Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Regional övervakning av avrinningen frånbrukad skogsmark i Västra Götalands, Hallands och Jönköpings län: Utvärdering av perioden 1996-2009 och förslag till framtida utformning
Executive, Länstyrelserna, länsstyrelsen, lst, Länsstyrelsen Västra Götalands län. Executive, Universitet, Swedish University of Agricultural Sciences, Sveriges lantbruksuniversitet, vatten och miljö.
Responsible organisation
2012 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

I denna rapport utvärderas och redovisas avrinningskemin från brukad skog i de fem skogsbäckar där undersökningarna finansierats av Västra Götalands (Fallabäcken, Sågebäcken och Kvarnebäcken), Hallands (Näverbäcken) och Jönköpings län (Ramsjöbäcken). Utvärderingen omfattar data från det att mätningarna startades 1996 - 2000 och fram till och med år 2009. Syftet med arbetet är att dokumentera den vattenkemiska variationen i skogsbäckar i sydvästra Sverige och att analysera om olika skogsbruksåtgärder, främst slutavverkning, påverkat denna variation. I uppdraget har även ingått att lämna förslag på hur övervakningen av avrinning från brukad skog bör utformas i framtiden.

Avrinningsområdenas area varierar mellan 331 och 698 ha och andelarna skogs och myrmark ligger i intervallet 82-95% respektive 5-13%. Samtliga områden är följaktligen utpräglade skogsområden med visst inslag av myr och små tjärnar.

Under perioden 2004/05 till 2009/10 slutavverkades 4-14% av avrinningsområdena bl.a. p.g.a. skador orsakad av stormarna Gudrun (2005) och Per (2007). Grenar och toppar (GROT) skördades på en stor del av den avverkade arealen i tre områden (76-92%). och även markberedning var vanligt i tre områden (80-83%).

Medelårsavrinningen under mätperioden varierade påtagligt mellan områdena (279-765 mm) och den mellanårliga variationen var stor. Beroende på område skilde det 2-4 gånger mellan torra och blöta år. Exporten av kväve och fosfor från avrinningsområdena följde i stort sett samma rangordning som avrinningen. De uppmätta medelårstransporterna låg i huvudsak inom de intervall (1,4-4,2 kg N/ha, år respektive 0,01-0,18 kg P/ha, år) som tidigare uppmätts i brukad skog och naturskog i Sverige och Finland. Andelen oorganiskt kväve varierade mellan 17 och 39% och huvuddelen utgjordes av nitrat (76-84%). Andelen fosfat varierade mellan 22 och 33%. De flödesvägda årsmedelhalterna för totalkväve, och nitrat låg i intervallen 419-667 μg/l respektive 64-115 μg/l och för totalfosfor och fosfat 6-14 μg/l respektive 2-5 μg/l.

Samtliga områden uppvisade som årsmedelvärde export av buffertkapacitet (ANC) d.v.s. det exporterades mer baskatjoner (kalcium, magnesium, natrium och kalium) än anjoner kopplade till mineralsyrorna (svavelsyra, salpetersyra och saltsyra).

Exporten av ANC dominerades av organiska anjoner (humus) medan vätekarbonat (alkalinitet) antingen saknades helt eller endast utgjorde en mycket liten andel (≤13%). Buffring av svaga organiska syror ledde till låga pH-värden (4,8-5,7) och export av protoner. Områdenas närhet till havet återspeglades i transporten av natrium och klorid. Återhämtningen från försurning kopplat till det minskade nedfallet av svavel har sannolikt bromsats av ett ökat havssaltnedfall. Betydelsen av svaga organiska syror (humus) för ANC och pH har ökat över tiden.

Transporten av totalt organiskt kol varierade påtagligt mellan områdena (faktor 2-3) och i grova drag följde metallerna järn, mangan och aluminium samma mönster.

