Årsrapport 2001 Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för åtgärder mot markförsurning

Transkript

1 /nqjvlnwljdhiihnwhudy VNRJVPDUNVNDONQLQJSn PDUNRFKPDUNYDWWHQNHPL Årsrapport 2001 Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för åtgärder mot markförsurning Per-Erik Larsson Eva Uggla Olle Westling B 1524 November 2003

2 Organisation/Organization IVL Svenska Miljöinstitutet AB IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd. RAPPORTSAMMANFATTNING Report Summary Projekttitel/Project title Adress/address Aneboda SE Lammhult Telefonnr/Telephone Rapportförfattare/author Per-Erik Larsson, Eva Uggla, Olle Westling Anslagsgivare för projektet/ Project sponsor Skogsstyrelsen IVL s samfinansierade forskningsprogram Rapportens titel och undertitel/title and subtitle of the report Långsiktiga effekter av skogsmarkskalkning på mark- och markvattenkemi. Årsrapport Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för åtgärder mot markförsurning. Sammanfattning/Summary Skogsstyrelsens försöksverksamhet med kalkning och vitalisering av skogsmark innehåller ett omfattande program för effektuppföljning. Denna rapport syftar till att bedöma de långsiktiga effekterna av skogsmarkskalkning och dess betydelse som åtgärdsstrategi för att långsiktigt minska markens surhetsgrad på stora djup i markprofilen. Mark- och markvattenkemiska analyser har utförts på 12 gamla kalkningsförsök som anlagts mellan 1913 och 1977 i södra Sverige. Resultaten visar att vid kalkbehandling ökar basmättnadsgraden signifikant på cm djup i mineraljorden. Basmättnadsgradens ökning beror mer på att mängden utbytbart kalcium ökat på markpartiklarna än att mängden väte- och aluminiumjoner minskat. Mineraljordens ph-värde stiger måttligt på lång sikt. Effekten på cm djup blir tydlig först efter ca 20 år och kvarstår under minst år. Markvattnets reaktion på den förändrade kemin i kalkade ytor var en minskad vätejonhalt, ökad Ca-halt och ANC samt högre kvot mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium. Inga signifikanta skillnader i markens kväveförråd vid kalkning kunde påvisas på cm djup. Det noterades inte heller några signifikanta skillnader i nitrat- och ammoniumhalt i markvattnet mellan kontroll- och behandlade ytor. Några tendenser till ökade kväveförluster på kalkade ytor kunde därmed inte konstateras. Resultaten bekräftar i stora drag möjligheterna att med kalkning långsiktigt minska markens surhetsgrad till stora djup i markprofilen. Effekten i hela markprofilen av kalkning tar dock flera decennier att uppnå och den kan vara reversibel om den påverkas av atmosfärisk deposition samt skogens tillväxt och skörd. Nyckelord samt ev. anknytning till geografiskt område eller näringsgren /Keywords Kalkning, försurning, skogsmark, ph, ANC, kväve, aluminium, kalcium, BC/Al-kvot Bibliografiska uppgifter/bibliographic data IVL Rapport/report B1524 Beställningsadress för rapporten/ordering address e-post: publicationservice@ivl.se Hemsida: Fax: Brev: IVL, Publikationsservice, Box , S Stockholm 2

3 Innehållsförteckning Sammanfattning... 4 Summary Introduktion Bakgrund Syfte Revision av kalkningsförsök Material och metod Försökslokaler och försöksutformning Fältmetodik Analysmetodik och uttryck Databearbetning Resultat och diskussion Markkemi Resultat från år 2000 i mineraljorden cm Jämförelse mellan undersökningarna 1982 och Resultat från markprofiler Markvatten Korrelationsanalys Slutsatser Effekter på markens surhetsgrad Effekter på markvatten Effekter på kväveomsättning Resultatens betydelse för kalkning som åtgärd Referenser Bilagor...43 Analysmetoder Markkemi Markvatten Analysresultat Markkemi Markkemi i markprofil Markvatten

4 Sammanfattning Skogsstyrelsens försöksverksamhet med kalkning och vitalisering av skogsmark har syftet att utarbeta en strategi och metoder för att långsiktigt motverka försurning av mark i områden som påverkats av försurande luftföroreningar. Denna rapport redovisar nya undersökningar av mark- och markvattenkemi i 12 gamla kalkningsförsök som anlagts mellan 1913 och 1977 i södra Sverige. I flera av dessa har depositionen av försurande luftföroreningar varit kraftigt förhöjd under många decennier. Syftet är att bedöma de långsiktiga effekterna av markkalkning. Av speciellt intresse är kalkningens inverkan på marken och markvattnets syraneutraliserande förmåga i djupare markskikt (30-50 cm), samt förekomsten av oorganiskt aluminium och omsättningen av kväve. Kalkgivorna i de utvalda försöken (3 till 10 ton per ha) är i nivå med eller högre än de som prövas i Skogsstyrelsens nuvarande försöksverksamhet. Den tydligaste effekten på marken är att basmättnadsgraden på cm djup var signifikant högre i kalkade ytor år Förändringen är relaterad till försökstid. Efter en successiv ökning under ca 40 år börjar basmättnadsgraden åter att minska. Basmättnadsgradens ökning beror mer på att mängden utbytbart kalcium ökat på markpartiklarna än att mängden väte- och aluminiumjoner minskat. Mineraljordens ph-värde stiger måttligt på lång sikt på cm djup vid kalkning. Effekten på detta djup blir tydlig först efter ca 20 år och kvarstår under minst år. Utlakningsförlusten av kalciumgivan beräknades för två lokaler och den genomsnittliga årliga förlusten under försökstiden varierade mellan kg Ca per ha och år. Även kalkningens varaktighet undersöktes. Efter 45 år återfanns % av kalkgivan i profilerna. Markvattnets reaktion på den förändrade markkemin i kalkade provytor var minskad halt av vätejoner i markvattnet på 50 cm djup i mineraljorden. Markvattnets syraneutraliserande kapacitet (ANC) var sällan låg (negativ) i kalkade provytor i motsats till obehandlade ytor. Ökat ANC minskar risken för försurningseffekter i grund- och ytvatten. Kalkade ytor hade betydligt högre kvot mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium. Ökningen av kvoten beror både på ökade halter av kalcium samt minskade halter av aluminium. Inga signifikanta förändringar av markens kväveförråd vid kalkning har kunnat påvisas på cm djup. Halten nitrat- och ammoniumkväve i markvattnet visar inga signifikanta skillnader mellan behandlade och obehandlade ytor. Några tendenser till ökade kväveförluster på kalkade ytor kan därmed inte konstateras. Resultatens betydelse för skogsmarkskalkning som åtgärdsstrategi är att de i stora drag bekräftar möjligheterna att långsiktigt minska markens surhetsgrad till stora djup i markprofilen. Minskad surhetsgrad i marken bidrar till att öka ph och ANC i markvatten, samt minska utlakningen av oorganiskt aluminium från mineraljorden. Minskningen av markens surhetsgrad sker utan att kväveomsättningen förändras på ett sätt som leder till ökad utlakning på de undersökta lokalerna. Effekten i hela markprofilen av kalkning tar dock flera decennier att uppnå och den kan vara reversibel om den påverkas av atmosfärisk deposition samt skogens tillväxt och skörd. 4

5 Summary The National Board of Forestry co-ordinates extensive research concerning forest liming and nutrient loss compensation in Sweden. The purpose is to draw up longterm strategies and methods to counteract negative effects of acidification. This report contains fresh results from 12 historical liming experiment plots, established between 1913 and 1977 in southern Sweden. IVL Swedish Environmental Research Institute has investigated soil and soil water chemistry in these plots. Southern Sweden has received a heightened acid deposition during many decades. The purpose of this study is to assess the long-term effects of forest liming, in particular the effect on the acid neutralising capacity of soil and soil water, on the occurrence of inorganic aluminium, and on the turnover of nitrogen in deeper soil layers (30-50 cm). The lime doses in the 12 experimental plots (3 10 tonnes per ha) are at levels regularly used in the National Board of Forestry s current research programme. The major effect on the soil chemistry is a significantly higher base saturation at cm depth at limed plots than at untreated plots in the year The effect is time related. After a gradual increase during approximately 40 years after the liming event, base saturation starts to decrease. An increase in exchangeable calcium rather than a decrease in hydrogen and aluminium ions in the soil causes the heightened base saturation. Lime treatment causes the ph in the mineral soil (30-50 cm) to rise moderately in the long-term. At this depth, the effect becomes distinct approximately 20 years after treatment, and last at least years. The calcium leakage was assessed for two of the experimental plots. Average annual losses during the period of the experiment varied between kg Ca per ha and year. After 45 years, 22-26% of the lime dose still remained in the soil profile. The changed soil chemistry at limed plots resulted in a decreased hydrogen ion concentration in the soil water at 50 cm depth in the mineral soil. The acid neutralising capacity (ANC) of the soil water was seldom negative in limed plots, in contrast to untreated plots. Increased soil water ANC reduces the risk for acidification effects in groundwater and surface water. Limed plots have considerably higher quotient between base cations and inorganic aluminium caused by increased concentration of calcium and decreased concentration of aluminium. No significant changes in nitrogen content of the soil after liming were found at cm depth. The concentration of nitrate and ammonium in the soil water was generally low, and show no significant differences between treated and untreated plots. No tendencies towards an increased leakage of nitrogen at limed plots could hence be established. Our results confirm that forest liming can be used as a long-term mean to counteract acidification of the mineral soil. Liming results in a heightened ph and ANC in the soil water and a decreased leakage of inorganic aluminium from the mineral soil. The decrease in soil acidity occurred without increased nitrogen leakage. However, it takes several decades for the maximum effects to reach the mineral soil at greater depths. The changes can be reversible if the soil is affected by atmospheric acid deposition, forest growth and harvest. 5

6 1. Introduktion 1.1 Bakgrund Skogsstyrelsens försöksverksamhet för kalkning och vitalisering av skogsmark innehåller en omfattande effektuppföljning med basprogram och specialförsök. Syftet med effektuppföljningen är att kartlägga effekter på i första hand träd, mark och vatten då kalkning utförts enligt Skogsstyrelsens koncept. Resultaten presenteras i årliga rapporter. Tidigare rapporter har behandlat kalkningseffekter på ytvatten (Larsson & Westling, 1997), effekter i marken baserat på markkemiska och markvattenkemiska mätningar (Akselsson m.fl., 1998), biologiska effekter på bottenfauna, påväxtalger, barrkemi och trädens vitalitet (Larsson m.fl., 1999) och olika sorter och doser av kalks inverkan på markvatten, barrkemi och trädtillväxt (Akselsson m.fl., 2000). Större delen av effektuppföljningen utförs inom IVLs (IVL Svenska Miljöinstitutet AB) samfinansierade forskningsprogram med Skogsstyrelsen som huvudsaklig finansiär. Tidigare studier av kalkning, inklusive de undersökningar som utförs inom Skogsstyrelsens försöksverksamhet, har i regel beskrivit relativt kortsiktiga effekter (<20 år). Det finns kalkningsförsök i skog som är betydligt äldre och vissa studier har utförts i dem under 1980-talet. Denna rapport redovisar nya undersökningar av markoch markvattenkemi i gamla kalkningsförsök i den södra halvan av Sverige, där depositionen av försurande luftföroreningar varit kraftigt förhöjd under många decennier. Syftet är att bedöma de långsiktiga effekterna av markkalkning. Av speciellt intresse är att bedöma inverkan på marken och markvattnets syraneutraliserande förmåga i djupare markskikt (30-50 cm), samt förekomsten av oorganiskt aluminium och omsättningen av kväve. I kraftigt försurade skogsjordar är andelen utbytbart aluminium på markpartiklarna stor och låga ph-värden i mineraljorden kan medföra höga halter av oorganiskt aluminium i marklösningen. Den tydligaste biologiska effekten av försurning av skogsmark är att den ökade utlakningen av oorganiskt aluminium påverkar fisk och andra vattenlevande organismer (Westling m. fl., 2000). Den ökning av ph-värdet som sker efter kalkning kan öka omsättningen av kväve i ytliga markskikt (Högbom m. fl., 2001). Kväve som frigörs i ytliga markskikt utnyttjas dock i regel av vegetationen, även i områden med hög kvävebelastning. Studier av utlakningseffekter i gamla kalkningsförsök där ph har ökat i en stor del av markprofilen, genom mätningar av halter av oorganiskt aluminium i markvatten, har tidigare inte utförts i Sverige. Studien omfattar 12 gamla försök av olika ålder, ståndortsegenskaper och kalkgiva med stor geografisk spridning i södra och mellersta Sverige. Kalkgivorna i de utvalda försöken (3 till 10 ton per ha) är i nivå med, eller högre, än de som prövas i Skogsstyrelsens nuvarande försöksverksamhet. En revision av försöken gjordes 1982 inom programmet Åtgärder mot försurning med ekonomiskt stöd från Statens Naturvårdsverk (Hallbäcken & Popovic, 1985). Denna rapport behandlar en senare revision av dessa försök och fältarbetet utfördes

