Algevekst innvirkning av klima, næringsstoffer og lys et langtiddstudie fra en landbrukspåvirket innsjø (1999-1) Gunnhild Riise, Sverre Anmarkrud, Inggard Blakar, Ståle Haaland, Nils-Otto Kitterød, Thomas Rohrlack Norwegian University of Life Sciences 1
Bakgrunn Gjennomført mange tiltak for å redusere tilførsler av fosfor til Årungen en eutrof innsjø i SØ-Norge Algeveksten er redusert siden 19-197 tallet, men er fremdeles høy og tilfredsstiller ikke vannforskriften Dynamisk innsjø som er sterkt regulert av værforhold og tilførsler av partikler Endringer i temperatur og avrenning har stor innvirkning på eksterne tilførsler av næringsstoffer og partikler innsjøinterne prosesser Spesielt er tidlige perioder av vekstsesongen viktig Følsom for endringer i klima Våren kommer tidligere Forlenget vekstsesong Norwegian University of Life Sciences
Målsetning Vurdere ulike faktorer som påvirker algevekst tidlig i vekstsesongen Klima temperatur og nedbør Næringsstoffer Lysforhold Langtidsstudie i en eutrof innsjø første uke av juni 1999-1 Vertikal fordeling av sentrale limnologiske variable Norwegian University of Life Sciences 3
Outline Lokalisering/bakgrunnsdata Historisk utvikling av pigmenter Temperaturfordeling gjennom året Resultater Første uke av juni (1999-1) Konklusjon Vertikal fordeling av Chl a, næringsstoffer, partikler, temp.,o, Lysforhold Værforhold Tidsutvikling Mann Kendall Norwegian University of Life Sciences
Årungens nedbørsfelt Catchment area: 5 km Lake surface area:,3 % Agriculture: 53 % Forest: 3 % Settlement: 1 % Årungens nedbørsfelt med Universitets Campus i forkant Photo: Ulf Larson Accumulation of nutrients and trace metals in eutrophic lake sediments 5
Kurve over areal vs dyp Max dyp 13, m Gjennomsnittsdyp 8,1 m Overflateareal 1, km Oppholstid vann:,5 mnd Dybdefordeling Årungen
Sedimentprøver fra Årungen (Photo Vibeke Hoff)
Depth (cm) 5 1 15 5 3 35 5 5 55 5 7 Lake Årungen - sediments 1 5 1 15 Pigments (µg g C)* Total algae Cyano_1 (Echinenone) Cyano_ (Myxoxantophyll) 198 195 *Spectrophotometric analysis of pigments according to Kyle et al. 15, PLOSE ONE Sep. 11
Shallow dimitic lake that stratify dynamic temperature distribution Water temperature 1-1 9 Hobo loggers 1 h resolution (,5, 1,, 3, 5,, 7, 8, 1, 13 m)
Lake Årungen - first week June (1999-1) - Average values +/- standard deviation Depth (m) 8 Depth (m) 8 1 1 1 1 5 1 15 5 3 Turbidity 8 1 1 Tot P (µg L-1) Depth (m) 8 Depth (m) 8 1 1 1 1 5 3 35 5 5 55 1 3 5 Color (Pt mg L-1) Tot. N (mg L-1) Årungen har høye verdier for næringsstoffer og partikler store årlige variasjoner
Årungen - first week June (1999-1) Depth (m) 8 Depth (m) 8 1 1 1 1 8 1 1 1 1 18 Temperature ( C) 8 1 1 1 1 Oxygen saturation (%) Depth (m) 8 Depth (m) 8 1 1 1 1,5 7, 7,5 8, 8,5 9, 9,5 ph 1 3 5 Chla (µg L-1) Med unntak av ett år (15) har innsjøen vært lagdelt i første uke av juni. Høy algeproduksjon fører til høye ph verdier og overmetning av oksygen i øvre sjikt av innsjøen
Årungen første uke av juni (1999-1) 1, r =,7 1 1, Depth (m) 3 5 Secchi depth 1,3 m (SD,5m) Vertical extinction coefficient (m -1 ) 1,,8,,, 7,1,1 1 1 1 Light transmission (%),,,5 1, 1,5,,5 3, 3,5 Secchi depth (m) Lyset svekkes raskt med dypet (PAR) Relativt lavt siktedyp (1,3 +/-,5 m) og grunn eufotisk sone (ca. 3 m).
Lake Årungen - first week June (1999-1) Vertical extinction coefficient (m -1 ) 3,5 3,,5, 1,5 1,,5 3,5 3,5 r =,9 r =,39 r =,39 3, 3,,5,5,, 1,5 1,5 1, 1,,5,5 Vertical extinction coefficient (m -1 ) Vertical extinction coefficient (m -1 ), 8 1 1 1 1 18, 1 3 5 7 8, 3 5 7 Turbidity at 1 m depth Chl a (µg L -1 ) at 1 m depth Color (Pt mg L -1 ) at 1 m depth 13
Værforhold vår mars, april og mai (avvik fra normalperioden 19-199) March April May Temperature ( C) - Temperature ( C) - Temperature ( C) - - - - - 1998 1 7 1 13 1-1998 1 7 1 13 1-1998 1 7 1 13 1 Year Year Year March April May 1 1 1 8 8 8 Precipitation (mm) - Precipitation (mm) - Precipitation (mm) - - - - - 1998 1 7 1 13 1-1998 1 7 1 13 1-1998 1 7 1 13 1 Year Year Year Norwegian University of Life Sciences 1
Mann-Kendall trend* - Første uke av juni (1999-1) Temp. Turbidity Tot-P PO-P Chla O (mg L-1) O (%) Tot N NO3-N Depth Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S Test Z S,5 m,1,93**,9** -,5,87 1,19 -,1 1, 1 m -,8 3,5**,98**,9 1,8 1,7 1,3,1 1,58 m -,8,97** 3,38***,5,89 1,8 1,59 1,37 1,58 3 m, 3,**,9**,91,8 1,1 1,, 1,58 m -1,9+ 3,13**,89** 1, -,31 1,8,5,7 1,71+ 5 m -1,53,7**,73**,8 1,,15,55 1,9 m -,7,7**,89** 1, *,* 1,9,77 1,5 7 m -,1,5*,97** 1,13 -,7,1* 1,78+ 1, 1,9+ 8 m,33,**,7* 1,9+ 1,9+ 1,78+ 1,31 1,7+ 9 m,33,5*,53* 1,89+ 1,9+,8* 1,53 1,8+ 1 m,33,5*,**,3* -,7 1,5+ 1,73+ 1,75+ 1,9+ 11 m,,39*,5*,** 1,1,18* 1,,39* 1 m,,7*,3*,5* 1,9+,3* 1,,8** 1,5 m,58,7* 1,98*,1* 1,9+ 1,83+ 1,75+,1** S = Significance *Mann-Kendall Test and Sen's Slope Estimates for the Trend of Annual Data, Version 1. Freeware, Copyright Finish Meteorological Inst.
PAR (%),5 m Vertikal svekking av lyset øker med tiden 1, 8,,,, Data Sen's estimate 99 % conf. min 99 % conf. max 95 % conf. min, 1995 5 1 15 -, Year
Lake Årungen 1 m depth Turbidity, 15, 1, 5,, 1995 5 1 15-5, Year Tot P (µg L-1) 1, Data Sen's estimate 99 % conf. min 99 % conf. max 95 % conf. min 95 % conf. max Residual 1, 8,,,,, 1995 -, 5 1 15 Year Norwegian University of Life Sciences 17
1 m Ingen signifikant trend for Chl-a med tiden Chl a (µg L-1) 8,,,,, 1995 5 1 15 Data Sen's estimate 99 % conf. min 99 % conf. max 95 % conf. min 95 % conf. max Residual -, -, Year Norwegian University of Life Sciences 18
Samspill mellom ulike faktorer (temperatur, lys og næringsstoffer) Årungen week 3 (1 m) Årungen week 3 (1 m) Årungen week 3 (1 m) 8 8 r =,39 8 r =,7 Chl a (µg L-1) Chl a (µg L -1 ) Chl a (µg L-1) 9 1 15 18 1,5 1, 1,5,,5 3, 3,5 1 3 5 7 8 9 Temperature ( C) Light extinction coefficient (m -1 ) Tot P (ug -1 ) Norwegian University of Life Sciences 19
Konklusjon Ingen signifikant økning i vanntemperaturen med tiden (tidlig juni) Signifikant økning i partikler (turbiditet) og Tot P Økt avrenning og intensitet av nedbørsepisoder bidrar til: økte tilførsler av næringsstoffer redusert lystilgang for algevekst Ingen signifikant endring i klorofyll a dynamisk situasjon som er veldig væravhengig Krever integrerte tilnærminger Norwegian University of Life Sciences