Utlakningen av dessa ämnen låg på liknande nivåer som i naturskogsområdena Gårdsjön och Aneboda. Transporten av oorganiskt aluminium, vilken är den giftigaste formen för fisk och andra organismer som andas med gälar, utgjorde 12-37% av aluminiumexporten i de tre områden där oorganiskt aluminium analyserats. De flödesvägda medelhalterna för totalt organiskt kol, järn och aluminium var generellt något högre i slutet på tidsserierna, vilket sammanfaller med den generella trenden av ökande humushalter i svenska sjöar och vattendrag. Baserat på data från 1-5 år låg de flödesvägda medelhalterna för oorganiskt aluminium över (högsta halt ca 100 μg/l) eller inom det intervall om 30-50 μg/l som betraktas som skadligt för bl.a. fisk. Den 5-åriga tidsserien från Ramsjöbäcken indikerar sjunkande halter oorganiskt aluminium, vilket överensstämmer med observationer från flera andra skogsbäckar i södra Sverige. Ett 10-tal andra metaller har analyserats i tre av områdena och transporter och halter låg där på ungefär samma nivåer som i naturskogsområdena Gårdsjön och Aneboda. Halterna var generellt betydligt lägre än de lägsta halterna där negativa biologiska effekter kan förväntas.

Skogsbruksåtgärderna har påverkat en så liten andel av avrinningsområdena att effekterna av dem inte med säkerhet kan särskiljas från bäckvattenkemins naturliga variation. Resultaten överensstämmer med tidigare studier där brukade områden jämförts med naturskog i södra Sverige. Resultatet är glädjande i och med att det på en rumslig skala av några hundra hektar inte finns några indikationer på att skogsbruket påtagligt ökat utlakningen av näringsämnen eller på annat sätt påverkat det vattenkemiska tillståndet t.ex. surheten. Skogsbruket ger därför primärt upphov till mycket lokala effekter på vattenmiljön.

De regionala programmen för övervakning av avrinningen från brukad skogsmark i Västra Götalands, Hallands och Jönköpings län har sedan start genererat mycket värdefull data. Resultaten blir än mer värdefulla i takt med att tidsserierna förlängs.

Den stora areella utbredningen av skogs- och myrmark i sydvästra Sverige innebär att övervakning av vattenkvaliteten i sådana områden bör ha hög prioritet för att studera trender och utgöra underlag till olika modeller. Mätningarna i Fallabäcken, Kvarnebäcken, Sågebäcken, Näverbäcken och Ramsjöbäcken bör därför fortsätta.

Mätprogrammen kan i viss mån förbättras bl.a. genom införande av enhetlig analysmetodik för oorganiskt aluminium och genom att komplettera mätningarna med provtagning i direkt anslutning till utförda skogsskötselåtgärder främst slutavverkning.

 

Abstract [en]

In this report, the runoff chemistry in five forest streams draining managed forests has been evaluated. The monitoring has been funded by the county administrations in Västra Götaland (Fallabäcken, Sågebäcken and Kvarnebäcken), Halland (Näverbäcken) and Jönköping (Ramsjöbäcken). The assessment includes data from surveys beginning in 1996 - 2000 and ending in 2009. The aim of this work is to document the water chemical variations in forest streams in southwestern Sweden and to analyze how various forestry measures, mainly clear-felling, influenced this variation. The commission also includes proposals on how to conduct runoff monitoring in managed forest in the future.

The catchment areas range from 331-698 hectares and the shares of forest and peat lands vary in the ranges of 82-95% and 5-13%, respectively. All the catchments are thus typical forest areas including elements of peat lands and small ponds. During the period 2004/05 to 2009/10, 4-14% of the catchment areas were clear-felled partly due to damages caused by the storms Gudrun (2005) and Per (2007).

Branches and tops (slash, GROT) were harvested on a large proportion of the harvested areas in three catchments (76-92%) and scarification was also common in three catchments (80-83%).

The average annual discharge during the investigation periods varied significantly between areas (279-765 mm) and the inter-annual variability was large. Depending on catchment it differed 2-4 times between dry and wet years. The export of nitrogen and phosphorus from the catchment areas broadly followed the same ranking as runoff. The measured average annual transports were mainly within the ranges (1.4 to 4.2 kg N/ha year and 0.01 to 0.18 kg P/ha, year, respectively) previously measured in managed and natural forests in Sweden and Finland. The proportion of inorganic nitrogen ranged from 17-39% and the majority consisted of nitrate (76-84%). The proportion of phosphate varied between 22-33%. The flowweighted annual average concentrations for total nitrogen and nitrate were in the ranges 419-667 μg/l and 64-115 μg/l, respectively, and for total phosphorus and phosphate 6-14 μg/l and 2-5 μg/l, respectively.

