Hur bör Östersjön räddas? Vad säger mätdata om läget? Om räddningsplanen (BSAP) genomförs, vilka positiva och negativa konsekvenser kan vi förvänta för - vattenkvalitet - fiskmängd - gifter i fisk Bakgrund - 4 nya böcker om förhållandena i Östersjön Lars Håkanson Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) Institutionen för Vatten och Miljö Lars.Hakanson@vatten.slu.se Hur är läget? 1
Närsaltsminskningar enligt Baltic Sea Action Plan (BSAP). Fosfor (ton/år) Kväve (ton/år) Danmark 16 17 210 Estland 220 900 Finland 150 1200 Tyskland 240 5620 Lettland 300 2560 Litauern 880 11 750 Polen 8760 62 400 Ryssland 2500 6970 Sverige 290 20 780 Övrigt 1660 3780 Summa: 15 016 133 170 Kostnad: Totalt 31 miljarder kronor per år, enligt HELCOM Nedläggning av stora delar av det svenska jordbruk, enligt Jordbruksverket Samt - vilka blir effekterna på systemet???? Flippen och den onda cirkeln 2
1995 Eg. Östersjöns ytvatten; signifikant avtagande; n = 25 518 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Vattnets klarhet, siktdjupet, i Finska viken 1900-2000 16.0 Secchi 1920 1980 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 7 6.1 4.5 2.0 0.0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 3
y Klorofyll = -0.0007x (algmängd) + 2.196; 2 = 0.0005; minskar r n (99% = 14697; säkert); p = 140.0096; 697 data; Baltic ytvatten Proper; i Eg. Östersjön surface wat Hypertro Mycket prod 20 Eutrophi Produktiva 6 Mesotrop Medelprod. 2 Oligotrop Lågprod. 1974 1977 1981 1985 1990 1994 1998 Month (1 = Jan. 1990; 193 = Jan. 2006) Kvävekoncentrationen ökar; n = 55 655 Fig. 2.37. Total nitrogen (TN) concentrations in the surface layer of the Baltic Proper 1970-2008 (n = 55,655). Black squares denote yearly medians. 4
1: NW Eg. Östersjön 2: Eg. Östersjön 3: St. Anna skärg. 1 2 3 Procent döda djupvattenbottnar Syreförhållandena i bottensedimenten blir bättre från 1990. (Persson, 1999) Trender fiske 1980-1995: torsken minskar, skarpsillen ökar 5
Saltvatteninbrott från Västerhavet 1945 1985 1985 2010 Var kommer närsalterna i Egentliga Östersjön (Baltic Proper) ifrån? Kväve Fosfor A. Från länder Sverige 47 000 1200 Baltiska staterna 146 000 5400 Finland 36 000 1870 Ryssland 90 000 5860 Polen 192 000 13 000 Tyskland 21 000 510 Danmark 28 000 1190 Fokus för åtgärder Summa från länder: 560 000 30 000 B. Från andra källor/flöden Nederbörd 192 000 1350 Kvävefixering 130 000 - Landhöjning 448 000 107 000 Kattegatt 87 000 10 000 Bottenhavet 218 000 10 000 Totalt inflöde: 1500 000 160 000 (3.1% 0.75% från Sverige) 6
Osäk erhe teri olikakväve flöde ntil Egent ligaöstersjö n 1000 tons erår Från landhöjningen 400-60 Från attendrag v 300-60 Från Bo ttenha vet 300-40 Från attegatt K 100-15 Fråm atmosfä ren(våt- oc htorrdep ition 200-30 Från fixerin kväve gavcyanob acterier 100-90 Summ a: 1400-29 Jämför 133 enligt BSAP 60-80% av materialdepositionen under vågbasen på 44 m kommer från landhöjningen Landhöjningenger också: 0.5 och 1 km 3 sedimentper år eller 10 15 till 10 20 lerpartiklar per år eller 1 mg/lerpart iklari vattnet, vilket motsv arar 30-50% av allapartiklar i vattnet Detta ger en stark ningseffekt, klar på samma sätt som lermaterialet bentonit ger vid vinframställning. Fig. 2.5. Geographica l overview of the Baltic Sea (from Håkanso n and Gyllenha mmar, 2005). Lan d uplift in mm/y r. Salinity in psu. The scales give latitudes and longitudes 7
Begränsande närsalt som styr algproduktionen? Medelsammansättning för plankton C 106 N 16 P Redfield-kvoten: kväve/fosfor = N/P = 7.2 (per vikt) Om N/P = 6 i vattnet är systemet kvävebegränsat, vilket gynnar cyanobakterierna som kan ta upp kväve från atmosfären Om N/P = 9 i vattnet är systemet fosforbegränsat; då bör reningsåtgärderna fokusera på fosfor Båda närsalterna behövs för algproduktionen! 30 Eg. Östersjön; data från 1990 till 2006; ytvatten Baltic Proper, surface water; datafrom1990to 2005 TN/TP 25 20 15 Systemet fosforbegränsat, kväve- P-limited, N-reductions useless minskningar onödiga Tröskelvärde Threshold for 15 cyanobacteria, 15 10 5 0 1990 0 20 1992 40 1994 60 80 1996 100 2000 120 2002 140 160 2004 180 2006 Month (1 = Jan. 1990; 193 = Jan. 2006) Redfield, 7.2 B. Systemet kväve N-limited, begränsat, kväveminskningar gynnar Cyanobacteria, N-reductions cyanobakterier och harmful är skadliga 8
