars markvattenhalter för ett antal ämnen sedan mätstarten 1998 i Mellby. Markvattnet visar nu åter på ph-värden omkring,7, efter den förhöjning av ph-värdet till runt 5,5 som uppmättes under år. En trolig förklaring till den tillfälliga ph-förhöjningen är stormen Gudrun i januari 5 som orsakade stormskador i Mellby då femton träd blåste ner. Även nitrat- och ammoniumkvävehalterna uppvisar förhöjda halter efter stormen. Normalt sett brukar man, i samband med avverkning eller stormskador se en förhöjning av nitrathalten i markvattnet. I Mellby ökade ammoniumhalten i samband med stormen, men nitrathalterna höjdes först efter tre 1

17 år. När nitrathalterna ökade hade ammoniumhalterna redan gått ner. Det finns andra exempel där det först skett en utlakning av ammoniumkväve efter kalhuggning som därefter åtföljts av en nitrattopp. Att inte allt frigjort ammoniumkväve nitrifierades i början kan ha berott på att populationen nitrifierare var för liten. Stormskadorna i Mellby verkar även ha påverkat den syraneutraliserande förmågan (ANC) genom en tillfällig förhöjning. Även kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium förbättrades tillfälligt i samband med stormen, vilket har sin förklaring i de låga halterna oorganiskt aluminium som uppmättes efter stormen. Under det hydrologiska året 8/9 var dock halten oorganiskt aluminium hög, och den högsta halten under hela mätperioden uppmättes (, ). Detta är betydligt högre halter än de låga värdena strax över noll som noterades under. Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes de lägsta värdena på den syraneutraliserande förmågan (ANC), -,3 mekv/l, under den elvaåriga mätserien. Detta är en kraftig minskning jämfört med det hydrologiska året /7 då ANC låg runt. En låg syraneutraliserande förmåga och höga halter oorganiskt aluminium indikerar försurning. Svavelhalterna i markvattnet visar inga tecken till minskning utan var under 8/9 på en för lokalen normal nivå, mellan 1, 1,7. Även kalciumhalterna i markvattnet var normala för Mellby under det senaste hydrologiska året. ph ph oorg Al mekv/l NO3-N 5. Seasonal Kendall = ** ANC NH-N SO-S Ca Figur 9. Markvattenkemi vid Mellby, F 18: ph; nitratkväve (NO 3 -N), ammoniumkväve (NH -N), oorganiskt aluminium (oorg Al), markvattnets syraneutraliserande förmåga (ANC), sulfatsvavel (SO -S) samt kalciumhalt (Ca + ). Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Trendanalys har genomförts med hjälp av Seasonal-Kendall och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. 15

18 Bordsjö (F ): Yta öster om Aneby. Skogen utgörs av 57-årig, ganska tät, granskog (G8) utan fältskikt, på gammal betesmark. Beståndet är delvis skadat av vilt och röta. Markvegetationen består främst av hus-, vägg-, björn- och stor kvastmossa samt kruståtel. Ytan skadades måttligt i samband med stormen Gudrun i januari 5 då 1-1 granar fälldes i ytan eller in i ytan. Mätningar av nedfall och markvatten startade i januari 199. I februari samma år startades även mätningar av lufthalter. Lufthaltsmätningarna och nederbördskemiska mätningar på öppet fält avslutades i december 1. Numera mäts nedfallet i skogsytan (krondropp) samt markvattenkemi. Foto från krondroppsytan vid Bordsjö, 9. I Figur 1 visas samtliga mätresultat för ett urval parametrar för deposition som årsmedelvärde (hydrologiskt år) vid Bordsjö sedan mätstarten. Under 8/9 var krondroppsmängden på en för lokalen relativt normal nivå, 393 mm. Ingen signifikant skillnad för mängden krondropp under mätperioden finns. Under det hydrologiska året 8/9 var svavelnedfallet till granytan i Bordsjö 1, kg per hektar, vilket tillsammans med föregående