VEGA-projektet resulterade i ett flertal höga samband mellan sjöarnas biogeokemi, markanvändning och makrofytvegetation. Tydliga förändringar i alla tre faktorer konstaterades. Diskussionen förs både kring de tre faktorerna, men även kring den använda inventeringsmetodiken och försöket att utveckla makrofytbaserade indikatorvärden.
4.1 Inventeringsmetodik
Den nedlagda arbetsinsatsen och den med Lohammar jämförbara inventeringsmetodiken tillåter med all sannolikhet långtgångna slutsatser för alla arter förutom helofyterna. Om en artgrupp har underskattats respektive överskattats av Lohammar och i VEGA-projektet så är det antagligen helofyterna. Pga. detta resonemang redovisades och diskuterades främst resultaten kring isoetider, lemnider, elodeider och flytbladsvegetationen.
Rekommendationer för inventeringsmetodik för makrofyter (t.ex. enligt miljöhandboken) borde revideras och förtydligas. Framför allt vore det önskvärt att ha en transektmetod som är även lämplig för eutrofierade sjöar. Metodiken borde standardiseras på så sätt så att även resultat från olika inventeringsmetoder (t.ex. genomförda i oligotrofa och eutrofa sjöar) är jämförbara. Den i Norge använda transektinventeringen utifrån båt och med anteckning av djupaste vegetationspunkt verkar vara ett mycket lovande steg i denna riktning (Marit Mjelde, NIVA, Oslo, personlig kommunikation).
4.2 Förändringar i biogeokemin och relationen till antropogen påverkan
Det är främst halterna av ämnen som påverkas av antropogen aktivitet (tot-N och Na) som visar förändringar som är giltiga för alla 17 återinventerade sjöar. De flesta ämnena visar dock både skillnader mellan regionerna och inom regionerna, vilket tyder på att halterna av ämnena kan vara relaterade till avrinningsområdenas egenskaper som inte undersöktes i denna studie, t.ex. berggrund och jordart. Konduktiviteten samt totalhalten av både N och Na har ökat i alla regioner och visar samma ökande trend inom regionerna.
Tot-P halten samt tot-Ca och tot-K halten har visserligen ökat om alla 17 sjöar analyseras gemensamt. Att dessa förändringar är signifikanta beror dock främst på förändringar i Uppland.
Kvävedeposition, kommunala avlopp, jordbruket i allmänhet och användningen av N-haltiga gödselmedel i synnerhet anses som de främsta orsakerna till ökade kvävehalter i sjöar och vattendrag (Naturvårdsverket, 1993). Under 1930-talet fanns det ingen storskalig användning av gödningsmedel, samtidigt som kvävedepositionen under denna tidsperiod antagligen var jämförelsevis låg. För perioden 1995 – 2001 hade Uppland en ca. 1,3 – 2,3 gånger högre total kvävedeposition än Norrbotten (Bergström, Blomqvist &
Jansson, 2005) vilket kan jämföras med en 1,9 gånger högre genomsnittlig totalkvävehalt i de uppländska jämfört med de norrbottniska sjöarna. Samtidigt har kvävenedfallet i t.ex.
Mellansverige ökat trefaldigt under perioden 1950 – 1990. Antagandet att den observerade ökade totalkvävehalten i Norrbotten skulle bero på ett intensifierat jordbruk bedöms som osannolikt eftersom andelen jordbruksmark i Norrbotten har minskat signifikant från slutet av 1940-talet till 2005. Denna minskning i areal jordbruksmark kan ha kompenserats av en ökad användning av gödselmedel.
Däremot kan utsläpp från kommunala avlopp ha bidragit till de observerade förändringarna i halterna av tot-N och tot-P. Det totala utsläppet av tot-N har ökat från 12 t år-1 1940 till ca 28 t år-1 1990. Samtidigt har utsläppen av tot-P under samma tidsperiod visat en topp under slutet av 1960-talet och är numera på ungefär samma nivå som på 1940-talet (Naturvårdsverket, 1993). Halterna i både Vejärvi och Västannäsavan mer än halverades sedan 1930-talet och tillståndet kan numera anses som mesotrof respektive oligotrof. Minskningen i halterna kan ha sin orsak i et bättre omhändertagande av avloppsvatten. Västannäsavan som är en avskild vik i Kalixälvens flodsystem, är den sjö som har den största påverkan av färskt sötvatten bland de 17 undersökta sjöarna. En bättre rening av fosfor i kombination med utspädning av älvvatten med låga tot-P halter kan ha lett till att tot-P halterna i Västannäsavan nästan har trefaldigt minskat.
Kalhuggning kan avsevärt öka lakning av bl.a. kväve och andra näringsämnen från skogsmark (t.ex. Akselsson, Westling & Orlander, 2004; Rosén, Aronson & Eriksson, 1996). Andelen hyggen inom 1-km buffertzoner kring sjöarna hade dock ingen effekt på totalhalterna av näringsämnen i de 2005 återinventerade sjöarna. Effekten av kalhuggning på biogeokemin av rinnande vatten är enbart mätbara tom ca åtta år efter kalhuggning (Rosén, Aronson & Eriksson, 1996). Detta kan i sin tur förklara varför förändringen i andelen hyggen inte var relaterad till förändringar i sjöarnas biogeokemi.