2250 2000 n = 495 TN = 9.30 TP+245; r 2 = 0.58 log(tn) = 0.70 log(tp)+1.67; r 2 = 0.65 9 av 495! 1750 1500 Kväve 1250 1000 750 500 250 Salinity gradient Ökande salthalt Lakes, GH Lakes, SLU Bothnian Bay Baltic Sea 1 Baltic Sea 2 Ringkobing Fjord Chesapeake Bay Marine, SWC Marine, Italy Marine, GH 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 TN=7.2 TP the Redfield ratio Redfieldkvoten = 7.2 TP (µg/l) Fig. 2.12. Scatter plot between SW-concentrations Fosfor of total-p (TP) and total-n (TN) for the growing season from 10 sub-groups constituting a salinity gradient. The figure also gives regressions for Hur the actual är data läget and log-transformed i andra data system? for the 495 data points. Data from HŒkanson et al. (2008). Salthalt (psu) Fosfor-koncentration (µg/l) Ytvatten Ytvatten Vattendjup (m) Djupvatten Mellanvatten Mellanvatten Djupvatten 100 vertikaler från Eg. Östersjön åren 1997 till 2005 under månaderna 5 till 9. Fig. 2.2. One hundred daily verticals selected at random from stations deeper than 10 0 m from the Baltic Proper collected months 5-9 between 199 7 a nd 2005 : (A) salinity and (B) TP -concentrations; and lines indicating sur face -water areas (SW), middle-water areas (M W) and deep water areas (DW) Redraw n from HŒkanson and Bryhn (2008b) 9
Hur svarar Östersjön på åtgärder? 99.5% säkerhet; n = 66 Primärproduktion 10
Optimal fiskekvot Egentliga Östersjön; fisk(86%stortorsk) rov Biomass Initial prod uktion Utvandring Totalt fisk Fiskekvot Uttag (1000 t) (1000 t er pår) (1000 t er pår) (1000 t er pår) (1000 t er pår) (% per år) 21 54 1.7 48 14 67 39 93 3.2 79 24 62 67 143 5.5 118 35 52 166 231 28 144 43 26 dagsläget 0.3 =fiskekvot 0.35 = illegal t fiske 0.15 = dumpa d död fisk 0.1 = anna t fiske,t.ex.. frånsälaroch fåglar 0.1 = säkerhetsmargina l Uttag = Fiskekvot/Biomass a Paradoxen! Nuläget"Optimalt"+ fiskodling BSAP Närsaltsminskningar Fosfor 0 8730 15 000 (ton/yr) Kväve 0 0 133 100 Kostnader, närsaltsminskningar Fosfor 0 367 TP+TP = (millioner kr) Kväve 0 0 31 000 Bioindikatorer (m) Siktdjup BP 6.7 11 17 Siktdjup GF 4.0 7.0 8.5 (µg/l, sommarvärden) Klorofyll BP 1.7 0.9 0.5 Klorofyll GF 2.4 1.4 1.0 (µg/l, sommarvärden) Cyanobakterier BP62 5.2 0.1 Cyanobakterier 42 11 4.0 BP = Baltic Proper = Egentliga Östersjön GF = Gulf of Finland = Finska viken 11
Nuläget"Optimalt"+ fiskodl BSAP Yrkesfiske (1000 ton per år) Bytesfisk 1130 630 430 Rovfisk 70 50 40 Fritidsfiske (1000 ton per år) Totalt fiske 190 110 70 Värde (millioner kr per år) 12 070 7 500 5 300 Fiskodling, värde (millioner kr per år 1800 30 000 ton regnbåge per år "Willingness-to-pay (millioner kr per år) 10 000 Bytesfisk = strömming, skarpsill och liten torsk Rovfisk = främst stor torsk En fiskodling på 30 000 ton regnbåge per år skulle ge 7000 jobb! Giftkoncentrationen i fisk, C = M/BM M = Mängd gift (t.ex. dioxin, PCB) i systemet BM = Fiskbiomassan i systemet Alltså: Ju lägre närsaltskoncentration i systemet, desto lägre fiskbiomassa och desto HÖGRE gifthalt i fisk (om allt annat är konstant). Detta är biologisk utspädning. I de klaraste vatten simmar de giftigaste fiskarna Eutrofieringen och miljögifter i fisk hör ihop och får inte ses som två skilda problem!! 12
Slutsatser: Omförhandla BSAP! För att spara 34 miljarder/år för östersjöstaterna; skapa minst 7000 jobb inom vattenbruket; rädda svensk jordbruk; rädda fisket i Östersjön. För att vattenkvaliteten i Östersjön skall bli som den var för 100 år sedan! Pluralism - inte enfald - i Östersjöforskningen! Det är stolligt att bygga en räddningsplan på en - säger en! - undermålig modell med flera direkta fel! Fokusera åtgärder mot att rena fosfor genom att bygga reningsverk i Polen och de Baltiska staterna, inkl. Kaliningrad. Inga ytterligare åtgärder i Sverige, varken mot kväve eller forsfor; detta är inte kostnadseffektivt! Använd pengarna där de gör mest nytta! Åtgärda först de mest förorenade områdena, t.ex. utanför Kaliningrad, Oders och Wistulas mynningsområden, inre Finska viken och Rigabukten 13