hydrologiska år är den lägsta noteringen under hela den 13-åriga mätperioden. Både sulfatsvaveldepositionen och vätejondepositionen i krondropp har minskat signifikant sedan mätningarna startade 199. För kvävenedfallet syns inga signifikanta trender vare sig för nitrat- eller ammoniumkväve. Kvävenedfallet via krondropp (räknat som summa nitrat- och ammoniumkväve) uppgick under 8/9 till, kg per hektar, vilket är samma nivå som medelvärdet för den 13-åriga mätperioden. Bordsjö brukar ha låga depositioner av klorid beroende på dess ostliga läge långt från kusten. Under det hydrologiska året 8/9 uppmättes kloridnedfallet i Bordsjö till ca 1 kg per hektar, vilket är normala nivåer för lokalen. 1

19 mm Nederbörd/Krondroppsmängd kg/ha H+.3 Mann Kendall: KD=** kg/ha SO-Sex 8 Mann Kendall: KD=** kg/ha 15 Krondropp NO3-N (KD) Öppet fält (ÖF) kg/ha NH-N kg/ha Cl Figur 1. Årliga värden (hydrologiskt år) för depositionen via krondropp och över öppet fält vid Bordsjö, F. I figuren visas uppmätt nederbörd över öppet fält samt krondroppsmängder, uttryckt som mm. Deposition sedan mätningarna påbörjades redovisas för ett urval av ämnen: vätejoner (H + ); sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -S ex), nitratkväve (NO 3 -N); ammoniumkväve (NH -N); kloridjoner (Cl). ÖF, öppet fält; KD, krondropp. Trendanalys har genomförts med hjälp av Mann-Kendall analys och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. I Figur 11 visas samtliga mätningars markvattenhalter för ett antal ämnen sedan mätstarten 199 i Bordsjö. Under 8/9 kunde endast två av tre mätningar genomföras på grund av att mätningen i slutet av augusti inte hade tillräcklig provmängd. Markvattenmätningarna i Bordsjö visar att det inte finns några tendenser till återhämtning från försurning i skogsytan. Trots att svavelnedfallet i Bordsjö har minskat signifikant under mätperioden, har inte halten sulfatsvavel i markvattnet minskat. Markvattnet i Bordsjö visade åter låga ph-värden under det senaste hydrologiska året 8/9, med värden runt,7, vilket är i nivå med medianvärdet för lokalen på,8. Föregående hydrologiska år fanns det några mätningar med ph-värden runt 5,5. Den syraneutraliserande förmågan (ANC) har varit negativ under i stort sett hela mätperioden, och så var fallet även under 8/9. Ett försurat markvattnet kännetecknas bland annat av ett negativt ANC. Markvattnet vid Bordsjö hade under 8/9, och har även tidigare generellt haft, låga halter av både nitrat- och ammoniumkväve, ofta under detektionsgränsen, vilket indikerar att kväve utnyttjas effektivt av skogsekosystemet. Halterna av kalciumjoner i markvattnet i Bordsjö var under 8/9 liksom tidigare år relativt låga, mindre än 1 mg kalcium per liter. Mätningen i oktober 8 visade på en för lokalen hög halt av oorganiskt aluminium (,98 ), vilket är nästan dubbelt så mycket som medianhalten av oorganiskt aluminium i markvattnet vid Bordsjö på,53. 17

20 SO-S NO3-N ph ph NH-N mekv/l ANC Ca 1 Seasonal Kendall = * oorg Al Figur 11. Markvattenkemi vid Bordsjö, F : sulfatsvavel (SO -S), ph, markvattnets syraneutraliserande förmåga (ANC), nitratkväve (NO 3 -N), ammoniumkväve (NH -N), kalciumhalt (Ca + ) samt oorganiskt aluminium (oorg Al). Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Trendanalys har genomförts med hjälp av Seasonal-Kendall och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. Fagerhult (F 3): Yta med 58-årig granskog på bördig mark, som troligtvis har varit gammal betesmark. Beståndet har högre bonitet än övriga granytor i länet, ståndortsindex G3. Mätningar av nedfall och markvatten startade i januari 199. I november startades mätningar av lufthalter. Lokalen är en av tio intensivytor i landet som sedan 1 ingår i Naturvårdsverkets nationella miljöövervakning av deposition till skog, vilket innebär att de nederbördskemiska mätningarna över öppet fält bekostas av nationella anslag. I januari 8 skadades ytan av en storm och vid uppröjningen i april blev skadorna större då arbetsmaskiner var på ytan. Detta medförde att vissa lysimetrar samt en del av krondroppslinjen flyttades litet. Ytan idag ligger precis i kanten av hygget. Vid Fagerhult mäts för närvarande deposition både till skog (krondropp) och öppet fält, samt lufthalter och markvattenkemi. 18

21 Foto från krondroppslokalen, 1 Foto från öppet fält-lokalen, 1 I Figur 1 visas samtliga mätresultat för ett urval parametrar för deposition som årsmedelvärde (hydrologiskt år) vid Fagerhult sedan mätstarten. Fagerhult är den enda lokal i Jönköpings län där mätningar görs över öppet fält. Nederbörden i Fagerhult uppgick under 8/9 till 795 mm, vilket är relativt normalt för lokalen. Svavelnedfallet under 8/9 var, kg per hektar, vilket är det tredje högsta nedfallet av svavel som uppmätts vid lokalen. Endast under 1997/98 och /1 var svavelnedfallet högre. Vare sig svavelnedfallet eller det totala sura nedfallet via krondroppet, beräknat som vätejoner, har minskat signifikant över öppet fält vid Fagerhult. Även det oorganiska kvävenedfallet i nederbörden över öppet fält vid Fagerhult var under 8/9 mycket högt, 11 kg per hektar, vilket är det högsta nedfallet som uppmätts vid lokalen sedan mätstarten och nästan dubbelt så mycket som genomsnittet vid lokalen på, kg per hektar och år. Både nitrat- och ammoniumdepositionen var högre än normalt, men den största ökningen stod ammoniumdepositionen för. Sedan mätstarten har ammoniumdepositionen över öppet fält ökat signifikant. I juli 9 uppmättes mycket höga ammoniumhalter, men i dagsläget finns ingen uppenbar anmärkning/kontaminering som det kan härledas till, varför värdet lämnas oförändrat. Även vid Tagel i Kronobergs län var det oorganiska kvävenedfallet mycket högt under 8/9, nästan 1 kg oorganiskt kväve per hektar. Fortsatta mätningar får utvisa om detta är en tillfällig effekt. Tidigare erfarenheter från andra delar av Sverige under har visat att extrema ammoniumhalter i efterhand kunde kopplas till enorma skogsbränder i Ryssland. Mängden krondropp i Fagerhult uppgick under 8/9 till 377 mm, se Figur 1, vilket är relativt normalt för lokalen. Den totala syrabelastningen, beräknat som H +, har minskat signifikant i kron- 19

22 droppet vid Fagerhult sedan mätstarten. I granytan uppmättes,5 kg svavel per hektar, det vill säga 1,5 kg per hektar lägre än över öppet fält. Vanligtvis uppvisar krondroppet ett högre värde på svavelnedfallet jämfört med över öppet fält med tanke på torrdepositionen i skogsytan, men på senare år har torrdepositionen av svavel minskat kraftigt och därför har också skillnaden mellan depositionsmängden i krondropp och öppet fält minskat. Sedan mätstarten har svaveldepositionen i krondroppet minskat signifikant, något som främst beror på att torrdepositionen av svavel minskat. Motsvarande trend syns ej över öppet fält som främst samlar upp våtdepositionen. Det oorganiska kvävenedfallet via krondropp var under 8/9 betydligt lägre än det över öppet fält,,9 kg per hektar i krondroppet och 11, kg per hektar över öppet fält. Skillnaden beror på det upptag och den interncirkulation av kväve som sker inom träden. Även nedfallet av organiskt kväve (Tabell A:a & B:a i Bilaga 1) var lägre i krondroppet (,8 kg per hektar) jämfört med över öppet fält (,3 kg per hektar) vid Fagerhult 8/9. Vilket även det kan förklaras