7 1.2. Syfte Syftet med revisionen år 2000 kan sammanfattas i följande punkter: Utreda markkemiska kalkningseffekter på cm djup i mineraljorden. Utreda markvattenkemiska kalkningseffekter på 50 cm djup i marken. Beräkna markprofilens innehåll och utlakningstakt av kalkgivan. Undersöka eventuella korrelationssamband mellan markkemiska parametrar och markvattenkemiska parametrar Revision av kalkningsförsök 1982 De reviderade kalkningsförsöken 1982 bestod av 16 lokaler: Frodeparken 883, Farabol 131, Mölnafältet 875, Haboskogen E39, Haboskogen 876, Långban, Lisselbo E42, Ljusbergskilen 725, Venjan 626, Siljansfors S-84, Bleckstugan 731a, Lövnäs 731, Stråsan E26A, Norrliden E57, Häggsjöliden 728a samt Själlarimsheden 728. Av dessa lokaler är 11 stycken belägna norr om 58 och 5 stycken söder om 58. Behandlingstiden varierade för 14 av försöken mellan 5-29 år och kalkgivan mellan 3-10 ton CaCO 3 /ha. Två äldre försök utlagda 1913 reviderades också 1982; Långban med kalkgivorna 5, 10 och 20 ton CaCO 3 /ha samt Venjan 626 med kalkgiva på 3, 5 och 8 ton CaCO 3 /ha. Följande slutsatser sammanfattar resultaten från revisionen 1982 (Hallbäcken & Popovic, 1985): Efter kalkning höjs ph snabbt till en neutral nivå i humusskiktet. Relativt högt ph återfinns fortfarande i försöksytorna år efter behandling, speciellt i humusskiktet. Effekten på ph i mineraljorden är mindre och längre tid verkar behövas för att påverka även dessa skikt. Den utbytbara aciditeten minskar kraftigt efter kalkning, tendensen är även här tydligast i humusskiktet och minskar med ökat djup i markprofilen. Utbytbart aluminium minskar särskilt i de övre markskikten vid kalkbehandling. Basmättnadsgraden är ofta fullmättad efter kalkning i humusskiktet (%V=100) och den höga basmättnadsgraden behålls under lång tid. Kalkeffekten minskar med ökat djup i markprofilen. Förändringar i basmättnadsgraden kan urskiljas på djup där ingen förändring i ph har skett. Endast små förhöjda halter av Na, K och Mg registrerades efter kalkning. Kalcium visade den största ökningen av de utbytbara baskatjonerna. Katjonbyteskapaciteten (CEC) visade viss förändring efter kalkning. Resultaten pekade på en ökning i både humusskikt och mineraljord. Kalkningseffekten på kväveförrådet i humusskiktet varierade mellan en svag tendens till förluster i några försök i södra Sverige till en signifikant ökning för 7

8 fyra norrländska försök. Kvävegödsling i kombination med kalkning ökade kraftigt kvävemängden i humusskiktet och mineraljorden 0-20 cm. Utlakningsförlusten av Ca-givan per år låg i genomsnitt på 1-8 kiloekvivalenter Ca per ha år ( kg Ca per ha år) under försökstiden. Förlusterna är störst för de försök som har kort försökstid. 8

9 2. Material och metod 2.1. Försökslokaler och försöksutformning För utvärdering av kalkningens mark- och markvattenkemiska effekter i södra och mellersta Sverige återbesöktes 12 gamla försök av de 16 som reviderades Försöken har stor geografisk spridning och etablerades vid olika tidpunkter med varierande syften. På grund att detta skiljer sig försökens utformning, kalkgivor, behandlingstid, beståndstyp och ålder. De reviderade försökens läge redovisas i figur 1. Lägesöversikter och detaljkartor över försöken finns i Popovic & Andersson, (1984). 58 o Figur 1. Reviderade försökslokaler Försöksytor med kalkbehandling samt kontrollytor (obehandlade ytor) har valts ut på de olika lokalerna. Stråsan, Siljansfors och Haboskogen E39 saknar försöksytor med enbart kalkbehandling och där valdes ytor med gödsling kombinerad med kalkning (NPKCa-behandling för Stråsan och Siljansfors, PKCa i Haboskogen E39). Som kalkmedel användes kalkstensmjöl (CaCO 3 ), som spreds för hand i försöksytorna utan någon annan behandling såsom harvning eller annan markberedning. Kalkkvaliten finns inte närmare dokumenterad. I Haboskogen E39 frästes behandlingen ner 12 cm i marken. I tabell 1 ges ståndortsbeskrivningar av försökslokalerna. Mer detaljerad ståndortsinformation över försöken ges i Hallbäcken & Popovic (1985). 9

10 Lokal Tabell 1. Ca-giva (ton/ha) Lokalinformation för de 12 lokaler reviderade Ståndortsdata är hämtad från Hallbäcken & Popovic, Nederbördsdata är ett långtidsmedelvärde ( ) från närliggande SMHI mätstationer (Eggertsson Karlström (red)., 2001). Start år Ålder vid start Jordmån Jordart Berggrund Lutning (%) Höjd över havet (m) Trädslag Nederbörd (mm/år) Venjan 1, Tall 99 Stenig morän Porfyrit ,0 3,2 Mölnafältet 2, Tall 32 Järnpodsol Mellansand Förskiffrad granit Haboskogen 4, Tall 70 Järnhumuspodsogrovsand Mellansand Frodeparken 4, Gran 49 Podsolerad Blockfattig Pregotisk brunjord morän gnejs Ljusbergskilen 4, Gran 82 Sandig, moig, Granit grusig morän Siljansfors 4, Tall 53 Humuspodsol Morän Porfyr m tuff Bleckstugan 4, Tall 96 Järnpodsol Morän Dalaporfyr Lövnäs 4, Tall 124 Järnpodsol Morän Jotnisk sandsten Haboskogen 2, Tall 120 Järnhumuspodsol Mellangrov E39 sand Stråsan 4, Gran 9 Moig-sandig Slir-gnejsig morän migmatit Farabol 1, Gran 50 Podsolerad Sandig-moig Granit brunjord morän Åseda 2, Gran På grund av den långa försökstiden har bestånden på lokalerna förändrats. Haboskogen 876 avverkades i slutet på 1990-talet och beståndet består idag av ett fåtal solitära träd och mindre tallplantor. Haboskogen E39 avverkades 2000 och i Farabol finns det planterad gran ca 5-10 år gammal. Frodeparken 883 har gamla stormskador och träden har därmed olika ålder på försöksytorna. I Venjan är kontrollytan och försöksytan med 2 ton Ca-giva avverkad och har plantor som är ca år gamla år På övriga försöksytor i Venjan består bestånden av gammal tallskog. I Siljansfors, Blecksstugan, Lövnäs, Stråsan, Ljusbergskilen och Mölnafältet består bestånden av äldre skog Fältmetodik Fältprovtagningen har omfattat provtagning av humus och mineraljord samt markvatten från totalt 36 provytor. Från varje provyta togs humus- och mineraljordsprov med jordborr vars diameter var 25 mm. Humusprov insamlades med 40 provstick och mineraljord med 20 provstick. Provpunkterna fördelades jämt utmed provytans fyra sidor. Från mineraljorden togs prover av skikten 0-5, 5-10, 10-20, och cm. Samtliga prov från provytans respektive skikt slogs samman till ett samlingsprov. Av dessa markprov har samtliga markskikt analyserats från två lokaler (4 ytor). 10

11 Därutöver har 5 stick tagits i anslutning till de två undertryckslysimetrar som monterats för provtagning av markvatten. Dessa placerades i första hand utmed ytans södra kant, eller inom ytan på 50 cm djup för provtagning av markvatten. Mineraljordsprovet vid lysimetern togs från skiktet cm. De insamlade markproverna består efter sammanslagningar av 34 humusprov och 180 mineraljordsprov från fem skikt mellan 0-40 cm. Från skiktet cm insamlades totalt 36 prov. Av hela provmängden är 58 analyserade och 192 har torkats och sparats för eventuell senare analys. Samtliga markvattenprov, 42 st, har analyserats Analysmetodik och uttryck Jordproven analyserades med avseende på ph (H 2 O), ph (KCl), utbytbart aluminium (Al) och väte (H), utbytbara baskatjoner (obuffrad extraktion med ammoniumacetat) kalcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K) och natrium (Na) samt totala halten av kol (C), kväve (N). Markkemiska analyser på jordprover är utförda vid Institutionen för skoglig marklära, SLU, Uppsala. Markvatten har analyserats vid IVLs laboratorier, genomgående enligt Svensk Standard där sådan finnes. Analysmetoder redovisas i bilaga. För beräkning av olika markskikts innehåll av respektive parametrar (kg/ha) har volymvikten antagits vara densamma 1982 och Volymviktsbestämningar från 1982 har använts vid beräkningar från 2000 års analyser. Följande uttryck används i denna rapport. Total aciditet (TA mekv/100gts): Al 3+ + H + Total utbytbara baskatjoner (TEB mekv/100gts): Ca 2+ + Mg 2+ + Na + + K + Katjonbyteskapacitet (CEC mekv/100gts): TA + TEB Basmättnadsgrad (V%): (TEB / CEC)*100 Oorganiskt Al (ooal mg/l): Tot Al - org Al BC/Al-kvot (molberäknad): (Ca + Mg + K) / (ooal) ANC (mekv/l): (Ca 2+ + Mg 2+ + Na + + K + ) (SO Cl - + NO 3 - ) 11

12 2.4. Databearbetning Mark- och markvattenkemisk data bearbetades på följande sätt för att beskriva behandlingseffekter efter kalkning: En generell uppfattning om tidsutvecklingen för markkemiska parametrar fås genom att jämföra medelvärdet 1982 och 2000 för behandlade och obehandlade ytor (figur 5). Medelvärdet baseras på samma lokaler för alla parameter, vilket innebär att korresponderande värden måste finnas i behandlade och obehandlade ytor både 1982 och Med ett dependent T-test prövades om skillnaden mellan kontrollytor och behandlade ytor 1982 respektive 2000 var signifikant skild från noll, vilket innebär att förändringen var signifikant (tabell 2). Dependent t-test valdes eftersom det lättare hittar skillnader mellan två provserier än independent t-test då hänsyn tas till att siffrorna hänger ihop parvis. Samma test användes även för att undersöka om skillnaden var signifikant mellan de två revisionstillfällena för kontrollytor respektive behandlade ytor (tabell 3). Data grupperades även i en sydlig och en nordlig grupp (söder respektive norr om 58 ) för att se om det förekom skillnader mellan revisionstillfällena 1982 och 2000, samt mellan kontrollytor och behandlade ytor (tabell 3 a-h i bilaga). Redovisade medelvärden baseras endast på befintliga talpar. Även markvattenkemisk data testades med ett dependent T-test för att kontrollera om det förekom signifikanta skillnader mellan obehandlade och behandlade ytor år 2000 (tabell 7). För att kunna jämföra mängden kalciumgiva som finns kvar i markprofilen år 2000 med pålagd kalciumgiva, och för att beräkna utlakningstakten, räknades grunddata om till kg Ca/ha och år. För att omvandla grunddata (mekv/100g ts) till kg/ha användes 1982 års torrvikter för respektive markskikt. Halten kol i de olika markskikten användes som indikator på att torrvikten 2000 inte hade förändrats sedan 1982, det vill säga en oförändrad eller liten skillnad i kolhalt indikerar oförändrad torrvikt. För humusskiktet i Haboskogen 876 gjordes en ny analys av skiktets torrvikt år 2000, eftersom nya förhållanden råder på grund av avverkning för några år sedan, vilken därefter användes vid omräkning till kg/ha. Uppmätta kalciumvärden i de behandlade ytorna subtraherades med motsvarande värden i kontrollytorna för att få fram andelen tillfört kalcium i de olika markskikten. Utlakningstakten mellan 1982 och 2000 beräknades på följande vis: För markskikten humus, 0-5, 5-10, 10-20, och cm beräknades ett inflöde av kalcium (Ca in ). Därefter beräknades skillnaden i kalciuminnehåll mellan 1982 och 2000 (figur 2). Följande formel användes för att beräkna utlakningen för varje markskikt: Ca out = Ca in + Ca 1982 Ca 2000 (Ca out = Ca in för nästa markskikt) 12

13 Innehåll av utbytbart kalcium (giva) kg/ha Humus Utlakning Ca out: =719 kg/ha Ca in: 719 kg/ha 0-5 cm cm Ca out: =696 kg/ha Ca in: 696 kg/ha Ca out: =630 kg/ha Ca in: 630 kg/ha Figur 2. Exempel på beräkning av utlakningstakt mellan markskikt under perioden Utlakningstakten i kg Ca /ha år för varje markskikt beräknades därefter genom följande formel: Utlakningtakt per år = Ca out /( ) För att undersöka eventuella samband mellan markkemiska parametrar och markvattenkemiska parametrar utfördes korrelationsanalyser. I ett första steg bestod datamängden som testades både av värden från behandlade och obehandlade ytor (tabell 8). Även andra grupperingar prövades såsom enbart behandlade ytor, enbart kontrollytor samt grupperingar uppdelat i lokaler norr och söder om 58. Även ett hypotestest (Student s t-distribution) utfördes vilket ger ett p-värde som visar sannolikheten att korrelationskoefficientens avvikelse från 0 beror på ren slump. 13