Den i många sammanhang anförda försurningen under de senaste decennierna återspeglas inte i VEGAs resultat. Redan Wallsten (1981) som återinventerade 23 Lohammarsjöar i Uppland 1975, konstaterade att pH-värden inte hade minskat i sjöarna jämfört med 1930-talet. Det finns tydliga samband mellan trofigrad, fytoplanktonproduktion och pH. Ökade näringshalter, främst fosfor och kväve leder generellt till ökad bioproduktion och vice versa (t.ex. Jeppesen et al., 2005; Likens, 1975) som dock påverkas och begränsas också av andra faktorer. En ökad bioproduktion leder i sin tur till ökad pH (Wallsten, 1981). En pågående försurning kan i de återinventerade sjöarna alltså ha kompenserats av en ökad bioproduktion. Detta resonemang verkar rimligt eftersom näringshalterna i sjöarna har ökat (signifikant ökning för tot-N och tendens till ökning för tot-P) vilket mest troligt har lett till ökad bioproduktion (jämför med t.ex. Wallsten, 1981).
De ökade halterna av tot-Na i både Uppland och Norrbotten, men framför allt i Uppland kan antagligen förklaras med en ökad användning av både hushålls- och vägsalt.
Sjövattnets biogeokemiska egenskapar kan visa stora inomårs- och mellanårsvariationer (Wetzel, 2001). Makrofytsamhällen däremot anses vara mera stabila eftersom t.ex.
artsammansättningen förändras i regel marginellt under juli/augusti (Melzer, 1999;
Wallsten, 1981). Förändringar i markanvändning som t.ex. kalhuggning och dikning påverkar vattenkemin (se ovan och Akselsson, Westling & Orlander, 2004; Rosén, Aronson & Eriksson, 1996; Åström, Aaltonen & Koivusaari, 2001). Att det inte fanns ett samband mellan sjöarnas biogeokemi och förändringar i markanvändningen (förutom för tot-Mn och dikeslängden) verkar därför anmärkningsvärt (se dock ovan). Förändringen i makrofytsamhällen anses därför i denna studie bättre återspegla långtidsförändringarna i markanvändningen än biogeokemin. Det negativa sambandet mellan dikeslängden och tot-Mn halten kan ha sin orsak i störda grundvattenflöden pga. dikning. Störda grundvattenflöden kan leda till att Mn bildar partiklar som inte transporteras vidare till sjöarna.
4.3 Sambandet mellan biogeokemin, markanvändningen och makrofytvegetationen Sjöars morfologiska egenskaper, t.ex. sjöarea och vattendjupet anses som några av de viktigaste variablerna som påverkar artantalet av makrofyter (t.ex. Van Geest et al., 2003). Få studier har dock inkluderat effekten av både sjömorfologi, biogeokemi och markanvändning på makrofytvegetationen. Resultaten från de 17 studerade sjöarna visar dock att det i första hand är vattnets biogeokemiska egenskaper och markanvändningen som styr artantalet av makrofyter.
Bottensubstratet visade i VEGA-projektet vara utan betydelse för makrofytförekomsten.
De 17 återinventerade sjöarna visade fyra olika bottensubstrat, vilket resulterade i ett litet antal sjöar i varje bottensubstratgrupp. Att studera effekten av olika bottensubstrat med hjälp av ett större dataunderlag vore därför önskvärd. Detta kräver dock stora fältinsatser.
Alternativt kan i ett första steg den digitala jordarts- och berggrundskartan (båda två tillgängliga via SGU) användas i ett GIS för att extrahera berggrund och jordart för de 151 Lohammar-sjöarna som en approximation på bottensubstratet.
Resultaten visar för första gången ett samband mellan makrofytabundans å ena sidan och Mo och Fe å andra sidan. Sambandet var negativt för Mo och positivt för Fe. Framför allt Mo har visat sig vara ett begränsande ämne för produktionen av fytoplankton i sötvatten (t.ex. Evans & Prepas, 1997; Howarth & Cole, 1985). Höga Mo-halter skulle resultera i hög primärproduktion vilken i sin tur missgynnar framför allt isoetider pga. minskat siktdjup, dvs. minskad tillgång till solljus. Fe ingår i Mo-komplexet som styr produktionen av fytoplankton (Wurtsbaugh & Horne, 1983). Som för Mo borde Fe därför visa ett negativt samband med abundansen av isoetider och makrofyter som i allmänhet föredrar näringsfattiga sjöar. Fe har i sjöar dock flera funktioner. Bl.a. har Fe en nyckelfunktion vid fastläggningen av fosfor. Höga halter av Fe under aeroba förhållanden leder bl.a. till ökad fastläggning av fosfor (Wetzel, 2001), ett ämne som i denna studie missgynnar framför allt isoetider. De ovan skissade mekanismerna kan förklara de funna sambanden mellan makrofyter, Mo och Fe. För att kunna dra långtgångna slutsatser som även skulle påverka skötsel och restaurering av sjöar måste dessa mekanismer dock undersökas i mera detalj.
De i VEGA-projektet funna, men antagligen invecklade, effekterna av diken på både sjöarnas biogeokemi och makrofytabundans måste undersökas närmare, bl.a. på olika tids- och rumsliga skalor. Med hänsyn till de till vis del enorma arealerna som har dikats i Sverige (enbart 100 000 ha skogsmark i Norrbotten) har dikningens effekter på ekosystemnivå antagligen underskattats. Av denna anledning vore det önskvärt att även kvantifiera förändringen i markanvändningen kring de åtta uppländska sjöarna med hjälp av inskannade och digitaliserade ekonomiska kartblad från 1940-talet.
Studien av specieringen i de sex undersökta sjöarna tyder på att biotillgängligheten (baserad på ultrafiltrerade halter) är av betydelse för lemniderna, dvs. den artgrupp som är helt beroende av näringsämnen i den fria vattenmassan. Speciellt korrelationen mellan den biotillgängliga delen av Mo och artantalet lemnider är anmärkningsvärd. Denna korrelation tyder på att lemniderna har en liknande respons på Mo-halter som fytoplankton (se ovan). Framtida undersökningar som fokuserar på mekanismer kopplade till Mo-Fe interaktionen (se ovan) och som tar hänsyn till biotillgängligheten av ämnena borde öka vår förståelse av interaktionen mellan makrofyterna, fytoplankton och biogeokemin. VEGA-studien var ett första steg i denna riktning.
Boskapsbete kring sjöarna har anförts som en faktor som gynnar vattenvegetation (Sandsten, 2003). Van Geest (2003) visade dock att boskapsbete varken hade en effekt på abundansen av elodeider, flytbladsväxter eller helofyter. Boskapsbete var däremot en av sex faktorer som styrde förekomsten av helofyter men inte av de andra funktionella makrofytgrupperna (Van Geest et al., 2003). I vilken omfattning boskapsbete kring de 17 Lohammarsjöarna har förändrats är svårt att kvantifiera. Den totala minskningen i jordbruksmark tyder dock på att boskapsbete också har minskat. Detta skulle i så fall enligt Lohammar (1965) och Lund (1951) ha lett till större vassbälten (se även Wallsten, 1981). Att förändringarna i vassbälten/växtbårderna inte är synliga under 1975 – 2005 jämfört med 1930-talet – 1975 beror antagligen på att förändringarna i markanvändningen (t.ex. boskapsbete) var större under den sist nämnda perioden.
Det högre artantalet helofyter sommaren 2005 i de sänkta jämfört med de icke-sänkta sjöarna kan förklaras med att helofyter som lagrades i fröbanken etablerade sig efter torrläggningen (se t.ex. Grandin & Rydin, 1998). Denna etablering skulle i så fall successivt har bidragit till ett ett högre artantal helofyter som inte visade sig som signifikant under talet. I vilken omfattning det ökade antalet elodeider under 1930-talet i de sänkta sjöarna kan förklaras med fröbanken är dock svårt att avgöra. Med hänsyn till de observerade skillnaderna i artantalet mellan sänkta och icke-sänkta sjöar vore det meningsfullt att analysera hela Lohammarmaterialet, dvs. alla 151 sjöar, på möjliga sänkningseffekter. Uppgifter om sänkningen för samtliga sjöar kan hämtas från Vattenarkivet (SMHI, 1995).
4.4 Makrofytbaserade indikatorvärden
I de befintliga bedömningsgrunderna (Andersson, 1999) används artantalet isoetider, flytbladsväxter och elodeider för att bedöma sjöarnas tillståndsklass. VEGA-studien visar dock att preferensen längs trofigradienterna varierar väldigt starkt inom både flytbladsväxter och elodeider. Denna stora inomgruppsvariation ger antagligen en väldigt missvisande bild av sjöarnas tillstånd.
Framtagningen av makrofytbaserade indikatorvärden är ett viktigt steg mot miljötillståndsbeskrivningen med hjälp av biologiska parametrar. För första gången analyserades makrofyternas preferens längs trofigradienter baserat på svenska data.
VEGA-studien visar att de existerande indikatorvärden som har framtagits med hjälp av datamaterial från England (Palmer, Bell & Butterfield, 1992) avviker i många avseenden från de svenska indikatorvärden som har tagits fram inom VEGA-projektet. Dessutom finns det nu indikatorvärden för arter som inte förekommer i England.
De inom VEGA genomförda analyserna borde dock enbart betraktas som ett första lovande steg mot nya bedömningsgrunder. Kompletterande studier borde ta hänsyn till en typanpassning baserat på t.ex. geografiskt baserade vattenkemiska regionala skillnader.
Dessutom borde det testas olika statistiska och även icke-statistiska metoder för framtagningen av indikatorvärden, t.ex. weighted average, nischbredd och olika konfidensintervaller (t.ex. Diekmann, 2003; Jongman, ter Braak & van Tongeren, 1995).
Dessa metoder borde använda en datauppsättning för att utveckla indikatorvärden och en annan uppsättning som används för att testa och verifiera indikatorvärdena.