av upptag till träden. Inga statistiskt signifikanta förändringar syns vare sig i nederbörden över öppet fält eller i krondroppet för kloridnedfallet. Lokalen ligger relativt långt österut i länet och påverkas därför mindre av kraftiga vindar och stormar från väster vilket kan förklara de relativt likartade kloridnedfallet genom åren. mm Nederbörd/Krondroppsmängd kg/ha H+.3 Mann Kendall: KD=* kg/ha SO-Sex 8 Mann Kendall: KD=** kg/ha 15 Krondropp NO3-N (KD) Öppet fält (ÖF) kg/ha NH-N Mann Kendall: ÖF=* kg/ha Cl Figur 1. Årliga värden (hydrologiskt år) för depositionen via krondropp och över öppet fält vid Fagerhult, F3. I figuren visas uppmätt nederbörd över öppet fält samt krondroppsmängder, uttryckt som mm. Deposition sedan mätningarna påbörjades redovisas för ett urval av ämnen: vätejoner (H + ); sulfatsvavel utan havssaltsbidrag (SO -S ex), nitratkväve (NO 3 -N); ammoniumkväve (NH -N); kloridjoner (Cl). ÖF, öppet fält; KD, krondropp. Trendanalys har genomförts med hjälp av Mann-Kendall analys och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. I Figur 13 visas samtliga mätningars markvattenhalter för ett antal ämnen sedan mätstarten 199 i Fagerhult. Svavelnedfallet i krondroppet i Fagerhult har minskat signifikant. Samma signifikanta minskande trend för sulfatsvavel syns även i markvattnet. Markvattnets ph i Fagerhult var lågt under 8/9. ph-värdet varierade mellan 3,5 -,, vilket är betydligt lägre än medianvärdet på,7 för markvattnet i Fagerhult. I augusti 9 uppmättes ett mycket lågt ph-värde i markvattnet vid Fagerhult. Dock var provmängden relativt liten vilket alltid innebär en osäkerhet i resultatet. De senaste två årens mätningar visar ett betydligt lägre ph än tidigare år. Detta skulle kunna förklaras som en havssaltseffekt. Kraftigt förhöjda halter av Cl, Na och Mg i markvattnet visar på ökat

23 havssaltsinflöde. Ökade halter av Na leder till jonbyte mellan Na och H +, och därmed minskat ph. Även kalciumhalterna har varit förhöjda de senaste mätningarna, ett mönster som uppvisats vid fler ytor då havssalt nått marken. Detta resonemang styrks även av resultaten från den senaste mätningen i oktober 9, då det finns mycket markvatten, kloridhalterna fortfarande är höga och ph är lågt. Framtida mätningar får visa hur lång tid det tar innan en återhämtning sker, eller om detta är en bestående ph-minskning i Fagerhult. Markvattenhalterna vid Fagerhult visade återigen på negativa värden för den syraneutraliserande förmågan, ANC under 8/9, förutom i oktober 8 då en kraftig förhöjning av ANC på,3 mekv/l uppmättes, Figur 1. Ett försurat markvattnet som det vid Fagerhult kännetecknas bland annat av negativt ANC och låga ph. I likhet med tidigare år var kvävehalterna i markvattnet låga. Några förhöjda nitrathalter har dock uppmätts vid de senaste åren mätningar, vilket kan tyda på att kväveomsättningen kan vara något negativt påverkad i skogen. Halten ammoniumkväve uppvisar inga förhöjda halter utan är fortsatt låg, under 8/9 var ammoniumhalten vid samtliga mätningar under kvantifieringsgränsen. Halten oorganiskt aluminium har fluktuerat mellan knappt,5 och drygt 1,5 under den tolvåriga mätperioden i Fagerhult. Under det hydrologiska året 8/9 låg halten på 1,3-1,5, vilket är i nivå med medianvärdet på 1,1 för hela mätperioden. Halterna av kalcium var fortsatt på en nivå som är normal för lokalen. I Fagerhult har däremot signifikant ökade halter för klorid noterats, vilket troligen kan förklaras av det ökade havssaltsbidraget som förekommit vid de senaste årens stormar SO-S Seasonal Kendall = * NO3-N Ca ph ph NH-N Cl Seasonal Kendall = ** mekv/l ANC Seasonal Kendall = * oorg Al Figur 13. Markvattenkemi vid Fagerhult, F 3: sulfatsvavel (SO -S), ph, markvattnets syraneutraliserande förmåga (ANC), nitratkväve (NO 3 -N), ammoniumkväve (NH -N), oorganiskt aluminium (oorg Al), kalciumhalt (Ca + ) samt klorid (Cl - ). Saknade värden innebär oftast att marken varit för torr. Trendanalys har genomförts med hjälp av Seasonal-Kendall och signifikansnivåer anges, ovanför respektive diagram, i de fall där signifikanta trender påvisats. 1

24 Lufthalter av svaveldioxid (SO ), kvävedioxid (NO ), ammoniak (NH 3 ) och marknära ozon (O 3 ) har mätts i Fagerhult sedan år. Sedan 9 ingår ozonmätningarna i Ozonmätnätet i södra Sverige och rapporteras där mer i detalj tillsammans med övriga ozonmätningar i södra Sverige ( Årsmedelhalterna (hydrologiskt år) av SO har sedan mätningarna startade varierat mellan, och,9 µg/m 3 och under 8/9 var årsmedelhalten av svaveldioxid mycket låg,, µg/m 3, med de högsta halterna under vinterhalvåret. Genom åren har årsmedelhalterna av NO varierat mellan 1, och, µg/m 3. Under 8/9 var även årsmedelhalten av kvävedioxid mycket låg, 1, µg/m 3. Även NO -halterna brukar vara högst under vinterhalvåret och årets högsta månadsvärde uppmättes i januari med 3,7 µg/m 3. Sommarhalvårsmedelhalterna av NH 3 har under åren varierat mellan <,3 och,9 µg/m 3 (,3 µg/m 3 är detektionsgränsen för NH 3 ) och under sommaren 9 var medelhalten, µg/m 3. Sommarhalvårsmedelhalterna för ozon har under åren varierat mellan 5 och µg/m 3 med en tangering av den lägsta halten under sommaren 9. Generellt var ozonhalterna över hela Sverige mycket låga under sommaren 9. Modellberäknad deposition av svavel och kväve på kommun- och länsnivå Inom Krondroppsnätet modellberäknas deposition på regional nivå, som ett komplement till mätningarna. Detta kan ge en mer omfattande geografisk täckning, jämfört med vad mätningarna ger. Modellberäkningar ger dessutom möjlighet att utvärdera andra parametrar än de som mäts. Ytterligare en fördel är att modeller kan användas för att beräkna framtida trender vid olika utsläppsscenarier. I detta kapitel presenteras modellberäknat nedfall av svavel och kväve baserat på beräkningar med det s.k. MATCH-Sverige -modellsystemet som SMHI driver på uppdrag av Naturvårdsverkets nationella miljöövervakning (Persson m.fl., ). I MATCH-modellen anpassas de modellberäknade halterna av föroreningar i luft och nederbörd till atmosfärskemiska mätdata från de svenska och norska EMEP-stationerna samt Luft- och nederbördskemiska nätet med hjälp av s.k. Optimal Interpolation. I förra årets rapport redovisades modellerad deposition för år - 5. I årets rapport presenteras resultaten för år 5 8. Dessa resultat kan dock inte jämföras rakt av med de tidigare beräkningarna eftersom en ny version av MATCH-modellen har tillämpats. En skillnad är att MATCH-resultaten numera presenteras på en upplösning av x km istället för x km som tidigare. Länsvis och kommunvis deposition för svavel och kväve i barrskog och på åkermark har tagits fram genom att beräkna medelvärdet för de depositionsrutor som ingår i respektive län/kommun (en viktning med kommunens/länets andel av arean för respektive depositionsruta). Nedfallet redovisas på länsnivå i Figur 1 och på kommunnivå i Tabell och Tabell 3. Där redovisas också en beräkning för år enligt depositionsscenariet CLE, Current legislation. Detta är ett slags basscenario som utgår från dagens beslut om minskade utsläpp inom Europa. För CLE-scenariet har ett medelvärde beräknats för de markanvändningsslag som ingår i länet/kommunen, och det finns därmed ingen uppdelning på barrskog och åkermark, som det gör för årsberäkningarna.

25 Modellerat nedfall av svavel och kväve Nedfall (kg/ha) CLE torrdeposition (åker) torrdeposition (barrskog) våtdeposition Svavelnedfall Kvävenedfall CLE CLE Figur 1. Nedfall av antropogent svavel och oorganiskt kväve (kg per hektar och kalenderår) i Jönköpings län, fördelat på våt- respektive torrdeposition under 5-8 och år enligt CLE-scenariet, modellerat med MATCH-Sverige-modellen. De nedre staplarna anger våtdepositionen, och de övre staplarna anger torrdepositionen (till barrskog eller åkermark). Svavelnedfallet (utan havssalt) i Jönköpings län beräknades till omkring 3,-,1 kg per hektar och år i barrskog och,3-3, kg per ha på åkermark under 5-8. Kvävenedfallet beräknades till omkring,9-8,7 kg per hektar och år i barrskog och 5,-7, kg på åkermark under motsvarande period. Enligt CLE-scenariet ska nedfallet minska till, kg svavel och 5, kg kväve per hektar till år. Tabell. Svavelnedfall (utan havssalt) på kommunnivå i Jönköpings län under 5-8 och år enligt CLE-scenariet, modellerat med MATCH-Sverige modellen. Svavelnedfall i barrskog (kg/ha) Svavelnedfall på åkermark (kg/ha) CLEscenariet Aneby Eksjö Gislaved Gnosjö Habo Jönköping Mullsjö Nässjö Sävsjö Tranås Vaggeryd Vetlanda Värnamo Jönköpings län Ett basscenario baserat på dagens beslut om minskade utsläpp inom Europa (medelvärde för de markanvändningsslag som ingår i kommunen). 3

26 Tabell 3. Kvävenedfall på kommunnivå i Jönköpings län under 5-8 och år enligt CLE-scenariet, modellerat med MATCH-Sverige modellen. Kvävenedfall i barrskog (kg/ha) Kvävenedfall på åkermark (kg/ha) CLEscenariet Aneby Eksjö Gislaved Gnosjö Habo Jönköping Mullsjö Nässjö Sävsjö Tranås Vaggeryd Vetlanda Värnamo Jönköpings län * Ett basscenario baserat på dagens beslut om minskade utsläpp inom Europa (medelvärde för de markanvändningsslag som ingår i kommunen). Under 8 var den modellerade våtdepositionen av antropogent svavel i Jönköpings län 1,7 kg/ha, vilket är hälften av det nedfall som uppmättes vid Fagerhult (3,1 kg/ha), den enda mätningen på öppet fält i länet. Under den aktuella perioden (5-8) var våtdepositionen av antropogent svavel vid Fagerhult i medeltal % högre jämfört med den modellberäknade våtdepositionen för länet. Denna typ av jämförelser bör tolkas med försiktighet, eftersom mätplatsen Fagerhult har specifika exponeringsegenskaper som inte är representativa för länet som helhet. Dessutom är den modellberäknade våtdepositionen inte direkt jämförbar med depositionen på öppet fält eftersom en del torrdeposition deponeras i insamlingstratten (ca 1%, jämfört med våtdepositionen). Inte heller det modellerade nedfallet till åkermark kan jämföras direkt med mätningarna på öppet fält då nedfallet till åkermark innefattar våtdeposition och torrdeposition till jordbruksgrödor, medan mätningarna på öppet fält representerar våtdeposition. Det är vanligt även i andra län att våtdeposition är högre än modellerad deposition, vilket skulle kunna indikera att modellberäkningen underskattar våtdepositionen. Svavelnedfallet i skogsytorna (mätt som krondropp) uppgick till, kg/ha som ett genomsnitt under 5-8, vilket är i nivå med den modellberäknade totaldepositionen till barrskog för motsvarande period (1,9 kg/ha). För oorganiskt kväve var den modellerade våtdepositionen,8 kg/ha under 8, vilket är lägre än öppet fältmätningen vid Fagerhult (7,9 kg/ha). I likhet med svavelnedfallet så är medelvärdet för våtdepositionen av oorganiskt kväve vid Fagerhult generellt sett högre ( % högre) än den modellberäknade våtdepositionen för länet under den aktuella perioden (5-8). Som redan nämnts ingår även en del torrdeposition i insamlingstratten (ca 1%) och det modellerade nedfallet representerar ett medelvärde för hela länet, medan mätningen gäller en specifik yta med specifika exponeringsegenskaper. För kväve försvåras jämförelsen ytterligare i skogsytorna, eftersom modelleringen ger totaldepositionen av kväve, medan krondroppsmätningarna visar på totaldepositionen minus det som interncirkuleras i trädkronan.

27 Krondroppsnätets roll i forskningen Exempel: Mykorrhizasvampar och kväveutlakning Bakgrund Långa tidsserier och god spridning över Sverige gör att Krondroppsnätet är väl lämpat som bas för olika typer av forskningsprojekt. Under 9-1 påbörjades omfattande studier vid Lunds Universitet, som kommer att pågå till och med 1, med fokus på kvävedynamik i skogsmark. Studierna är finansierade av forskningsrådet FORMAS samt forskningsprogrammet LUCCI (Centrum för studier av växelverkan mellan kolets kretslopp och klimatet). Ett av de här nämnda projektens huvudsyften är att utreda vad det är som styr kväveläckage från skogsbestånd. Frågan är viktig av många olika skäl. Kväveutlakning innebär försurning av skogsmarken samt risk för övergödning av ytvatten, samtidigt som det kan vara ett tecken på att skogen inte binder in mer kol, eftersom kol och kväve hänger nära samman i organiskt material. Inom projekten kommer effekter på kväveläckage av tidigare markanvändning, markens bördighet, beståndsålder, mikroorganismer och markens fosforstatus att utvärderas. En rad kompletterande mätningar kommer att göras och en dynamisk datormodell, ForSAFE-VEG, kommer att användas för att se om det går att återskapa vad som uppmätts. Syftet är att öka förståelsen av processerna för att kunna förbättra modellen. Detta är viktigt för att kunna simulera effekter vid ett förändrat klimat och ett mer intensivt skogsbruk. Under 9 och 1 har arbete påbörjats för att studera hur mykorrhiza, dvs de svampar som lever i symbios med trädrötterna, kan påverka kväveläckaget. Inledning Nästan alla trädarter i boreala och tempererade skogar lever i en symbios, som kallas ektomykorrhiza, med svampar. Trädet transporterar via rötterna kol (från fotosyntesen) till svampen i utbyte mot näringsämnen och vatten. Ektomykorrhizasvamparna har med sitt fintrådiga mycel, som sträcker sig som ett heltäckande nätverk i jorden, ett mycket effektivare upptag av näringsämnen än trädet. Flera av de vanliga svampfruktkropparna i boreala skogar är ektomykorrhizasvampar (t.ex. kantarell, soppar, flugsvampar, riskor, kremlor, spindlingar och musseroner). Den största delen av svampens biomassa (ca. 8%) utgörs dock av det underjordiska svampmycelet. När skogsmark gödslas med kväve minskar tillväxten av ektomykorrhizasvampar då träden kan ta upp kvävet själv och inte längre har någon vinning av att transportera kol till svampen. Utöver en direkt effekt av ökad kvävetillsats vid kvävedeposition gör detta att kväveläckaget kan öka då det mycket effektiva upptaget av svampmycelet minskar. Det har i kvävegödslingsförsök observerats att tillväxten av ektomykorrhizasvampar var låg vid högt kväveläckage, men den direkta effekten av svampen kunde inte särskiljas. Tillväxt och biomassa av ektomykorrhizasvampar kommer i denna studie att undersökas för att utvärdera hur de är korrelerade med kvävedeposition och kväveläckage. Det kommer även att genomföras studier av kolinlagring via ektomykorrhiza samt svamparnas nedbrytningsprocesser och vilka enzym som är involverade i dessa nedbrytningsprocesser. 5