14 3. Resultat och diskussion 3.1 Markkemi Resultat från år 2000 i mineraljorden cm Figur 3a-f redovisar markkemiska parametrar på cm djup från år 2000 i stapeldiagram för behandlade och obehandlade ytor. Nummer efter namn anger de jämförda försöksytornas nummer. Dessa analysresultat redovisas även i tabell 2 i bilaga. I tabell 4 i bilagan redovisas markkemiska analyser på cm djup från 1982 (Hallbäcken & Popovic, 1985) Söder 58 o Ca Norr 58 o Ref Behandlad Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 mekv/100 g ts Figur 3a. Utbytbart kalcium på cm djup år Markens halt av utbytbart kalcium var högst i de behandlade ytorna (figur 3a). Den tillförda kalken har successivt trängt ner genom marklagren och anrikats. En jämförelse av lokaler norr och söder om 58 med en kalciumgiva på 4,0-4,6 ton/ha och en försökstid på år visar tydligt högre Ca halter i norra gruppen. Skillnaden kan till viss del förklaras med högre nederbörd (tabell 1), högre deposition av försurande ämnen (Hallgren Larsson m.fl., 1997) samt surare marker för södra gruppen som för med sig en högre utlakningstakt. 14

15 Al Söder 58 Ref Norr 58 Behandlad Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A mekv/100 g ts Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 Figur 3b. Utbytbart aluminium på cm djup år Mängden utbytbart aluminium i marken påvisar ingen entydig behandlingseffekt sett över hela materialet (figur 3b). Mängden utbytbart aluminium är till stor del beroende på markens ph och ökar med sjunkande ph i sura marker med ph<5,0 (Brady & Weil, 1999). Lokaler med lågt ph (Farabol och Siljansfors) uppvisade de största mängderna utbytbart aluminium. TEB Söder 58 o o Norr 58 Ref Behandlad Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 mekv/100 g ts Figur 3c. Utbytbara baskatjoner (TEB) på cm djup år Mängden utbytbara baskatjoner (TEB) var högre i de behandlade ytorna jämfört med kontrollytorna (figur 3c). De högsta halterna förekom i norra delen av landet. Ökningen av utbytbara baskatjoner beror framför allt på att mängden utbytbart kalcium ökat på markpartiklarna efter kalkning. För övriga ingående jonslag i TEB (Mg, K och Na) har kalkningen endast åstadkommit en mindre ökning av mängden utbytbart magnesium. 15

16 mekv/100 g ts CEC Ref Söder 58 Norr 58 Behandlad 0.0 Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 Figur 3d. Katjonbyteskapacitet (CEC) på cm djup år Markens katjonbyteskapacitet (CEC) varierade mycket mellan de olika försöksytorna (figur 3d). Markens kolinnehåll, den organiska substansens humusform och humifieringsgrad och mineraljordens lerhalt är betydelsefulla faktorer som bestämmer markens katjonbyteskapacitet. CEC är även ph beroende vilket orsakas av att markpartiklarna har laddningspositioner som påverkas av ph. Detta innebär att CEC ökar med ökat ph. CEC bestämningen är dock utförd vid ph 7 både 1982 och Resultatet påvisar ingen entydig behandlingseffekt men CEC har ökat i alla behandlade ytor år Basmättnad Ref Söder 58 Norr 58 Behandlad Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 % Figur 3e. Basmättnadsgrad på cm djup år Markens basmättnadsgrad beskriver andelen utbytbara baskatjoner i relation till samtliga utbytbara joner som är bundna till markpartiklarna. År 2000 var basmättnadsgraden (figur 3e) högst i de behandlade ytorna. Basmättnadsgraden var högre norr om 58 i både obehandlade och behandlade ytor. Basmättnadsgradens ökning beror mer på att mängden utbytbart kalcium ökat på markpartiklarna efter kalkbehandling än att mängden väte- och aluminiumjoner minskat. 16

17 ph, H 2 O dest Ref Söder 58 Norr 58 Behandlad Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 883 Mölnafältet 4-5 Mölnafältet 1-6 Haboskogen 876 Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 Venjan 626 R-5 Venjan 626 R-8 Bleckstugan 731a Lövsnäs 731 Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen 725 ph-värde Figur 3f. ph på cm djup Markens försurningsgrad uttrycks vanligen i ph och resultatet år 2000 visade något högre ph-värden i behandlade ytor jämfört med kontrollytor (figur 3f). Kalkningen har medfört en förskjutning av ph på cm djup till måttligt surt ph område. Kalkade lokaler hade högre basmättnadsgrad och större andel kalcium jämfört med kontrollokalerna år Fördelning av utbytbara baskatjoner visas i figur 4 där pajdiagrammens area är relaterad till markens basmättnadsgrad på cm djup. Figur 4. Basmättnadsgrad och fördelning av utbytbara baskatjoner (Ca, Mg, Na, K) i kontrollytor och behandlade ytor år 2000 på cm djup. Pajdiagrammens storlek (area) är relaterad till basmättnadsgrad. 17

18 Jämförelse mellan undersökningarna 1982 och 2000 Tabell 2 och 3 åskådliggör förändringar av markens kemi mellan 1982 och Medelvärdet är baserat på korresponderande talpar inom respektive gruppering och signifikanstestet är ett dependent T-test där talparen jämförts. Provtagningsdjupet skiljer sig åt mellan de två provtagningstillfällena, 1982 är provtaget på cm djup och 2000 års prover på cm djup. Det större provtagningsintervallet 2000 kan påverka halterna. I tabell 2 jämförs kontrollytor och behandlade ytor 1982 respektive 2000 och i tabell 3 skillnader vid provtagningarna 1982 och 2000 i kontrollytor respektive behandlade ytor. Tabell 2. Medelvärde, signifikans och t-test p-värde för markkemiska parametrar i kontrollytor och behandlade ytor 1982 (30-40 cm) och 2000 (30-50 cm). Parameter Medelvärde Sign t-test Medelvärde Sign t-test Kontr Behandlat Kontr Behandlat Ca mekv/100gts 0,04 0,15 ** 0,002 0,04 0,38 *** 0,000 Mg mekv/100gts 0,01 0,01 0,565 0,02 0,03 *** 0,000 Na mekv/100gts 0,01 0,01 0,050 0,03 0,02 0,245 K mekv/100gts 0,02 0,02 0,094 0,03 0,03 0,850 Mn mekv/100gts 0,003 0,003 0,593 TA mekv/100gts 1,24 1,38 0,412 3,28 3,45 0,549 TEB mekv/100gts 0,09 0,19 ** 0,003 0,12 0,46 *** 0,000 CEC mekv/100gts 1,34 1,65 0,173 3,39 3,90 0,074 Basmättnad % 7,9 14,7 ** 0,008 3,5 13,9 *** 0,000 Al mekv/100gts 0,79 0,81 0,864 Kväve % av ts 0,06 0,06 0,959 ph CaCl 2 0,01 M 4,7 4,8 0,576 4,4 4,5 0,401 ph H 2O dest. 5,0 5,0 0,789 5,0 5,2 ** 0,004 Tabell 3. Medelvärde, signifikans och t-test p-värde för markkemiska parametrar 1982 och 2000 i kontrollytor och behandlade ytor ( cm och cm). Parameter Kontrollytor Behandlade ytor Medelvärde Sign t-test Medelvärde Sign t-test Ca mekv/100gts 0,04 0,04 0,641 0,15 0,29 0,064 Mg mekv/100gts 0,01 0,02 ** 0,009 0,01 0,02 *** 0,000 Na mekv/100gts 0,01 0,03 0,060 0,01 0,01 ** 0,008 K mekv/100gts 0,02 0,02 0,113 0,02 0,02 0,923 TA mekv/100gts 1,26 3,00 ** 0,001 1,38 2,97 *** 0,000 TEB mekv/100gts 0,09 0,11 0,108 0,19 0,35 * 0,040 CEC mekv/100gts 1,36 3,11 ** 0,001 1,57 3,32 *** 0,000 Basmättnad % 7,8 3,6 *** 0,000 14,7 12,8 0,612 ph (CaCl 2 0,01 M) 4,7 4,7 0,753 4,8 4,6 0,485 ph (H 2O dest.) 4,9 5,1 0,092 5,0 5,3 0,173 18

19 Markkemiska parametrar vars medelvärden skiljer sig signifikant mellan kontroll- och behandlade ytor, eller mellan 1982 och år 2000, redovisas i figur 5. Medelvärdet baseras på samma lokaler både för kontrollytor och behandlade ytor. Mg Ca Na 0,03 0,3 0,03 mekv/100gts 0,02 0,01 0,2 0,1 0,02 0,01 Ref-82 Beh-82 Ref-00 Beh-00 0,00 0,0 0,00 Total aciditet CEC TEB 3 4 0,4 mekv/100gts ,3 0,2 0,1 Ref-82 Beh-82 Ref-00 Beh ,0 Basmättnad ph, H 2 0 dest % ,4 5,2 5,0 4,8 Ref-82 Beh-82 Ref-00 Beh-00 Figur 5. Markkemiska parametrar ( cm och cm) med signifikanta skillnader mellan kontroll- och behandlade ytor eller mellan 1982 och Utbytbart kalcium (Ca) har signifikanta skillnader mellan behandlade och obehandlade ytor 1982 och 2000, men med en högre signifikans 2000 (tabell 2). Markens innehåll av utbytbart kalcium på cm djup ökade från 1982 till 2000 i kalkade ytor även om förändringen inte kunde säkerställas statistiskt (tabell 3). Detta beror på att några av lokalerna (Frodeparken 883 och Venjan) hade mindre kalciuminnehåll 2000 än I Venjan har två av de tre försöksytorna lägre kalciuminnehåll 2000 än 1982, vilket tyder på en minskad kalkningseffekt. I de obehandlade ytorna har ingen förändring skett, och markens kalciuminnehåll är oförändrat mellan 1982 och I figur 6 visas kalkningseffekten relaterad till försökstid. Ca 20 år efter behandling är effekten av kalkningen tydlig på cm djup i mineraljorden. Effekten kvarstår åtminstone år. Venjan 626 har mycket lång försökstid och 86 år efter behandlingen minskar effekten av kalkningen. 19

20 Kalcium mekv/100g ts 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Ref Beh 0, År efter behandling Figur 6. Utbytbart kalcium i mineraljorden (30-50 cm) samt antal år efter behandling. Utbytbara baskatjoner (TEB) skiljer sig signifikant åt både mellan behandlade och obehandlade ytor 1982 och 2000 och har liksom kalcium en ökad signifikansgrad år 2000 (tabell 2). Mellan 1982 och 2000 har ingen större förändring skett i obehandlade ytor medan TEB signifikant ökat i behandlade ytor (tabell 3). Kalkningseffekten är tydlig. Av de utbytbara baskatjonerna är det kalcium som har ökat mest. För övriga utbytbara baskatjoner (Mg, K och Na) har kalkningen inte medfört några större förändringar med undantag för Mg som signifikant har ökat Förändringen är liten men 17 av 19 provytor har högre Mg-halt i kalkade ytor jämfört med korresponderande kontrollytor kunde inte någon förändring av Mg-halten säkerställas. Basmättnadsgraden (V%) skiljer sig signifikant åt mellan behandlade och obehandlade ytor 1982 och 2000 (tabell 2). Behandlade ytor har högre basmättnad och förändringen kan knytas till kalkningen med hjälp av de obehandlade ytorna, figur 7. Basmättnadsgrad Ref Beh % År efter behandling Figur 7. Basmättnad i mineraljorden (30-50 cm) samt år efter behandling. 20