All catchments showed an annual average export of buffer capacity (ANC), i.e. it exported more base cations (calcium, magnesium, sodium and potassium) than anions associated with mineral acids (sulfuric, nitric and hydrochloric acid). The export of ANC was dominated by organic anions (humus) while bicarbonate (alkalinity) were either missing completely or only represented a very small fraction (≤ 13%). The buffering of weak organic acids led to low pH values (4.8 to 5.7) and the export of protons. The catchments vicinity to the sea was reflected in the transports of sodium and chloride. The recovery from acidification linked to the reduced sulfur deposition has likely slowed down due to an increased sea salt deposition.

The importance of weak organic acids (humus) for the ANC and pH has increased over time.

The transport of total organic carbon varied significantly between catchments (factor 2-3) and the metals iron, manganese and aluminum roughly followed the same patterns. The leaching of these substances was at similar levels as in the nonmanaged forests of Lake Gårdsjön and Aneboda. In the three catchments where it was estimated, the transport of inorganic aluminum accounted for 12-37% of the aluminum exports. Inorganic aluminum is the most toxic form for fish and other organisms that breathe with gills The flow-weighted average concentrations of total organic carbon, iron and aluminum were generally slightly higher at the end of the time series, which coincides with the general trends of increasing humus levels in Swedish lakes and streams. Based on data from 1-5 years, the flow-weighted average concentrations of inorganic aluminum were over (maximum level ca 100 μg/l) or within the range of 30-50 μg/l, which are considered harmful to e.g. fish. The 5-year time series from Ramsjöbäcken indicates decreasing concentrations of inorganic aluminum, which is consistent with observations from several other forest streams in southern Sweden. Some 10 other metals were analyzed in three of the areas. The transports and concentrations were at about the same levels as in the non-managed forest streams of Gårdsjön and Aneboda. The concentrations were generally much lower than the lowest levels where adverse biological effects can be expected.

Forestry measures affected too small proportions of the catchment areas to safely distinguish their effects from the natural stream water chemistry variation. These results are consistent with previous studies, which compared data from streams in managed and non-managed forests in southern Sweden. The results are gratifying in that, on a spatial scale of a few hundred hectares, there were no indications on that forestry measures significantly increased the leaching of nutrients or otherwise affected the water-chemical state such as acidity. Forestry primarily seems to cause very local effects on the aquatic environment.

The regional monitoring of the runoff chemistry from managed forests in the counties of Västra Götaland, Halland and Jönköping have since start generated a large amount of valuable data. The results will be even more valuable as the time series are extended. The large spatial distribution of forests and peat lands in southwestern Sweden motivate why monitoring of the water quality in such areas should have high priority in order to study trends and provide a basis for various models.

The monitoring of Fallabäcken, Kvarnebäcken, Sågebäcken, Näverbäcken and Ramsjöbäcken is therefore recommended to continue. The monitoring programs can to some extent be improved through the introduction of uniform methodology for analyzing inorganic aluminum and by supplementing the measurements with sampling in direct connection to silvicultural measures primarily harvesting.

 

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 44 p.
Series
Rapport Länsstyrelsen VG län, ISSN 1403‐168X ; 2012:02
National Category
Environmental Sciences
Research subject
Finance, Regional; Miljöövervakningens programområden, Forest; Environmental Objectives, Natural Acidification Only; Environmental Objectives, Zero Eutrophication
Identifiers
URN: urn:nbn:se:naturvardsverket:diva-1877OAI: oai:DiVA.org:naturvardsverket-1877DiVA: diva2:759682
Available from: 2014-10-30 Created: 2014-10-30 Last updated: 2014-10-30Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2113 kB)36 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2113 kBChecksum SHA-512
55f617006472b7504861a5c9e222d952f24abbf895a72471c81a00c6afb46a1cc1c0e0033fafb551e85c6562e32d541881868438707d391285f5a5904d5323fc
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Länsstyrelsen Västra Götalands länSveriges lantbruksuniversitet, vatten och miljö
Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 36 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 40 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf