Brunere vann - resultat av renere luft eller av klimaendring? Heleen de Wit Norsk Institutt for Vannforskning 1
Hvorfor bry seg om brunere vann? Brunfargen forårsakes av humus, altså omdannede planterester Det er mye karbon i jordsmonnet er økt humus i vann et tegn på at karbon i jorda forsvinner? Humus er en svak syre mer humus hemmer recovery fra sur nedbør Humus må fjernes fra drikkevann desinfisering med klor fører til kreftframkallende forbindelser 2
Hvor ble trenden oppdaget? Vannverk økt farge Internasjonalt Bouchard 1997 WASP Quebec Skjelkvåle ea 2001, HESS Finland, Sweden, Norway (1990-1999) Monteith ea 2001, WASP UK (1988-1998) Stoddard ea 2003, EPA North America (1990s) 3
4
Populære forklaringer Enzym-aktivitet i jorda har økt på grunn av økt CO2 i atmosfæren Freeman et al, 2001a+b, 2001b, 2004, Nature Økt aktivitet av meitemark på grunn av økte temperaturer mer DOC avrenning Cole et al. 2002, Soil Biol Biog. Endringer i arealbruk drenering, planting av skog Worral et al. 2005, Biogeochemistry Mindre prosessering av humus i vann og elver Dillon and Molot, 1997, Biogeochemistry Økt mikrobiell produksjon av DOC i jord på grunn av mer nitrogen Pregitzer et al. 2004, Biogeochemistry 5
Er browning utbredt? 6
Vann blir brunere i Nord Amerika og Nordvest Europa Et fenomen i boreale strøk Lokale regionale globale årsaker? Statistikk, eller annen form for støtte? Mekanistiske forklaringer? 7
DOC trend % endringer / år 39% av variasjonen i DOC trend forklart med «kjemi» Trend i sulfat + klorid (µeq/l/år) 8
Statistisk modell Redusert SO4 sur nedbør Endringer i Cl sjøsaltdeposisjon Basekationer sensitivitet jorda er for sur nedbør Analyse av residualene residual DOC trend er ikke forskjellig fra null Forklaring positive og negative trender i Nord Amerika og Nord Europa 9
Er det noe mer som støtter en kjemisk forklaring? Lab-eksperiment Felt-eksperiment i UK Mye aluminium i jorda reduserer løslighet av DOC Løslighet av organisk materiale øker med økende ph Tilførsel av sur og alkalisk nedbør Sur nedbør: Nedgang i DOC Alkalisk nedbør: økning i DOC Oulehle et al. 2013, EJSS 10
Hva med klima? 64 Temperatur forklarer variasjon i sesong og mellom år Sulfat deposisjon forklarer trenden 11
Trend (mg C/L/år) DOC i Norden effekt av nedbør Trender i %/år (1990-2013) 0.6 0 Median DOC konsentrasjon (mg C/L) 2016 Domqua - heleen.de.wit@niva.no 474 innsjøer, bekker og elver i Norden Signifikante økninger i 67% av alle lokaliteter Median økning +1.4% per år Økningen skjer overalt Størst absolutt økning der DOM er høy fra før
Stor effekt av nedbør på DOC Økt nedbør fører til økt DOC nesten overalt Mer i relativt tørre områder (MAP < 800 mm) Der nedbør er veldig høy fra før, fører mer nedbør til fortynning av DOC En våtere framtid = brunere vann 2016 Domqua Ciens - seminar heleen.de.wit@niva.no brunere vann 14.12.2016 13
Økt DOM i en våtere framtid 2016 Domqua Ciens - seminar heleen.de.wit@niva.no brunere vann
Trender i vannføring Fig. 4. Trends in annual streamflow for the periods 1920 2005 (left), 1941 2005 (middle) and 1961 2000 (right). Donna Wilson, Hege Hisdal, Deborah Lawrence Has streamflow changed in the Nordic countries? Recent trends and comparisons to hydrological projections Journal of Hydrology, Volume 394, Issues 3 4, 2010, 334 346 http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.09.010 15
Grønnere verden = brunere vann? 16
Positiv sammenheng mellom NDVI og DOC i rom NDVI: Normalized Difference Vegetation Index «greenness» Vegetasjon, eller mangel på vegetasjon Skog har høy NDVI Henger sammen med biomasse, lengde vekstsesong, produktivitet Mye skog = høy DOC Mer skog = mer DOC? 17
Sammenheng mellom NDVI og DOC i tid? Årlig variasjon i DOC i 78 norske innsjøer Sulfat deposisjon NDVI 2016 18
TOC henger positivt sammen med NDVI og negativt med vannføring og sulfat deposisjon Variasjonen i TOC styres av Rom: TOC er lavt på Vestlandet, høyt på Østlandet (0.5-15 ppm) År: år til år variasjon Langtidstrend browning Hvilken del av variasjonen blir forklart av modellen? Ingen residual analyse, vanskelig å si om NDVI forklarer en langtidstrend eller romlig variasjon 19
Stående biomasse i norsk skog øker (x3 siden 1920) 1990-2012 Biomasse i skog: + 40 g C/m2/år Karbon i jord: + 9 g C/m2/år Kilde: NIBIO Mengde karbon i norsk skogsjord: 10-17 kg C/m2 (Strand et al. 2016 Can J For) 2015 20
Brunere vann renere luft eller klimaendring? Definitivt renere luft Nedbør har stor, men ikke entydig, effekt på DOC i vann Noen steder blir det våtere, andre steder ventes tørke Temperatur har mye å si for sesongvariasjon i DOC Enn så lenge for lite oppvarming for å slå ut (merkbart) på DOC? Temperatur kan påvirke indirekte 21
Takk! 22
EnvPoll 2005 Potensielle årsaker: Redusert sur nedbør Temperatur endring Hydrologi Endringer i arealbruk Redusert fjerning i innsjøer og elver Anriking av jorda med nitrogen gjennom nitrogen deposisjon UK: +91% i løpet av 15 år (1988-2002) 23