21 Mellan 1982 och 2000 har basmättnadsgraden minskat i kontrollytorna (tabell 3). I de behandlade ytorna har hälften av ytorna ökad basmättnadsgrad mellan 1982 och 2000, medan andra hälften har en minskad basmättnadsgrad. Förändringen är tydligt relaterat till försökstiden. Lokaler med en försökstid på mer än 44 år har lägre basmättnadsgrad Det enda undantaget är en yta i Stråsan (yta:19) med en försökstid på 33 år. Resultaten indikerar därmed att efter drygt 40 år börjar effekten av kalkningen att avta (figur 7). Relationen mellan baskatjonerna magnesium, kalcium, natrium och kalium och basmättnadsgraden åskådliggörs i figur 4. I figuren kan man tydligt se hur basmättnadsgraden ökar vid kalkbehandling och att kalcium är den baskatjon som ökat mest. Katjonbyteskapaciteten (CEC) visade ingen tydlig förändring efter kalkbehandling, (tabell 2). En viss ökning av CEC noterades efter kalkning både 1982 och 2000 men förändringen kunde inte fastställas statistiskt. Fyra av fjorton provytor (Farabol (block 1), Haboskogen 876, Lövnäs och Stråsan (yta:13)) hade högst CEC i kontrollytorna Övriga ytor hade högst CEC i kalkade ytor Mellan 1982 och 2000 hade CEC ökat både i behandlade och obehandlade ytor. Ökningen var tvåstjärnigt signifikant för obehandlade ytor och trestjärnigt signifikant för behandlade ytor (tabell 3). En uppdelning av lokalerna i en norrgrupp och en sydgrupp, så som beskrivits tidigare, visade att ökningen av CEC var mer markant i norrgruppen både för behandlade och obehandlade ytor (tabell 3 e-h i bilaga). ph (H2O dest) skiljer sig signifikant åt 2000 mellan behandlade och obehandlade ytor (tabell 2). På cm djup var medelvärdet för ph 5,0 i kontrollytorna och 5,2 i de behandlade ytorna. Denna skillnad var tvåstjärnigt signifikant och påvisar en tydlig kalkningseffekt var kalkeffekten mindre tydlig på cm djup i mineraljorden. En uppdelning på lokalerna i två olika grupper (norr och söder om 58 ) indikerar inga tydliga geografiska skillnader i ph för behandlade ytor. Obehandlade ytor hade dock lägre ph i södra jämfört med norra gruppen. Förändringar i ph mellan 1982 och 2000 för kontrollytor respektive behandlande ytor åskådliggörs i tabell 3. Inga tydliga trender förekom. ph har ökat och minskat både i kalkade och obehandlade ytor (tabell 2 och 4 i bilaga). En indelning av resultaten i en syd- och en norrgrupp, visar att de största skillnaderna mellan 1982 och 2000 förekom i den södra gruppen för både behandlade och obehandlade ytor (tabell 3e-h, bilaga). Höjningen i behandlade ytor kan kopplas till kalkningseffekten. Skillnaden mellan syd- och norrgrupp är troligen ett resultat av högre deposition av mineralsyror i södra delen av landet (Hallgren Larsson m.fl., 1997). ph i mineraljorden på cm djup stiger måttligt på lång sikt vid kalkning. Effekten på denna djup blir tydlig först efter drygt 20 år men finns därefter kvar under minst år, figur 8. Den äldsta försöksytan, Venjan 626, har fortfarande 69 år efter behandling högre ph i behandlade ytor men efter ytterligare 18 år börjar effekten att minska. Även andra försök (Akselsson m.fl., 1998 och 2000) indikerar att kalkning leder till ett successivt högre ph med ökande försökstid i olika marklager. 21

22 ph ph, Beh - Ref 6,0 5,5 Ref Beh 1,0 0,5 5,0 4,5 0, ,5 4, ,0 År efter behandling År efter behandling Figur 8. Mineraljordens ph-värde (30-50 cm) samt år efter behandling. Högra bilden visar kalkningseffekten, dvs ph (beh) minus ph (obeh). Någon tydlig kalkningseffekt kunde inte påvisas för totalaciditeten. Inga signifikanta skillnader förekom mellan behandlade och obehandlade ytor Mellan 1982 och 2000 hade aciditeten ökat i både obehandlade och behandlade ytor, tabell 3. Mindre skillnader förekom mellan lokaler norr och söder om 58, men bilden var inte enhetlig. Utbytbart aluminium låg i genomsnitt på 0,79 mekv/100gts för kontrollytorna respektive 0,81 mekv/100gts för behandlade ytor Skillnaden var inte signifikant (tabell 2) analyserades inte utbytbart aluminium på cm djup. Kvävehalten i marken hade inte signifikant förändrats vid kalkbehandling, vilket understryks av det höga p-värdet i tabell 2. Det gäller även förhållandet mellan kol och kväve (C/N-kvoten). Två av lokalerna (Stråsan och Siljansfors) behandlades med kalk kombinerat med gödsling (NPK). Dessa lokaler uppvisade inga förhöjda halter av kväve i förhållande till kontrollytorna med undantag för en av upprepningarna i Siljansfors där andelen kväve var nästan dubbelt så stor i den behandlade ytan jämfört med kontrollytan kunde Hallbäcken & Popovic (1985) påvisa en effekt i humusen av kvävegödslingen Resultat från markprofiler Kalken transporteras successivt ner till mineraljorden från depån i humuslagret. Kemin i olika markskikt påverkas av givans storlek, försökstid, mängd nederbörd, deposition samt markens sammansättning och kemiska status före behandling. Markkemiska parametrar i olika markskikt har analyserats i kontroll- och behandlade ytor från två områden, Frodeparken 883 och Haboskogen 876, som kalkades Den markkemiska provtagningen skedde 27 år (1982) och 45 år (2000) efter behandlingen. Figurerna 9 a-l visar stapeldiagram för ph H2O dest, utbytbart aluminium, katjonbyteskapacitet, utbytbara baskatjoner, basmättnadsgrad och utbytbart kalcium i dessa mineraljordsprofiler. Analysresultaten från 2000 redovisas i tabell 5 i bilaga. Analysresultat från 1982 för samma lokaler (från Hallbäcken & Popovic, 1985) redovisas i tabell 6 i bilaga. 22

23 7 6 Ref -82 Beh -82 Ref -00 ph, H2O dest 7 6 ph, H2O dest Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh Beh cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9a. 9b. kekv/ha Al Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh -00 kekv/ha Al Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9c. 9d CEC Ref -82 Beh -82 Ref CEC Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh -00 kekv/ha 20 Beh -00 kekv/ha cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9e. 9f. Figur 9a-9f. Markkemiska parametrar från mineraljordsprofiler på två lokaler, Haboskogen 876 och Frodeparken 883, för både obehandlade och behandlade ytor 1982 och

24 kekv/ha TEB Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh -00 kekv/ha TEB Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9g. 9h. Basmättnad Basmättnad % Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh -00 % Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9i. 9j. kekv/ha Ca Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh -00 kekv/ha Ca Ref -82 Beh -82 Ref -00 Beh cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 0-5cm 5-10cm 10-20cm 20-30cm 30-40cm 9k. 9l. Figur 9g-9l. Markkemiska parametrar från mineraljordsprofiler på två lokaler, Haboskogen 876 och Frodeparken 883, för både obehandlade och behandlade ytor 1982 och I figur 9a-b redovisas ph för behandlade och obehandlade ytor 1982 och 2000 i mineraljorden. Effekten av kalkningen på markens ph i Haboskogen var tydlig ner till 20 cm djup i mineraljorden År 2000 hade kalkningen påverkat hela mineral- 24

25 jordsprofilen ner till 40 cm djup vilket resulterat i ett högre ph i behandlade ytor än i kontrollytor. I de övre marklagren (0-5 cm) hade effekten av kalkbehandlingen minskat mellan 1982 och 2000 och ph sjunkit från 5,4 till 4,7. Längre ner i mineraljorden gav kalkningen fortfarande en ökad effekt efter 1982 och ph var högre 2000 än Frodeparken saknade humuslager år 2000 i den kalkbehandlade ytan. Kalkningen hade 1982 gett effekt i hela mineraljordprofilen, vilket resulterat i ett högre ph jämfört med den obehandlade ytan. Effekten fanns kvar 2000 i hela mineraljordsprofilen. I den behandlade ytan var ph högre 1982 än 2000 ner till 20 cm djup i mineraljorden och effekten av kalkningen har därmed avtagit mellan 1982 och 2000 på detta djup. Längre ner i mineraljorden hade effekten av behandlingen ökat 2000 och ph-värdet var högre 2000 än 1982 (figur 9b). Enligt Johansson m.fl., (1999) sker ph-ökningen långsamt nedåt i markprofilen, 1-2 cm per år. Detta överensstämmer väl med resultaten från denna studie som visar att efter ca 20 år är effekten av den tillförda kalkgivan synlig i mineraljorden på cm. Mängden utbytbart aluminium i mineraljorden redovisas i figur 9c-d. Kalkningseffekten var tydlig både 1982 och 2000 i de två lokalerna. Behandlingen har resulterat i minskade halter utbytbart aluminium ner till åtminstone 30 cm djup analyserades utbytbart aluminium endast ner till cm djup och det går därför inte att se hur mängden utbytbart aluminium förändras över tiden längre ner i mineraljordsprofilen. Högre upp i mineraljorden påvisar resultaten ingen entydig behandlingseffekt över tiden för de två lokalerna, men en tendens till ökande värden finns i behandlade ytor vilket tyder på att effekten av behandlingen avtagit mellan 1982 och 2000 på 0-20 cm djup. Mineraljordens katjonbyteskapacitet (figur 9e-f) visade ingen entydig behandlingseffekt i mineraljorden ner till 40 cm djup i de två lokalerna. Mängden utbytbara baskatjoner och basmättnadsgrad i mineraljorden på de två lokalerna hade däremot tydligt ökat efter behandling (figur 9g-j). Från 1982 till 2000 börjar effekten av behandlingen avta i de övre mineraljordsskikten (0-20 cm). Basmättnadsgraden och mängden utbytbara baskatjoner börjar sjunka igen med undantag för mängden utbytbara baskatjoner i Haboskogen (mängden utbytbart kalcium fortsätter här att öka). På cm djup syntes behandlingseffekten tydligt 1982 på båda lokalerna och basmättnaden och mängden utbytbara baskatjoner ökar fram till 2000 på detta djup. Mängden utbytbart kalcium i markprofilerna i Haboskogen och Frodeparken redovisas i figur 9k-l. Behandlingseffekten är tydlig både 1982 och 2000 med större mängder i de kalkade ytorna än i kontrollytorna. I Haboskogen ökar effekten av behandlingen mellan 1982 till 2000 i hela markprofilen ner till 40 cm djup medan behandlingseffekten i Frodeparken endast ökar i de djupare marklagren på cm djup under dessa år. Kvoten mellan kol och kväve (C/N-kvoten) på olika djup i markprofilen var olika i de båda försöken Haboskogen och Frodeparken vid undersökningen Det finns dock inget som tyder på att kalkningen har påverkat C/N-kvoterna (figur 10). Haboskogen hade en normal gradient för skogsmark med en pågående podsoleringsprocess, där kvoten minskar mot djupet. Frodeparken uppvisade kvoter som var i sort sett lika i hela markprofilen. Det indikerar speciella förhållanden med kraftig omrörning i markprofilen i både kalkad och obehandlad provyta, sannolikt orsakad 25

26 av hög biologisk aktivitet av bland annat daggmaskar. Jordmånen i Frodeparken är klassad som podsolerad brunjord (se tabell 1), till skillnad från Haboskogens järnhumuspodsol, vilket påverkar närvaron av markdjur som daggmaskar (Kreutzer, 1995). Organiskt material (uppmätt som organiskt kol, se tabell 5 och 6 i bilaga) finns närvarande i mycket högre halter i djupare mineraljordsskikt i både kontroll- och kalkade ytor i jämfört med Haboskogen. Båda försöken uppvisar inga skillnader i halter av kväve i olika markskikt mellan behandlingarna (tabell 5 och 6 i bilaga), vilket indikerar att den totala mängden per ytenhet är densamma, oberoende av kalkningen. Den kalkade ytan i Frodeparken hade inget humusskikt, vilket har tolkats som att behandlingen resulterat i en fullständig nedbrytning av det organiska skiktet (Högbom. m. fl., 2001). Det medför sannolikt att mängden kväve är lägre i den behandlade ytan, jämfört med kontrollytan som har ett tunt humusskikt. Till saken hör dock att den kalkade ytan ingår i den del av beståndet som har drabbats av omfattande stormskador och som efter det har en betydligt lägre krontäckning och virkesförråd än kontrollytan. Tiden efter stormskadorna kan sannolikt liknas vid en hyggesfas med påverkan på humusskiktets nedbrytning och markvegetationens utbredning, samt på sikt även förnafallets storlek från träd. Humus cm 20 Markskikt 5-10 cm cm cm 5 Haboskogen Beh Haboskogen Ref Frodeparken Beh Frodeparken Ref cm C/N-kvot Figur 10. C/N-kvot i markprofiler på två lokaler, Haboskogen och för både obehandlade och behandlade ytor år Utlakningstakt av kalciumgiva Markens fastläggning av kalkgivan och givans utlakningstakt i markprofilerna (Haboskogen 876 och Frodeparken 883) redovisas i tabellerna 4-6. Utbytbart kalcium från givan som finns kvar i profilen 27 år efter försöksstart är störst i Frodeparken (år 1982, 1483 kg respektive 2599 kg). 45 år efter försöksstart finns störst mängd i Haboskogen (år 2000, 1032 kg respektive 863 kg). Förhållandet återspeglas i utlakningshastigheten för olika markskikt, vilket redovisas i tabell 5. Efter 45 år återfanns i markprofilen 26 % av kalkgivan i Haboskogen och 22 % i Frodeparken varav 6 % respektive 0 % återfanns i humusskiktet för respektive lokal. Fördelningen av kalciumgivan i de olika markskikten uppvisade ingen enhetlig bild för de två lokalerna. I Haboskogen återfanns 227 kg Ca /ha i humuslagret. Drygt 26

