Innsjøen som resipient for landbruksforurensing hvordan skille ulike faktorer som påvirker vannkvalitet? Gunnhild Riise

Transkript

1

2 Innsjøen som resipient for landbruksforurensing hvordan skille ulike faktorer som påvirker vannkvalitet? Gunnhild Riise

3 Hovedpunkter Innsjøen som resipient Summen av alle påvirkninger både naturlige og menneskeskapte Naturgitte forhold: Landskapet Hydrologi Klima - værforhold Innsjøprosesser Påvirkninger Landbruk (næringsstoffer, erosjon, pesticider) Kloakk, vei, tettbebyggelse, rekreasjon mm Problemanalyse Hva er problemet? Sammenheng mellom landbruk og vannmiljø Sammenheng mellom tiltak og resipient (pasient) 3

4 Innsjøen som resipient Catchment area: 5 km Lake surface area:,3 % Agriculture: 53 % Forest: 3 % Settlement: 1 % Årungenvassdraget med UMB campus i forkant Accumulation of nutrients and trace metals in eutrophic lake sediments Bilde: Ulf Larson

5 Landskapet naturgitte forhold Nedbørsfeltet: Størrelse (skala) Form Helning, transporthastighet Topografi, form og størrelse på innsjøer, innslag av våtmarksområder Geologi, løsmasser, vegetasjon Areal på nedbørsfelt:innsjø Vannets oppholdstid Store forskjeller i tilgrensende nedbørsfelt 5

6 9 Hydrologi - vannbalanse Borch et al. 7 Årungen mottar vann fra flere delnedbørsfelt

7 Klima - nedbør Store årlige variasjoner i nedbør Mengde og intensitet av nedbør påvirker avrenning av næringsstoffer og partikler Oppholdstid og sirkulasjonsmønster i innsjøen Månedlig nedbør Ås (mm) -1 Precipitation (mm) A Jan May Sep Jan May Sep Jan May Sep 7

8 Årungen Årlige variasjoner i sirkulasjonsforhold og stabilitet av termiske sjiktninger Påvirker lagdeling, dypet hvor vannmassene blandes (fordeling av plankton) Romarheim upubl.

9 Problemanalyse Hva er god økologisk tilstand? For høy algevekst stor primærproduksjon Begrensende faktorer Næringsstoffer Lys Temperatur Undersøkt ved: Variasjoner gjennom en vekstperiode for ulike dyp Sensormålinger (1 m dyp) Biotestforsøk Langtidsserier utvikling over tid 9

10 Temperatur og vind innvirker på sirkulasjons forholdene og stabiliteten av sprangsjiktet Utveksling av vannmasser mellom øvre og nedre lag av vannsøylen Temp (mg L -1 ) og Temperatur ( C).7 Temp (mg L -1 ) og Temperatur ( C) 17. Årungen juni-september Temp (mg L -1 ) og Temperatur ( C) 3. Temp (mg L-1) og Temperatur ( C) Temp. 1 1 Temp (mg L -1 ) og Temperatur ( C) (mg L -1 ) og Temperatur ( C) Temp. 1 1 Temp (mg L -1 ) og Temperatur ( C) (mg L -1 ) og Temperatur ( C) 1

11 og PO -P (µg L -1 ) og PO -P(µg L -1 ) Årungen juni-september 11 PO-P PO-P og PO -P (µg L -1 ) PO-P og PO -P(µg L -1 ) 3. PO-P Frigjøring av fosfor fra sedimenter utover i produksjonsperioden Lagdeling av innsjøen bestemmende for om fosfor kommer opp i produktive lag Større vertikale gradienter og skarpere produksjonstopper i perioder med lysbegrensing PO-P 1 PO-P og PO -P (µg L -1 ) og PO -P (µg L -1 ) Chla PO-P 1 1 Chla PO-P og PO -P (µg L -1 ) og PO -P (µg L -1 ) 11

12 Temperature ( C) Temperatur - innsjø (1 m) og luft Lake (mean) Air (mean) 5 June July Aug. Sep. 1

13 ph Vekstsesong 11 1 m dyp 1 r =.1 1 Oxygen satuaration (%) r = Temperature ( C) ph 13

14 Fraction of total variance UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP 1.. Biotestforsøk Analyse av hvilke faktorer som regulerer vekst.. 3. May 1. Jun 9. Jun 13. Jul 1. Aug 5. Aug 7. Sep 1. Sep 5. Oct Light Nutrients Light Nutrients Viktigste enkeltfaktor er lys: Tetthet alger, partikler, løst organisk materiale Romarheim, 1 1

15 Årungen Store årlige og sesongmessige variasjoner i Total fosfor 15 Romarheim upubl.

16 TP (µg L -1 ) Årungen (epilimnion.5-5 m) jan m ai sep jan 9 m ai 9 sep 9 jan 1 m ai 1 sep 1 jan 11 m ai 11 sep 11 TN (mg L -1 ) 3 1 jan mai sep jan 9 mai 9 sep 9 jan 1 mai 1 sep 1 jan 11 mai 11 sep SRP (µg L-1-1 ) 3 (µg L-1-1 ) 15 jan mai sep jan 9 mai 9 sep 9 jan 1 mai 1 sep 1 jan 11 mai 11 sep 11 jan m ai sep jan 9 m ai 9 sep 9 jan 1 m ai 1 sep 1 jan 11 m ai 11 sep 11 1 Romarheim, 1

17 SD jan m ai sep jan 9 m ai 9 sep 9 jan 1 m ai 1 sep 1 jan 11 m ai 11 sep 11. Vekstsesongen (årlig gj. mai-september).5 Siktedyp (m) : Løvstad and Krogstad (1995) -1: UMB, IPM 17

18 Framtidsutsikter? Bedret siktedyp? Endringer i artsammensetning Ikke registrert vasspest i 1 og 13 1

19 Oppsummering Innsjøer dynamiske systemer Sirkulasjon og stoffomsetning Problemanalyse hva er hovedutfordringen? Hva er god økologisk tilstand? Begrensende faktorer for algevekst? Kobling mellom prosesser i nedbørsfeltet og resipient Vannblanse Værforhold-klima Tiltak og respons i resipienten Samvirkende prosesser, tilf.mengder, tilgjeng., tidspunkt Langtidsserier Tid før effekt av et tiltak kan måles 19

20 Temperature ( C) Conductivity (ms m-1) ph Lake Årungen 11 (1 m depth) June July Aug. Sep. June July Aug. Sep. Store temperatur variasjoner gjennom døgnet og fra dag til dag Temperatur stor innvirkning på biologiske og fysiske forhold i innsjøen June July Aug. Sep. 5 Chla 3 1 June July Aug. Sep. Oxygen saturation (%) June July Aug. Sep.

21 Tot. P and (µg L -1 ) PO -P (µg L -1 ) og NO 3 -N (mg L -1 ) Tot. P Chla Tot. N Mai Juni Juli August Sept. (Depth.5-5 m) 11 PO -P NO 3 -N NH -N (Depth.5-5 m) Tot. N (mg L -1 ) NH -N (mg L -1 ) Mai Juni Juli August Sept Siktedyp (m) Mai Juni Juli August Sept. 11 1

22 Tot. P ((µg L -1 ) og (µg L -1 ) Tot. P (µg L -1 ) og (µg L -1 ).7 Tot. P Årungen juni-september 11 Tot. P 17. Tot. P Tot. P Tot. P (µg L -1 ) og (µg L -1 ) Tot. P (µg L-1) og (µg L -1 ) 3. Tot. P Tot. P Tot- P (µg L -1 ) og (µg L -1 ) Tot- P (µg L -1 ) og (µg L -1 ) Chla Tot. P 1 1 Chla Tot. P Tot P (µg L -1 ) og (µg L -1 ) Tot. P (µg L -1 ) og (µg L -1 )

23 Oks.(mg L -1 ) og (µg L -1 ) Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) Årungen juni-september Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) Oks. (mg L-1) og (µg L -1 ) Større vertikale gradienter og skarpere produksjonstopper i perioder med lysbegrensing Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) Chla 1 1 Chla Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) Oks. (mg L -1 ) og (µg L -1 ) 3