28 Metod Försöket genomförs i 3 av ytorna inom Krondroppsnätet (Figur 15). Samtliga aktiva granskogslokaler i södra Sverige, upp till och med SA (Blåbärskullen, Värmland) och UA (Hyttskogen, Västmanland) har tagits med i undersökningen. Vi analyserar tillväxten av ektomykorrhizasvampar med hjälp av svampinväxningspåsar. Svamphyfer kan växa igenom påsarnas finmaskiga nylonväv medan växtrötter stoppas. Inväxningspåsarna (a' 1g, mått i cm: 8xx1) har placerats i gränsskiktet mellan den organiska jorden och mineraljorden (ca. 5-15cm djupt). Drygt två meter ifrån varje av de fem lysimetrarna har det tagits ett jordprov av O-horisonten med en Ø:5mm provtagare. Runt denna provtagning, ca cm ifrån, har sju påsar med olika innehåll placerats. Inväxningspåsarna sattes ut i slutet av maj 9 och en del av dem hämtades in hösten 9. De kvarvarande påsarna lämnas under -3 år för långtidsundersökningar. Preliminära resultat Resultaten ifrån första säsongen baserade på en preliminär mikroskopanalys av påsarna visade att ökad kvävedeposition lett till minskad tillväxt av ektomykorrhizasvampar både på lokaler med och utan stormskador. Figur 15: Karta över de krondroppslokaler som inkluderats i försöket. Det fanns inget tydligt samband mellan svamptillväxt och kväveläckage annat än att lokaler utan stormskador hade låg inväxning på de få platser som hade ett högt läckage, men det kunde även vara låg inväxning där det var lågt läckage. Att det inte blev ett tydligare samband med kväveläckaget kan bero på att de icke stormskadade lokalerna generellt hade ett lågt kväveläckage. Vid de stormskadade lokalerna skulle det kunna bero på att vissa mätningar gjordes på gränsen till helt stormfällda partier, vilket skulle kunna innebära en stor lokal variation då det stormfällda området antagligen läcker mycket kväve. Stormskadade lokaler hade generellt en högre svamptillväxt, vilket skulle kunna bero på att utspridda mindre stormskador kan leda till högre trädtillväxt på grund av ökat ljusinsläpp, och därmed en ökad symbios. Fortsättning Det är viktigt att tänka på att resultaten ovan bara är preliminära, från den första säsongen. Slutliga beräkningar kommer att baseras på laborativa mätningar på produktionen av svampbiomassa. Vi kommer även att jämföra svampinväxningen med analyser av de jordprover vi själva hämtat in. Vidare kommer nedbrytningsprocesser och kolinlagring via svampmycelet att undersökas. Projekten är två samarbetsprojekt mellan IVL Svenska Miljöinstitutet och Lunds universitet. Projektet om mykorrhiza finansieras av Forskningsprogrammet LUCCI och genomförs på Ekologiska Institutionen, Avdelningen för mikrobiologisk ekologi, Lunds Universitet. av doktoranderna Adam Bahr (adam.bahr@mbioekol.lu.se) och Magnus Ellström (magnus.ellstrom@mbioekol.lu.se) med handledarna Håkan Wallander (hakan.wallander@mbioekol.lu.se och Anders Tunlid (anders.tunlid@mbioekol.lu.se). Övriga delar finansieras av forskningsrådet FORMAS och genomförs på Institutionen för Geo- och Ekosystemvetenskap vid Lunds Universitet av Cecilia Akselsson (cecilia.akselsson@nateko.lu.se).