27 samma mängd återfanns i de översta 5 cm i mineraljorden och därefter minskade mängden kalcium successivt med djupet. Frodeparken saknade humuslager år 2000 och störst mängd kalcium återfanns på 5-20 cm djup i mineraljorden (tabell 4). En jämförelse av halterna 1982 och 2000 på respektive lokal visar att det fortfarande efter 45 år anrikas kalcium i mineraljorden (0-40 cm) i Haboskogen medan det i Frodeparken endast sker en anrikning i mineraljorden på cm djup. Tabell 4. Innehåll av kalkgiva (Ca) i markprofilen på lokalerna Haboskogen och Frodeparken 1982 respektive Parameter Haboskogen Frodeparken Försökets startår Ca-giva (kg/ha) Ca- förråd i olika skikt Ca totalt i markprofil (kg/ha) Ca, humus (kg/ha) Ca, mineraljord 0-5 cm (kg/ha) Ca, mineraljord 5-10 cm (kg/ha) Ca, mineraljord cm (kg/ha) Ca, mineraljord cm (kg/ha) Ca, mineraljord cm (kg/ha) Under perioden 1955 till 2000 har innehållet av kalciumgivan i den analyserade markprofilen i behandlade ytor minskat med i genomsnitt 66 kg/ha år i Haboskogen och 70 kg/ha år i Frodeparken. Detta motsvarar ett läckage av kalcium på 1,6 % respektive 1,7% av givan per år. Behandlingen motsvarade 4000 kg Ca/ha. I tabell 6 redovisas minskningen av kalcium i markprofilen för olika tidsperioder sedan försökens start Som en jämförelse kan nämnas att utlakning av kalcium från ej behandlad skogsmark är beräknad inom Skogsstyrelsens effektuppföljning av "Åtgärder mot markförsurning". Från sju avrinningsområden i G, K, L, N, O och P län under tidsperioden var medelvärdet för den årliga arealförlusten av kalcium ca 10 kg /ha år (Larsson & Westling, 1997). Tabell 5. Utlakningstakt av kalciumgiva i kg/ha år ( och ) mellan olika markskikt för Haboskogen och Frodeparken. Marklager Haboskogen Utlakningstakt (kg/ha år) Frodeparken Utlakningstakt (kg/ha år) Ca, Humus * Ca, mineraljord 0-5 cm Ca, mineraljord 5-10 cm Ca, mineraljord cm Ca, mineraljord cm Ca, mineraljord cm * Frodeparken 883 saknar humuslager Haboskogen har haft en utlakningstakt på omkring kg Ca per hektar och år mellan de olika marklagren under 1982 och Utlakningstakten minskar tydligt nedåt i mineraljorden. Mellan 1955 och 1982 var utlakningstakten betydligt högre i Haboskogen och förlusten från markprofilen låg i genomsnitt på 94 kg Ca/ha och år. Utlakningstakten i Frodeparken 1982 till 2000 var högre jämfört med skillnaden var i storleksordningen 2 4 ggr högre i mineraljorden. Frodeparken hade under 1955 till 1982 en något lägre utlakningstakt än Haboskogen saknar 27

28 Frodeparken humustäcke och utlakningstakten i mineraljorden har ökat. Kalk binds effektivt i humusskiktet och avsaknad av densamma medför en förhöjd förlust av givan från markprofilen. Vid antagandet att hälften av årsnederbörden avgår i form av avrinning i marken (Brandt m.fl., 1994) beräknades en medelkoncentration av kalcium i markvattnet på de behandlade ytorna mellan 1955 när försöken startades. Beräkningarna gav resultatet 16,9 mg Ca/l respektive 17,5 mg Ca/l för Haboskogen och Frodeparken. (Nederbördsmängder, se tabell 1). Beräknad medelkoncentration mellan 1982 och 2000 gav resultatet 6,8 mg Ca/l respektive 25,9 mg Ca/l för de två lokalerna. Den högre koncentrationen i Frodeparken är troligtvis orsakad av lokalens förlust av humustäcket efter Uppmätt kalciumhalten i markvattnet år 2000 i Haboskogen och Frodeparken var 3,8 mg/l respektive 7,2 mg/l, (tabell 7 i bilaga). Trädens upptag av kalcium har antagits vara försumbar i sammanhanget. Tabell 6. Minskning av Ca-giva i markprofilen i Haboskogen 876 och Frodeparken 883 under några tidsperioder sedan försökens start Markprofilen avser markskikten humuslager och mineraljord till 40 cm djup. Tidsperiod 1955 till till till 2000 Antal år Kg/ha år % /år Kg/ha år % /år Kg/ha år % /år Haboskogen 94 2,3 25 0,6 66 1,6 Frodeparken 52 1,3 96 2,4 70 1,7 28

29 3.2. Markvatten De förändrade markkemiska förhållandena efter kalkning återspeglas på olika sätt i markvattnets kemiska sammansättning. En jämförelse mellan kalkade ytor och kontrollytor visar på förändringar för en rad parametrar. I tabell 7 redovisas medelvärden och t-test P-värde för kontrollytor och behandlade ytor. Figurerna 11a-11f redovisar markvattenkemiska parametrar i stapeldiagram för både kontroll- och behandlade ytor. Samtliga analysresultat från markvattenprovtagningen hösten 2000 redovisas i tabell 7 i bilaga. En statistisk analys av skillnader mellan par av kontroll- och behandlade ytor visar på signifikanta skillnader för ph, ANC, Ca, och Mn, se tabell 7 nedan. Noterbara förändringar är även den lägre halten oorganiskt aluminium och den större BC/Alkvoten efter behandling Tabell 7. Jämförelse av medelvärde och t-test (p-värde) för markvattenkemiska parametrar för kontrollytor och behandlade ytor. Markvatten från 50 cm djup. Medelvärde 2000 t-test Signifikans Kontroll Behandling p-värde ph 4,8 5,5 0,003 ** ANC µekv/l -11,3 49,5 0,004 ** SO 4 -S mg/l 1,94 2,60 0,093 Cl mg/l 3,32 3,43 0,828 NO 3 -N mg/l 0,014 0,070 0,310 NH 4 -N mg/l 0,009 0,005 0,076 Ca mg/l 0,77 3,46 0,000 *** Mg mg/l 0,38 0,31 0,308 Na mg/l 2,68 2,30 0,136 K mg/l 0,71 0,63 0,655 Mn mg/l 0,13 0,06 0,030 * Fe mg/l 0,43 0,33 0,180 Al oorg mg/l 0,62 0,10 0,050 Al org mg/l 0,29 0,27 0,711 Al total mg/l 0,68 0,30 0,054 TOC mg/l 6,66 8,23 0,124 BC/Al mol/mol 34,1 398,8 0,221 Markens större innehåll av kalcium efter kalkning återspeglas tydligt i markvattnet, figur 11a. Behandlingen har resulterat i högre kalciumhalter på alla lokaler i markvattnet. Skillnaden mellan obehandlade och behandlade ytor är trestjärnigt signifikant (tabell 7). Nitratkvävehalten var på de flesta lokaler under detektionsgränsen (U) vilket åskådliggörs i figur 11b. Det fanns inga signifikanta skillnader i nitratkvävehalt i markvattnet mellan behandlade och obehandlade ytor (tabell 7). Inte heller för ammoniumkväve kunde några signifikanta skillnader påvisas. Nitrat- och ammoniumhalterna i markvattnet låg med några få undantag under detektionsgränsen (0,002 mg/l respektive 0,010 mg/l) både i kalkade ytor och kontrollytor. Även för de två lokalerna med pålagd kvävegiva (Stråsan och Siljansfors) registrerades inga 29

30 8 Ca 6 Ref Beh mg/l Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Figur 11a. Kalcium i markvatten under hösten NO 3 -N 0, mg/l 0,12 0,09 0,06 Ref Beh 0,03 U U U U U U U U U U U U U U U 0 Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Figur 11b. Nitratkväve i markvatten under hösten U anger analysvärden under detektionsgränsen 0,002mg/l. nitratvärden i markvattnet över detektionsgränsen och endast ett värde över detektionsgränsen för ammonium. De detekterbara halterna var låga och inom en normal variation med undantag för Haboskogen 876. Den lokalen avverkades 1998, vilket innebär att kulmen på hyggeseffekten, med avseende på nitratutlakning och förhöjda nitrathalter, sannolikt sammanföll med provtagningen Nitrathalten var högre i den kalkade provytan, men inte högre än normalt på hyggen som ofta uppvisar 30

31 en kraftig variation. Även Haboskogen E39 har avverkats, men samtidigt som provtagningen 2000, vilket gör att nitrathalterna inte hann påverkas. Några tendenser till långsiktigt ökad kväveutlakning från mineraljordskiktet ner till 50 cm kunde således inte spåras på kalkade ytor. Liknande resultat nåddes även av Akselsson m.fl. (1998), då undersökningar av mark- och markvattenkemi på unga kalkningsförsök (5 år) inte visade att utlakningen, eller risken för utlakning av oorganiskt kväve ökade med behandlingen. Det finns dock exempel på ökad utlakning från kalkningsförsök i kväverik skog med hög halt extraherbart ammonium i humusskiktet (Persson & Wirén, 1996). Figur 11c redovisar ph i markvattnet hösten På 50 cm djup i mineraljorden ligger ph i markvattnet i genomsnitt på 5,5 för de behandlade ytorna och på 4,8 för obehandlade ytor. Skillnaden mellan behandlade och obehandlade ytor var trestjärnigt signifikant (tabell 7). Detta påvisar ett samband mellan behandling och minskat vätejonhalt i markvattnet. De högsta ph-värdena återfanns norr om 58 både i de behandlade och icke behandlade ytorna. Störst skillnad mellan behandlade och icke behandlade ytor återfanns söder om 58 där kontrollytorna var betydligt surare. 7 ph 6 Ref Beh Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Figur 11c. ph i markvatten under hösten

32 Resultaten visade tydligt att kalkbehandling höjer markens buffertkapacitet. Nästan enbart positiva ANC värden förekom i behandlade ytor (figur 11d). Enda undantaget var Farabol (block 2). Markvattnets syraneutraliserande förmåga, ANC, varierade i behandlade ytor mellan 15 till +111 µekv/l och i kontrollytorna mellan 220 till +106 µekv/l. Skillnaden mellan kontrollytor och kalkade ytor var tvåstjärnigt signifikant. Endast Mölnafältet och Lövnäs visade högre ANC i kontrollytorna än i behandlade ytorna. Obehandlade ytor i Farabol, Frodeparken 883, Haboskogen 876, Åseda (yta: 45) och Stråsan (yta: 13) hade negativa värden vilket indikerar låg buffertkapacitet. ANC mikroekv/l Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Ref -200 Beh -250 Figur 11d. ANC i markvatten under hösten Figur 11e redovisar kvoten mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium (BC/Alkvot). Kvoter under 1 anses medföra en ekologisk risk (Sverdrup & Warfvinge, 1993). Det finns tydliga skillnader mellan behandlade och obehandlade ytor, med betydligt högre BC/Al-kvot i behandlade ytor. Endast obehandlade ytor i Farabol hade kvoter lägre än 1 (se tabell 7 i bilaga). Trots att alla behandlade ytor hade högre kvot än kontrollytorna kunde skillnaden inte säkerställas statistiskt på grund av att data inte var normalfördelade. Halten oorganiskt aluminium kunde inte anges för vissa lokaler på grund av för små provvolymer. Figur 11f visar att kalkningen har resulterat i lägre halter av oorganiskt aluminium i de behandlade ytorna. Lokaler söder om 58º hade betydligt högre halter av aluminium i markvattnet än lokaler norr om 58º (tabell 7 i bilaga). 32

33 BC/Al mol/mol Ref Beh 50 0 Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Figur 11e. BC/Al-kvot i markvatten under hösten Oorganiskt aluminium 1,6 1,2 Ref Beh mg/l 0,8 0,4 0 Farabol Bl 1 Farabol Bl 2 Farabol Bl 3 Frodeparken 4-1 Haboskogen 876 Haboskogen E Mölnafältet 4-5 Åseda Åseda Åseda Bleckstugan 731a Ljusbergskilen Lövsnäs Siljansfors 3-1 Siljansfors 8-5 Stråsan Stråsan Venjan Ref-3 Figur 11f. Oorganiskt aluminium i markvatten under hösten

34 Figur 12 visar halterna av oorganiskt och organiskt aluminium i markvattnet på 50 cm djup från hösten Pajdiagrammets storlek (area) är relaterad till total aluminiumkoncentration i markvattnet. I figur 12 har endast lokaler med analyserat organiskt aluminium inkluderats. Förhållandet mellan oorganiskt och organiskt aluminium var tydligt förändrad i de behandlade ytorna jämfört med kontrollytorna. Andelen oorganiskt aluminium och den totala koncentrationen av aluminium i markvattnet hade minskat. Denna förändring syns även i tabell 7 där minskningen av oorganiskt aluminium var nära enstjärnigt signifikant, likaså den totala halten aluminium i markvattnet, medan halten organiskt aluminium var densamma i behandlade ytor och kontrollytor. Figur 12. Halter av oorganiskt och organiskt aluminium i markvattnet hösten 2000 på 50 cm djup. Pajdiagrammets storlek (area) är relaterad till total halt aluminium i markvattnet. 34

