Läckage av vattenlösligt organiskt material (DOM) i skogsmark - Påverkan av platsens egenskaper, klimat och surt regn.

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Läckage av vattenlösligt organiskt material (DOM) i skogsmark - Påverkan av platsens egenskaper, klimat och surt regn."

Sten Bergman
för 6 år sedan
Visningar:

1 Läckage av vattenlösligt organiskt material (DOM) i skogsmark - Påverkan av platsens egenskaper, klimat och surt regn Bo Bergkvist LU

2 Bakgrund - frågeställningar Pågående experiment och undersökningar

3 Markvatten - Blivande sjövatten Djup: 5 cm 15 cm 35 cm 55 cm Organiskt skikt Mineraljorden DOC: (mg/l)

4 Transport av kol från det organiska O-skiktet till mineraljorden där det stabiliseras. Kolförrådet, Asa, S. Sverige DOC flöde Träd-biomassa 6.2 Måren (Oskiktet) Mineraljorden 0-50 cm cm DOC flux (g m-2) Carbon stock (kg C / m 2 )

5 En enkel modell av processer som kontrollerar markvattnets koncentration av DOM (humus) CO 2 CO 2 Växtförna Humus Mikrobiel biomassa DOM från växtrötter DOM Prod. Adsorberad DOM (potentiellt löslig) K D Löslig DOM (ph-beroende) Läckage till mineraljorden eller avrinning (run-off) DOM flödet kontrolleras av en kombination av biologiska (nedbrytning av förna och humus, rotexudation), fysikalisk-kemiska (sorption / desorption) and hydrologiska processer (vattenflöde, regnintensitet).

6 Faktorer som kontrollerar humusläckaget Klimat Trädslag/markanvändning Surt regn Regnintensitet och periodicitet

7 g Klimatgradient * Flakaliden (1.2 C) * Knottåsen (3.4 C) * Asa (5.5 C) Average DOC conc. (mg l -1 ) Asa (Southern Sweden) Knottåsen (Central Sweden) Flakaliden (Northern Sweden) Högre DOC koncentration i södra Sverige. DOC är en funktion av biomassaproduktionen (temperatur, kvävenedfall).

8 Årstidsvariation Asa Knottåsen Flakaliden okt-00 dec-00 feb-01 apr-01 jun-01 aug-01 okt-01 dec-01 aug-00 jun-00 DOC (mg/l)

9 Fuktighetsgradient 50 Torr Frisk Fuktig DOC (mg l-1) Dry Mesic Moist Torr Frisk Fuktig Markfuktigheten bestämmer inte DOC-koncentrationen i mårskiktet.

10 Trädslag DOC (mg/l) Gran Bok Björk 10 0 Måren Mineraljorden Markvattnets DOC-koncentration beror på trädslaget

11 Surt regn DOC-koncentrationen i läckaget från mårskiktet vid bevattning med försurat regn under 3,5 år (Bergkvist,1986). DOC mg/l Kontr. (ph 3.72) ph 3.40 ph Totalt Syrainput under 3.5 år (gh + /kvm)

12 Regnets intensitet DOC-koncentrationen mer eller mindre oberoende av normala regnmängder DOC-utflödet i stort sett styrt av vattenflödet Ändrad frekvens, säsong och intensitet av regn ger ändrade flödesvägar och ytligare avrinning

13 Mycket intensiva regn kan ge utspädningseffekt: Bevattning 90 mm/dag [DOC] Observations DyDOC prediction Predicted for no watering hours from start of watering

14 Sammanfattning Marken har en stor pool av potentiellt lösligt DOC. Frigörelsen av DOC till markvattnet är fysio-kemiska processer, reglerade av sorption-desorption. Fördelningen av DOC mellan den adsorberade poolen (potentiallt löslig DOC) och DOC I markvattnet (lösligt DOC) bestäms av en (ph-beroende) jämviktskoefficient (K D ). Koncentrationen av DOC i markvattnet styrs av produktion, mineralisering och läckaget av DOC, tillsamans med värdet på K D. Om minskad syradeposition är den drivande faktorn i brunifieringen, så kommer DOC-koncentrationen att förbli högre.

15 Pågående experiment och undersökningar

16 Ökad brunfärgning av sydsvenska sjöar och åar utredning av ursprung och möjlighet till motverkande åtgärder Case study Helge å Bo Bergkvist, Wilhelm Granéli, Emma Kritzberg - Ekologiska inst. Lunds Universitet och Dan Bergren (SLU) Region Skåne, Lst i Skåne län, Lst i Kronobergs län, Ljungby kommun, Älmhults kommun

17 Utredningen står på två ben: orsaker och åtgärder.

18 I. Utredning av ursprung och orsaker till den ökade vattenfärgen Utnyttjar kemiska och optiska egenskaper hos humus. Kol-14 isotopsignaturen i DOC från sjö-, å- och bäckvatten och i markvatten från olika markdjup. Också DOC-koncentration, ljusabsorptionen vid olika våglängder, samt makro an- och katjoner. Utredning av järnets roll för vattenfärgen. Statistisk analys av tidsserier i databaser mm, även med fokus på dikning.

19 II. Pilotstudie av möjligheten att minska vattenfärgen genom att förändra sammansättningen i utströmningsområdenas vegetation. Är humushalt och vattenfärg i avrinnande vatten olika om vegetationen i kantzonen vid utströmningsområdena är lövträd, jämfört med gran eller tall? Ett större antal bäckar i löv resp. gran/tallområden undersöks. Jämför avrinnande markvatten i ett barrskogsbestånd, och i ett björkbestånd. Provtagning i grundvattenrör.

20 Bevattningsexperiment -Ingår i Wilhelm Granéli,s FORMAS-projekt - Experimentell simulering av surt regn 1980 och 2007.

Relevanta dokument

4,3 6,4 9,5 11,9 13,3 12,8 9,2 8,9 4,8 5,8 8,3 5,2 7,5 10,0 12,4 15,0 14,9 9,8 9,1 5,2 7,5 8,1 4,6 6,6 9,9 11,8 13,4 13,4 9,3 8,1 4,8 6,3 8,4 7,1 9,2

4,3 6,4 9,5 11,9 13,3 12,8 9,2 8,9 4,8 5,8 8,3 5,2 7,5 10,0 12,4 15,0 14,9 9,8 9,1 5,2 7,5 8,1 4,6 6,6 9,9 11,8 13,4 13,4 9,3 8,1 4,8 6,3 8,4 7,1 9,2 Temperatur ( C) En låg temperatur är i de flesta fall det bästa för livet i ett vattendrag. I ett kallt vatten blir det mer syre. Beskuggning av vattendraget är det viktigaste för att hålla nere temperaturen.