35 3.3. Korrelationsanalys Resultatet av korrelationsanalyser mellan mark- och markvattenkemiska parametrar redovisas i tabell 8. Tillhörande P-värde anger signifikansgraden för korrelationskoefficienten. Högst korrelationskoefficient erhöll utbytbart aluminium i marken som testades mot total aluminiumhalt i markvattnet samt ph (H2O, dest) i marken mot ph i markvattnet. Båda parametrarna har positiva korrelationskoefficienter, det vill säga stigande Al-halter och ph-värden i marken ger stigande Al-halter och ph-värden i markvattnet. Korrelationsanalyser utfördes även på andra grupperingar av data (enbart behandlade ytor, enbart kontrollytor samt grupperingar uppdelat i lokaler norr och söder om 58 ). Dessa grupperingar gav inga annorlunda resultat. Markens basmättnadsgrad används ibland som ett mått på tillgängligheten av baskatjoner. Låga korrelationskoefficienter mellan basmättnadsgrad och baskatjonerna kalcium, kalium, natrium och magnesium indikerar att basmättnadsgraden inte har någon direkt koppling till koncentrationen baskatjoner i markvattnet. Enligt Gustafsson m.fl. (2001) är det även i grunden felaktigt att använda basmättnadsgraden som mått på tillgängligheten av baskatjoner eftersom basmättnadsgraden endast säger något om fördelningen mellan baskatjoner och aciditet på partikelytorna. Även korrelationen mellan kalcium, kalium, natrium och magnesium i marken och i markvattnet visade sig vara låg. Resultatet ger ändå en indikation om följande; en pålagd kalciumgiva (ökat kalciumhalt i marken) medför högre kalciumhalter i markvattnet. Figur 14 visar dock att ökningen inte enbart är dosberoende. Behandlade ytor uppvisar en större spridning där höga halter kalcium i marken inte alltid medför höga halter kalcium i markvattnet. Övriga baskatjoner (kalium, natrium, magnesium) har negativa korrelationskoefficienter och svaga samband. Kaliumhalterna i markvattnet påverkas av skogens interna cirkulation vilket innebär att betydelsen av halten kalium i marken minskar. Halten natrium och magnesium i markvattnet styrs huvudsakligen av nederbördens innehåll av havssalt. Havssalt innehåller både magnesium och natrium och detta innebär att det trots låga halter i marken kan vara höga halter av natrium och magnesium i markvattnet. Övriga korrelationsresultat indikerade svaga samband mellan markkemiska och markvattenkemiska parametrar. Viktigt att notera är dock att markvattenkemin i skogsmark varierar mycket i tid och rum. Variationen beror på skillnader i nederbörd och hydrologi under året, vilket är naturligt, men den kan även bero på skillnader i syrabelastning eller förändringar av skogsbruket. Enstaka värden kan ge en osäker bild av markvattenkemin under året eftersom variationen mellan olika årstider är stor. I denna analys användes endast markvattenvärden från september och oktober månad vilket kan ha påverkat korrelationsresultatet. 35

36 Tabell 8. Mark Korrelation mellan kemiska parametrar i markprov och markvatten (30-50 cm respektive 50 cm djup). Tabellen innehåller både kontroll- och behandlade ytor Parametrar Markvatten Korrelationskoeffiecient P-värde Antal ytor Al (mekv/100gts) Al (mg/l) 0,664 0, ph H2O dest ph 0,701 0, Ca (mekv/100gts) Ca (mg/l) 0,386 0, K (mekv/100gts) K (mg/l) -0,443 0, Mg (mekv/100gts) Mg (mg/l) -0,038 0, Mn mekv/100gts) Mn (mg/l) 0,112 0, Na mekv/100gts) Na (mg/l) -0,187 0, Al (mekv/100gts) OorgAl (mg/l) 0,379 0, Basmättnad (%) Al total (mg/l) -0,403 0, Basmättnad (%) Ca (mg/l) 0,192 0, Basmättnad (%) H + (mekv/l) -0,491 0, Basmättnad (%) K (mg/l) -0,015 0, Basmättnad (%) Mg (mg/l) -0,038 0, Basmättnad (%) Na (mg/l) -0,340 0, Basmättnad (%) oorgal (mg/l) -0,333 0, För att belysa resultatet av analysen presenteras i figur korrelationer för aluminium, ph och kalcium i marken och i markvattnet. Figuren visar för kalcium en större spridning av resultaten för behandlade ytor jämfört med kontrollytorna samt en positiv korrelationskoefficient med enstjärnig signifikans. Markkemi, mekv/100gts Markvatten, mg/l Al Y = 0.824X Korr.koeff. = P-värde = Figur 12. Korrelation mellan utbytbart aluminium i marken och totalaluminium i markvatten. 36

37 Markkemi, mekv/100g TS 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 Markvatten, mg/l ph Y = 0,4021X + 3,0296 Korr.koeff. = 0,701 P-värde = 0,000 Figur 13. Korrelation mellan ph i marken (H2O dest ) och ph i markvatten. Markkemi, mekv/100gts Behandlade ytor Ca Y = 0.045X Korr.koeff. = P-värde = Kontrollytor Markvatten, mg/l Figur 14. Korrelation mellan utbytbart kalcium i marken och kalcium i markvatten.. 37

38 4. Slutsatser Skogsstyrelsens försöksverksamhet med kalkning och vitalisering av skogsmark har syftet att utarbeta en strategi och metoder för att långsiktigt motverka försurning av mark i områden som påverkats av försurande luftföroreningar. De slutsatser som redovisas i detta avsnitt är koncentrerade på att bedöma resultatens betydelse för markkalkning som långsiktig åtgärd. Av speciellt intresse är att bedöma inverkan på marken och markvattnets syraneutraliserande förmåga i djupare markskikt (30-50 cm), samt förekomsten av oorganiskt aluminium och omsättningen av kväve. Efter de sammanfattande slutsatserna kommenteras osäkerheter och andra faktorer som kan ha påverkat resultaten, utöver vad som diskuterats i avsnitt Effekter på markens surhetsgrad Effekterna på marken sammanfattas med att den tydligaste effekten är att basmättnadsgraden på cm djup var signifikant högre i kalkade ytor år Förändringen är relaterad till försökstid och efter en successiv ökning under ca 40 år börjar basmättnadsgraden åter minska. Basmättnadsgradens ökning beror mer på att mängden utbytbart kalcium ökat på markpartiklarna än att mängden väte- och aluminiumjoner minskat. ph i mineraljorden på cm djup stiger måttligt på lång sikt vid kalkning. Effekten på detta djup blir tydlig först efter ca 20 år och kvarstår under minst år. Utlakningsförlusten av kalciumgivan beräknades för två lokaler och den genomsnittliga årliga förlusten under perioden varierade mellan kg Ca per ha år. Även kalkningens varaktighet undersöktes och efter 45 år återfanns % av kalkgivan i marklagren ned till 40 cm djup. Kommentarer Generella bedömningar av behandlingseffekterna försvåras av skillnader i geografi, lokala förutsättningar, beståndstyp och ålder, försökstid, ackumulerad deposition och pålagda givor mellan försöken. De flesta kalkgivor som ingår i försöken är högre än vad åtgärder mot markförsurning motiverar. Flera av lokalerna är inte kraftigt försurade i dagsläget, inte ens i södra Sverige. Sannolikt kan de flesta jordarna som ingår i studien klassas som måttligt försurade med Naturvårdsverkets bedömningsgrunder för skogsmark, även om provtagningsdjupet, cm som utvärderats i denna studie, inte är helt jämförbart med översta 5 cm i B-horisonten som används i bedömningsgrunderna. Många av lokalerna har dock låg basmättnadsgrad, jämfört med genomsnittliga förhållande i Sverige. En beskrivning av förloppet av kalkningseffekten på olika djup som funktion av tid efter behandling försvåras av att det inte finns några försök i åldern år. De försök som finns före och efter den perioden indikerar att kalkningseffekten på större djup i B- horisonten (30-50 cm) kulminerar under intervallet utan försök, vilket försvårar en mer exakt beskrivning av tidsförloppet. Den höjning av basmättnadsgraden i djupare mineraljordsskikt som följd av kalkning med relativt höga doser medför att effekterna under lång tid är kraftiga i ytliga markskikt, vilket visas av undersökningarna i hela markprofilen i Haboskogen och Frodeparken. Detta får vägas in i bedömningen av risker för oönskade markbiologiska 38

39 effekter i rotzonen som ökad nitrifiering och effekter på mykorrhiza (Lundström m.fl., 2003) Det förlopp av kalkningseffekter som har beskrivits i denna undersökning är påverkad av att depositionen av försurande luftföroreningar kulminerade för 20 till 25 år sedan. Den framtida depositionen blir sannolikt betydligt lägre, vilket normalt förlänger varaktigheten av en kalkningsåtgärd. Högre tillväxt och skörd i skogen kan dock motverka detta genom biologisk försurning. 4.2 Effekter på markvatten Markvattnets reaktion på den förändrade markkemin i kalkade provytor var minskad halt av vätejoner i markvattnet på 50 cm i mineraljorden. Markvattnets syraneutraliserande kapacitet (ANC) var sällan låg (negativ) i kalkade provytor i motsats till obehandlade ytor. Ökat ANC minskar risken för försurningseffekter i grund- och ytvatten. Kalkade ytor hade betydligt högre kvot mellan baskatjoner och oorganiskt aluminium. Det beror både på ökade halter av kalcium samt minskade halter av aluminium. Kommentarer Undersökningarna av markkemi i skiktet där markvattnet provtogs (50 cm) visar att den tydligaste förändringen efter kalkning var att utbytbart kalcium ökade på markpartiklarna. Det i sin tur ökade basmättnadsgraden trots att effekten på ph och utbytbart aluminium var begränsad. Resultaten av mark- och markvattenundersökningarna visar på vikten av att halten av utbytbart kalcium och basmättnadsgraden inte är för låg om förhöjda halter av oorganiskt aluminium ska undvikas i mineraljordsskikt under den huvudsakliga rotzonen, i synnerhet i områden med deposition av försurande luftföroreningar. Resultaten aktualiserar även frågan i vilken utsträckning det är möjligt att tränga ut utbytbart aluminium från djupare mineraljordsskikt som anrikats på grund av en snabb markförsurning. Kalkningen ger uppenbarligen effekter på aluminium i ytligare markskikt (se till exempel fig. 9c-d från Haboskogen och Frodeparken), men även med höga doser finns ingen signifikant effekt ens i de äldsta försöken. Så länge halten av utbytbart kalcium är tillräcklig på markpartiklarna kan halterna av oorganiskt aluminium i markvatten begränsas, men dessa aluminiumhalterna kommer sannolikt att stiga igen när kalcium minskar med tiden. Resultaten från undersökningarna av markvatten kan inte direkt översättas till avrinnande vatten. Beroende på jorddjup och vattnets flödesvägar påverkas markvattnet på sin väg till vattendragen, vilket oftast innebär att till exempel halten av oorganiskt aluminium minskar. 4.3 Effekter på kväveomsättning Signifikanta förändringar av markens kväveförråd vid kalkning har inte kunnat påvisas på cm djup. Halten nitrat- och ammoniumkväve i markvattnet visar inga 39

40 signifikanta skillnader mellan behandlade och obehandlade ytor. Några tendenser till ökade kväveförluster på kalkade ytor på lång sikt kan därmed inte konstateras. Kommentarer Det nuvarande förhållandet i de olika försöken utesluter inte att det har funnits kortsiktiga effekter på omsättningen av kväve. Det är väl känt att kalkning kan öka nitrifikationen i ytliga markskikt (Bäckman, 2003), men en utlakning motverkas i regel av ökat upptag i vegetation under svenska förhållanden. Risken för nitrifikationseffekter på större djup i marken efter lång tid när kalken trängt ner till skikt under den egentliga rotzonen har framförts. Denna studie kan inte påvisa sådana förhållanden, trots att bördiga jordar med hög kvävedeposition samt höga givor av kalk (främst Frodeparken) ingår bland försöken. 4.4 Resultatens betydelse för kalkning som åtgärd Resultatens betydelse för skogsmarkskalkning som åtgärdsstrategi är att de i stora drag bekräftar möjligheterna att långsiktigt minska markens surhetsgrad till stora djup i markprofilen. Det i sin tur bidrar till att öka ph och ANC i markvatten, samt minska utlakningen av oorganiskt aluminium från mineraljorden. Minskningen av markens surhetsgrad sker utan att kväveomsättningen förändras på ett sätt som leder till ökad utlakning på de undersökta lokalerna. Effekten i hela markprofilen av kalkning tar dock flera decennier att uppnå och den kan vara reversibel om den påverkas av deposition samt skogens tillväxt och skörd. 40

41 5. Referenser Akselsson C, Larsson P-E & Westling O, Markkemi och markvatten i kalkad skog. Årsrapport Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för kalkning och vitaliseringsgödsling av skogsmark. IVL Rapport B s. Akselsson C, Westling O, Larsson P-E & Petersson P, Markvatten, barrkemi och trädtillväxt efter behandling med olika doser och sorter av kalk. Årsrapport Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för kalkning och vitaliseringsgödsling av skogsmark. IVL Rapport B s. Brady N & Weil R, The Nature and Properties of Soils. Prentice-Hall, Inc. New Yersey, USA. 881 s. Brandt M, Jutman T & Alexandersson H, Sveriges vattenbalans. Årsmedelvärden av nederbörd, avdunstning och avrinning. SMHI Hydrologi Nr 49. Norrköping, 16 s. Bäckman J, Nitrification and nitrifying bacterial communities in coniferous forest soils : effects of liming and clear-cutting. Linköping : Univ.,studies in science and technology. Dissertations; 809. Eggertsson Karlström C (red), Väder och vatten 13/2001. SMHI. Norrköping, 15s. Gustavsson J-P, Karltun E, Lundström U & Westling O, Urvalskriterier för bedömning av skogsmark. Skogsstyrelsen Rapport 11D. Jönköping, 26 s. Hallbäcken L & Popovic B, Markkemiska effekter av skogsmarkskalkning. Revision av skogliga kalkningsförsök. SNV Rapport Solna, 240 s. Hallgren Larsson E, Sjöberg K & Westling O, Luftföroreningar i södra Sverige. Nedfall, halter och effekter oktober 1995 september IVL Rapport B s. Högbom L, Nohrstedt H-Ö & Persson T Effekter på kvävedynamiken av markförsurning och motåtgärder. Skogsstyrelsen rapport 11E:2001. Johansson M-B, Nilsson T & Olsson M, Miljökonsekvensbeskrivning av Skogsstyrelsens förslag till åtgärdsprogram för kalkning och vitalisering. Skogsstyrelsen rapport 1:1999. Kreutzer K Effects of forest liming on soil processes. Plant and Soil : Larsson P-E, Akselsson C, Bengtsson R & Bjelke U, Biologiska effekter i kalkad skog. Årsrapport Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för kalkning och vitaliseringsgödsling av skogsmark. IVL Rapport B s. Larsson P-E & Westling O, Ytvatten i kalkade avrinningsområden. Årsrapport Effektuppföljning av Skogsstyrelsens program för kalkning och vitaliseringsgödsling av skogsmark. IVL Rapport B1279. Lundström U, Bain D C, Taylor A F S, Van Hees P A W, Geibe C E, Holmström S J M, Melkerud P-A, Finlay R, Jones D L, Nyberg L, Gustafsson J P, Riise G & Tau, Strand L Effects of Acidification and its Mitigation with Lime and Wood Ash on Forest Soil Processes in Southern Sweden. Water, Air and Soil Pollution: Focus Persson T & Wiren A Effekter på skogsmarkskalkning på kväveomsättningen. I: Staaf H, Persson T, Bertills U (red) Skogsmarkskalkning, resultat och slutsatser från Naturvårdsverkets försöksverksamhet. Naturvårdsverket Rapport 4559:

42 Popovic B & Andersson F, Markkalkning och skogsproduktion. Litteraturöversikt och revision av svenska kalkningsförsök. SNV Rapport Solna, 107 s. Sverdrup H & Warfvinge P, The effect of soil acidification on the growth of trees, grass and herbs as expressed by the (Ca+Mg+K)/Al ratio. Lund University, Department of Chemical Engineering II. Reports in ecology and environmental engineering. Report 2:1993. Westling, O., F. Moldan, I. Nilsson, & S. Löfgren Samordnade åtgärder mot försurning av mark och vatten - underlagsdokument till Nationell plan för kalkning av sjöar och vattendrag Skogsstyrelsen rapport 1:

43 Bilaga Bilagor Analysmetoder Markkemi Al och ph: 5g jord extraheras i 1M KCl i 2 timmar, filtreras, surgörs och analyseras på ICP för Al. Icke surgjort extrakt används till ph-mätning. Total aciditet och Mn, Mg, Ca, Na och K: 2 g organiskt, 15 g mineraljord extraherades i 100 ml ammonoiumacetat (1M ph 7) i 2 timmar och filtreras därefter. 50 ml tas ut till titrering för aciditetsbestämning. Resten analyseras på ICP för att bestämma Mn, Mg, Ca, Na och K. Kol och kväve: Analyseras på instrument LECO CNS Torrförbränning vid 1250 grader C och tillsats av syrgas. I bildade gaser bestäms koldioxid och kväve efter reduktion av kväveoxider. Markvatten Tabell 1. Ämne Analysmetoder som använts för analys av markvatten vid IVLs laboratorier. Kemisk beteckning Krutkod Metod ph ph PH-25 SS Alkalinitet Alk ALK-NN5 SS-EN ISO Sulfat-svavel SO 4 -S SS EPA test metod (Dec 1989) Klorid Cl SS EPA test metod (Dec 1989) Nitrogen-nitrat NO 3 -N SS EPA test metod (Dec 1989) Nitrogen-ammonium NH 4 -N NH4-ND Tecator ASN 50-05/90 Kalcium Ca EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Magnesium Mg EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Natrium Na EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Kalium K EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Mangan Mn EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Järn Fe EMEP/CCC-Report 1/95, NILU, Reference Aluminium-total Altotal AAF, SS Aluminium-organiskt Alorg Jonbyte med ph justerad katjonkolonn+aaf, SS Totalt organiskt kol TOC CORG-TI SS

44 Bilaga Analysresultat Markkemi Tabell 2. Markkemiska data från cm djup Mn Mg Ca Na K TA Al CEC TEB Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mekv/100gts --> Farabol Farabol Farabol Frodeparken Mölnafältet Mölnafältet Haboskogen Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R Venjan 626 R Venjan 626 R Bleckstugan 731a Lövsnäs Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen

45 Bilaga Markkemi Tabell 2 forts. %V Kol totalt Kväve totalt ph 0.01M CaCl2 ph H2O dest Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh % --> Farabol Farabol Farabol Frodeparken Mölnafältet Mölnafältet Haboskogen Haboskogen E Haboskogen E Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R Venjan 626 R Venjan 626 R Bleckstugan 731a Lövsnäs Stråsan E26A Stråsan E26A Ljusbergskilen

46 Bilaga Tabell 3. T-test vid jämförelser av markkemiska data i olika grupperingar. Referens och behandlat (Ref- Beh), grupp syd 58 o och grupp norr 58 o samt 1982 (82) och 2000 (00). Tabell 3a. T-test för Ref-Beh grupp syd -00 Tabell 3b. T-test för Ref-Beh grupp norr -00 Parameter Ttest Sign. Medel Ref Medel Beh Parameter Ttest Sign. Medel Ref Medel Beh Mn mekv/100gts 0,932 0,003 0,003 Mn mekv/100gts 0,430 0,003 0,002 Mg mekv/100gts 0,040 * 0,012 0,018 Mg mekv/100gts 0,002 ** 0,025 0,043 Ca mekv/100gts 0,001 ** 0,024 0,246 Ca mekv/100gts 0,001 ** 0,062 0,497 Na mekv/100gts 0,272 0,015 0,012 Na mekv/100gts 0,319 0,042 0,028 K mekv/100gts 0,724 0,013 0,014 K mekv/100gts 0,572 0,037 0,036 TA mekv/100gts 0,784 3,270 3,390 TA mekv/100gts 0,670 3,336 3,500 CEC mekv/100gts 0,359 3,260 3,682 CEC mekv/100gts 0,128 3,502 4,104 TEB mekv/100gts 0,001 ** 0,064 0,290 TEB mekv/100gts 0,001 ** 0,166 0,605 Basmättnad % 0,000 *** 1,998 9,172 Basmättnad % 0,009 ** 4,903 18,187 Al mekv/100gts 0,602 0,870 0,811 Al mekv/100gts 0,493 0,723 0,801 ph CaCl2 0,236 4,66 4,73 ph CaCl2 0,504 4,30 4,42 ph H2O 0,010 * 4,95 5,26 ph H2O 0,200 5,12 5,22 Tabell 3c. T-test för Ref-Beh grupp syd -82 Tabell 3d. T-test för Ref-Beh grupp norr -82 Parameter Ttest Sign. Medel Ref Medel Beh Parameter Ttest Sign. Medel Ref Medel Beh Mg mekv/100gts 0,686 0,007 0,007 Mg mekv/100gts 0,438 0,013 0,016 Ca mekv/100gts 0,066 0,022 0,088 Ca mekv/100gts 0,011 * 0,056 0,210 Na mekv/100gts 0,128 0,017 0,010 Na mekv/100gts 0,085 0,011 0,009 K mekv/100gts 0,805 0,014 0,014 K mekv/100gts 0,097 0,021 0,030 TA mekv/100gts 0,824 1,402 1,466 TA mekv/100gts 0,292 1,080 1,286 CEC mekv/100gts 0,837 1,457 1,514 CEC mekv/100gts 0,136 1,219 1,779 TEB mekv/100gts 0,083 0,054 0,116 TEB mekv/100gts 0,016 * 0,121 0,264 Basmättnad % 0,097 4,243 9,600 Basmättnad % 0,056 11,543 19,871 ph CaCl2 0,755 4,71 4,67 ph CaCl2 0,172 4,70 4,87 ph H2O 0,723 4,79 4,86 ph H2O 0,697 5,31 5,26 Tabell 3e. T-test för Beh grupp syd Tabell 3f. T-test för Beh grupp norr Parameter Ttest Sign. Medel Beh-82 Medel Beh-00 Parameter Ttest Sign. Medel Beh-82 Medel Beh-00 Mg mekv/100gts 0,021 * 0,007 0,016 Mg mekv/100gts 0,008 ** 0,016 0,033 Ca mekv/100gts 0,148 0,088 0,193 Ca mekv/100gts 0,219 0,210 0,387 Na mekv/100gts 0,149 0,009 0,012 Na mekv/100gts 0,031 * 0,009 0,016 K mekv/100gts 0,042 * 0,014 0,011 K mekv/100gts 0,688 0,030 0,032 TA mekv/100gts 0,038 * 1,466 2,620 TA mekv/100gts 0,005 ** 1,286 3,184 CEC mekv/100gts 0,030 * 1,514 2,857 CEC mekv/100gts 0,000 *** 2,383 4,273 TEB mekv/100gts 0,117 0,116 0,231 TEB mekv/100gts 0,036 * 0,243 0,545 Basmättnad % 0,981 9,600 9,666 Basmättnad % 0,857 16,333 15,282 ph CaCl2 0,358 4,669 4,793 ph CaCl2 0,097 4,663 4,386 ph H2O 0,163 4,860 5,321 ph H2O 0,946 5,218 5,228 Tabell 3g. T-test för Ref grupp syd Tabell 3h. T-test för Ref grupp norr Parameter Ttest Sign. Medel Ref-82 Medel Ref-00 Parameter Ttest Sign. Medel Ref-82 Medel Ref-00 Mg mekv/100gts 0,216 0,007 0,012 Mg mekv/100gts 0,003 ** 0,014 0,037 Ca mekv/100gts 0,802 0,023 0,024 Ca mekv/100gts 0,008 ** 0,055 0,458 Na mekv/100gts 0,934 0,015 0,015 Na mekv/100gts 0,095 0,013 0,023 K mekv/100gts 0,333 0,014 0,011 K mekv/100gts 0,048 * 0,023 0,035 TA mekv/100gts 0,106 1,460 3,010 TA mekv/100gts 0,002 ** 1,068 2,966 CEC mekv/100gts 0,110 1,513 3,074 CEC mekv/100gts 0,000 *** 1,204 3,519 TEB mekv/100gts 0,602 0,054 0,061 TEB mekv/100gts 0,009 ** 0,123 0,553 Basmättnad % 0,002 ** 4,075 2,011 Basmättnad % 0,181 11,525 19,553 ph CaCl2 0,880 4,681 4,695 ph CaCl2 0,399 4,735 4,573 ph H2O 0,058 4,742 4,977 ph H2O 0,692 5,351 5,312 46

47 Bilaga Markkemi Tabell 4. Markkemiska data på cm djup, 1982 (Hallbäcken & Popovic 1985) Mg Ca Na K TA CEC TEB %V ph 0.01M CaCl2 ph H2O dest Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mekv/100gts --> % Farabol 1 0,015 0,012 0,059 0,010 0,033 0,024 0,034 0,036 2,39 3,21 2,50 3,30 0,14 0,08 5,6 2,4 4,70 4,30 4,70 4,30 Farabol 2 Farabol 3 0,005 0,029 0,001 0,013 1,85 1,90 0,05 2,9 4,50 4,50 Frodeparken 883 0,013 0,007 0,040 0,164 0,026 0,018 0,010 0,010 3,69 2,33 3,80 2,50 0,08 0,20 2,2 7,7 4,50 4,60 4,60 5,20 Mölnafältet 1 0,003 0,004 0,007 0,169 0,003 0,005 0,011 0,010 1,07 0,97 1,10 1,20 0,02 0,19 2,2 16,4 4,70 5,60 4,70 5,60 Mölnafältet 2 0,006 0,007 0,014 0,145 0,031 0,006 0,010 0,011 0,90 1,13 1,00 0,90 0,06 0,17 6,4 19,1 4,80 5,70 4,80 5,70 Haboskogen 876 0,005 0,008 0,019 0,095 0,004 0,002 0,013 0,006 0,82 0,59 0,90 0,70 0,04 0,10 4,6 14,9 5,10 4,60 5,40 5,40 Haboskogen E39 1 0,005 0,004 0,006 0,014 0,005 0,003 0,008 0,010 0,42 0,91 0,40 0,90 0,02 0,03 5,1 3,2 4,70 4,60 4,90 4,80 Haboskogen E39 2 0,004 0,004 0,006 0,018 0,000 0,005 0,009 0,014 0,51 1,10 0,50 1,10 0,02 0,04 3,6 3,5 4,70 4,70 4,80 4,80 Haboskogen E39 3 0,002 0,014 0,014 0,025 0,002 0,004 0,005 0,021 0,33 0,76 0,40 0,80 0,02 0,07 7,4 7,9 4,70 5,20 4,90 5,60 Siljansfors S Siljansfors S Venjan 626 R-3 0,010 0,015 0,067 0,437 0,004 0,001 0,003 0,029 0,78 1,28 0,91 1,77 0,12 0,48 13,3 27,3 4,60 5,10 5,40 5,80 Venjan 626 R-5 0,010 0,008 0,067 0,219 0,004 0,004 0,003 0,016 0,78 0,64 0,91 0,89 0,12 0,25 13,3 27,6 4,60 5,00 5,40 5,80 Venjan 626 R-8 0,010 0,008 0,067 0,233 0,004 0,004 0,005 0,013 0,78 0,53 0,91 0,79 0,12 0,26 13,3 32,4 4,60 5,20 5,40 5,80 Bleckstugan 731a 0,005 0,013 0,010 0,128 0,012 0,014 0,039 0,057 0,52 0,74 0,60 1,00 0,07 0,21 12,2 22,6 4,80 5,00 5,20 5,50 Lövsnäs 731 0,014 0,006 0,029 0,035 0,009 0,007 0,029 0,022 0,48 1,41 0,60 1,50 0,08 0,07 13,9 4,7 5,00 4,70 5,50 5,10 Stråsan E26A 1 0,022 0,034 0,074 0,261 0,022 0,017 0,035 0,033 2,11 2,62 2,30 4,50 0,17 0,34 7,4 12,4 4,70 4,60 5,20 5,00 Stråsan E26A 2 0,022 0,026 0,074 0,157 0,022 0,020 0,035 0,039 2,11 1,77 2,30 2,00 0,17 0,24 7,4 12,1 4,70 4,80 5,20 4,90 Ljusbergskilen 725 0,020 0,048 0,027 0,031 0,98 1,10 0,13 11,4 5,20 5,80 47

48 Bilaga Markkemi i markprofil Tabell 5. Markkemisk data för markprofil för Haboskogen 876 och Frodeparken 883 för humuslager och mineraljord ner till 40 cm djup år Lokal Mn Mg Ca Na K Al TA CEC TEB Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mikroekv/100gts --> mekv/100gts --> Haboskogen 876Hum 45,7 95,4 3958,4 2085,4 4860, ,2 580,9 439,1 1318,1 637,3 3,45 0,11 113,2 56,9 123,9 87,3 10,72 30,34 Haboskogen cm 0,5 2,4 70,5 105,5 48,9 3031,6 29,8 43,6 58,4 44,3 0,81 0,11 6,3 4,8 6,5 8,0 0,21 3,22 Haboskogen cm 0,2 0,7 22,5 34,8 12,5 1233,8 27,1 37,6 26,6 16,4 1,36 0,22 4,9 2,4 5,0 3,7 0,09 1,32 Haboskogen cm 0,2 0,2 7,4 17,1 4,4 806,7 15,8 44,5 16,3 18,2 0,67 0,28 3,0 2,5 3,1 3,4 0,04 0,89 Haboskogen cm 0,4 0,5 8,5 17,5 7,0 607,7 14,0 45,2 12,4 14,9 0,56 0,29 2,4 1,9 2,4 2,6 0,04 0,69 Haboskogen cm 0,2 0,2 3,6 7,3 4,4 153,8 20,4 58,8 5,0 6,0 0,29 0,21 1,1 0,9 1,2 1,1 0,03 0,23 Frodeparken cm 17,5 117,8 136,8 356,5 76,8 1758,0 59,3 69,6 86,4 126,0 3,60 1,51 13,3 9,7 13,6 12,1 0,36 2,31 Frodeparken cm 22,4 79,6 52,8 265,0 35,1 1639,7 34,7 66,2 44,4 80,8 2,78 1,31 8,8 7,7 9,0 9,9 0,17 2,05 Frodeparken cm 21,2 36,7 30,6 176,8 25,6 1458,7 33,5 65,5 26,9 37,7 2,07 1,07 7,0 6,3 7,1 8,1 0,12 1,74 Frodeparken cm 9,6 10,8 18,4 81,8 20,6 775,5 25,9 45,0 13,1 10,0 1,59 1,20 5,7 5,8 5,8 6,7 0,08 0,91 Frodeparken cm 5,4 7,4 14,4 56,2 18,5 485,3 20,5 41,1 6,9 3,5 1,17 1,25 4,6 5,4 4,7 6,0 0,06 0,59 Lokal %V Kol total Kväve total C/N-kvot ph CaCl2 ph H2O dest ph KCl 1M Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh % --> Haboskogen 876Hum 8,6 34,8 46,40 37,8 1,40 1, ,66 3,67 3,47 4,35 2,32 3,31 Haboskogen cm 3,2 40,3 1,84 3,64 0,07 0, ,03 4,28 4,07 4,66 3,07 3,86 Haboskogen cm 1,8 35,8 1,13 0,99 0,05 0, ,78 4,63 4,37 5,25 3,68 3,95 Haboskogen cm 1,4 26,1 0,81 0,79 0,04 0, ,44 4,93 4,72 5,33 4,15 4,19 Haboskogen cm 1,7 26,0 0,47 0,49 0,03 0, ,62 5,1 4,8 5,41 4,18 4,22 Haboskogen cm 2,9 20,2 0,08 0,15 0,02 0, ,85 5,26 4,97 5,62 4,19 4,21 Frodeparken cm 2,6 19,1 4,56 4,51 0,25 0, ,54 4,21 4,37 4,9 3,55 3,93 Frodeparken cm 1,9 20,8 3,18 4,21 0,17 0, ,93 4,32 4,6 5,14 3,88 4,02 Frodeparken cm 1,6 21,4 2,50 3,00 0,15 0, ,2 4,52 4,94 5,46 4,10 4,13 Frodeparken cm 1,3 13,6 2,30 2,39 0,14 0, ,27 4,74 4,91 5,52 4,26 4,25 Frodeparken cm 1,3 9,8 1,63 2,17 0,10 0, ,58 4,6 5,21 5,64 4,33 4,28 48

49 Bilaga Markkemi i markprofil Tabell 6. Markkemisk data för markprofil för Haboskogen 876 och Frodeparken 883 för humuslager och mineraljord ner till 40 cm djup år 1982 (Hallbäcken. L & Popovic. B, 1985). Mg Ca Na K Al TA CEC TEB Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mikroekv/100gts --> mekv/100gts --> Haboskogen 876 Humus 1274,5 1135,1 4019, ,2 343,1 180,2 617,6 477,5 3,00 0,02 63,9 15,8 70,3 64,2 6,30 48,30 Haboskogen cm 59,9 86,8 144,6 2876,7 70,2 34,2 76,4 47,9 1,67 0,02 6,6 1,8 7,0 4,8 0,34 3,00 Haboskogen cm 18,2 37,1 49,5 757,3 13,2 15,5 38,0 26,3 1,50 0,13 3,7 1,9 3,8 2,7 0,10 0,84 Haboskogen cm 8,1 19,2 18,0 725,5 8,1 11,4 18,0 18,4 0,69 0,32 2,1 2,0 2,1 2,8 0,06 0,77 Haboskogen cm 4,8 8,4 27,5 115,2 4,1 6,9 9,6 26,1 0,8 2,6 0,8 2,8 0,05 0,16 Haboskogen cm 4,5 4,1 19,4 94,7 3,9 2,0 12,9 6,1 0,8 0,6 0,9 0,7 0,04 0,10 Frodeparken 883 Humus 1409,1 837,1 3787, ,6 318,2 127,8 439,4 140,4 2,87 0,08 35,8 5,3 41,9 18,3 6,00 13,00 Frodeparken cm 137,8 407,2 190,0 6793,2 73,6 86,5 68,9 65,4 3,45 0,00 9,5 3,9 10,0 11,3 0,50 7,40 Frodeparken cm 65,7 209,7 139,4 4681,6 51,8 71,2 45,8 39,3 2,60 0,04 6,7 3,4 7,0 8,4 0,30 5,00 Frodeparken cm 26,8 90,3 62,6 2559,5 36,6 60,5 28,6 25,8 1,87 0,35 4,7 3,3 4,8 6,1 0,20 2,70 Frodeparken cm 8,2 14,2 23,3 324,2 36,1 27,4 18,6 20,3 2,1 3,0 2,2 3,3 0,09 0,38 Frodeparken cm 12,9 7,2 39,7 163,8 25,8 18,4 9,9 10,2 3,7 2,3 3,8 2,5 0,08 0,20 %V Kol total Kväve total C/N-kvot ph CaCl2 ph H2O dest Torrvikt Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh % --> 103kg/ha Haboskogen 876 Humus 9,0 75,0 33,8 24,9 0,9 0, ,80 4,90 3,90 5, Haboskogen cm 4,9 63,3 2,3 1,9 0,1 0, ,60 5,40 3,60 5, Haboskogen cm 2,7 30,7 1,4 1,1 0,1 0, ,20 5,00 4,20 5, Haboskogen cm 2,8 27,6 1,2 1,2 0,0 0, ,70 5,00 4,70 5, Haboskogen cm 5,8 5,6 5,10 4,40 5,50 4, Haboskogen cm 4,6 14,9 5,10 4,60 5,40 5, Frodeparken 883 Humus 14,3 71,0 21,2 5,9 0,9 0, ,20 5,10 4,20 5, Frodeparken cm 4,6 65,3 4,5 4,1 0,2 0, ,50 4,90 4,30 5, Frodeparken cm 4,2 59,6 3,3 2,9 0,2 0, ,80 5,00 4,30 5, Frodeparken cm 3,2 45,1 2,3 2,4 0,1 0, ,20 5,00 4,40 5, Frodeparken cm 4,2 11,4 4,60 4,70 4,60 5, Frodeparken cm 2,2 7,7 4,50 4,60 4,60 5,

50 Bilaga Markvatten Tabell 7. Markvattendata från sept/okt ph Alk ANC SO4-S Cl NO3-N NH4-N Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mekv/l --> mg/l --> Farabol Bl <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Farabol Bl <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Farabol Bl <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Frodeparken <0.010 <0.010 Habo <0.010 Habo E <0.002 < <0.010 Habo E Mölnafältet <0.010 Åseda <0.002 < <0.010 Åseda <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Åseda <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Åseda Ref <0.002 <0.010 Bleckstugan 731a <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Ljusbergskilen <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Lövsnäs <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Siljansfors <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Siljansfors <0.002 <0.002 < Stråsan <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Stråsan <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Venjan Ref- Kalk <0.002 <0.002 <0.010 <0.010 Venjan -Kalk <0.002 <0.010 Venjan -Kalk <0.002 <

51 Bilaga Markvatten Tabell 7 forts. Ca Mg Na K Fe Al oorg Altotal TOC BC/Al Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh Ref Beh mg/l --> mol/mol Farabol Bl < Farabol Bl < Farabol Bl < Frodeparken < Habo <0.02 < Habo E <0.02 <0.02 Habo E <0.02 Mölnafältet Åseda Åseda Åseda < Åseda Ref Bleckstugan 731a <0.02 < Ljusbergskilen <0.02 < Lövsnäs < Siljansfors Siljansfors Stråsan <0.02 < Stråsan <0.02 < Venjan Ref- Kalk <0.02 <0.02 Venjan -Kalk < Venjan -Kalk <

52 IVL Svenska Miljöinstitutet AB IVL är ett oberoende och fristående forskningsinstitut som ägs av staten och näringslivet. Vi erbjuder en helhetssyn, objektivitet och tvärvetenskap för sammansatta miljöfrågor och är en trovärdig partner i miljöarbetet. IVLs mål är att ta fram vetenskapligt baserade beslutsunderlag åt näringsliv och myndigheter i deras arbetet för ett bärkraftigt samhälle. IVLs affärsidé är att genom forskning och uppdrag snabbt förse samhället med ny kunskap i arbetet för en bättre miljö. Forskning- och utvecklingsprojekt publiceras i IVL Rapport: IVL Nyheter: IVL Fakta: IVLs hemsida: IVLs publikationsserie (B-serie) Nyheter om pågående projekt på den nationella och internationella marknaden Referat av forskningsrapporter och projekt Forskning och utveckling som publiceras utanför IVLs publikationsservice registreras i IVLs A-serie. Resultat redovisas även vid seminarier, föreläsningar och konferenser.,9/6yhqvnd0lom LQVWLWXWHW$%,9/6ZHGLVK(QYLURQPHQWDO5HVHDUFK,QVWLWXWH/WG 32%R[6(6WRFNKROP 32%R[6(* WHERUJ $QHERGD6(/DPPKXOW +lovlqjhjdwdq6wrfnkrop 'DJMlPQLQJVJDWDQ* WHERUJ $QHERGD/DPPKXOW 7HO 7HO 7HO )D[ )D[ )D[