Med hjälp av kemiska kriterier kan de kemiska förändringarna av försurande nedfall på mark och vatten kopplas ihop med de biologiska indikatorerna. Det innebär att mycket komplexa samband sammanfattas i ett enda tal; i sin tur en indikator som beskriver om ett ekosystem är skyddat eller hotat. Det är därför naturligt att de kemiska kriterierna och de kritiska gränserna har varit omdebatterade.
Ett kemiskt kriterium skall ha stor inverkan på den kritiska belastningen. Det är ju ingen mening med att välja ett kriterium som inte påverkas av depo-
sitionens storlek. Detta faktum medför dock att osäkerheter i det kemiska gränsvärdet fortplantar sig genom hela beräkningsprocessen. För skogsmark har effekterna av osäkerhet på beräknat överskridande illustrerats av Warfvinge & Sverdrup (1995), och i en djupare analys av Barkman (1998). För sjöar har en motsvarande analys gjorts av Henriksen m fl (1992).
Så länge depositionen av försurande ämnen var hög jämfört med den kri- tiska belastningen, hade valet av kriterier mindre betydelse. Efterhand som belastningen på naturen minskar och depositionen närmar sig de kritiska belastningsgränserna blir frågan alltmer kritisk. Därför finns ett intresse för att ta fram och pröva nya kemiska kriterier (Nielsen & Lökke, 2001 UNECE 2001a).
Kriteriet för skogsmark – BC/Al-kvoten
Kvoten mellan koncentrationerna av baskatjoner och aluminium i mark- vätskan har kopplats till påverkan på skogsträd. Att förhållandet mellan bas- katjoner och aluminium valdes som kriterium berodde på att det under 1980- talet kom fram nya resultat, främst grundade på laboratorieförsök, som visa- de på ett samband mellan kvoten mellan baskatjoner och aluminium och toxicitet på trädens rötter (se sammanställningar av Sverdrup (1993), Cronan & Grigal (1996)). Det har dock varit svårare att i naturen fastställa ett sam- band mellan kvoten och påverkan på träden. Användningen av kvoten har kritiserats (Högberg & Jensén, 1994; Lökke m fl, 1996) bl a med argumenten att träd kan etablera rotnära miljöer med en helt annan kemi än den i mark- vätskan i övrigt. Denna förmåga verkar mindre plantor i laboratoriemiljö sakna. I en nyligen publicerad rapport om Skogabyförsöket, beläget i en ung granskog, i södra Halland visas att kvoten BC/Al i mineraljorden var cirka 0,6. Behandling med kvävefritt gödselmedel ökade kvoten till långt över 1,0, men ökade inte trädtillväxten. Detta indikerar att kvoten skulle kunna sän- kas för granskog (Persson & Nilsson, 2001).
Vilka alternativ har då kommit fram? Faktum är att hittills har inga alter- nativa allmängiltiga och beräkningsbara samband tagits fram. Man kan natur- ligtvis hävda att det beror på att skogsträd inte påverkats av försurningsrela- terade betingelser såsom pH, aluminium etc. Vid ett internationellt möte i Köpenhamn 1999 (Nielsen & Lökke, 2001) föreslogs dock vissa alternativ, t ex pH i mineraljorden, halten av oorganiskt aluminium och basmättnads- grad, men även att vidareutveckla det befintliga kriteriet till en artspecifik
BC/Al-kvot. Det mest innovativa förslaget var att finna ett kriterium som kopplar till mykorrhizans funktion. Enligt vår bedömning kan inget av dessa förslag i dagsläget underbyggas bättre än BC/Al-kvoten. Vid en internationell workshop i York i mars 2001 (UNECE, 2001a) föreslogs basmättnadsgrad som ett potentiellt nytt kriterium.
Kriteriet för sjöar – ANC
Vattnets syraneutraliserande förmåga, ANC, har använts för att kvantifiera effekterna på fisk. Det kemiska gränsvärdet har, som framgår av kapitel 6, normalt satts till 20 µekv per liter. Gränsen grundas på data från Norge, där värdet relaterades till effekter på fiskpopulationer (Lien m fl, 1996). Genom att ANC används accepteras i praktiken ett brett intervall pH-värden i vatten. Medan 20 µekv per liter motsvarar pH 5,5–5,7 i klara vatten, kan pH vara ned mot 4,7 i humösa vatten vid 20 µekv per liter.
För vissa, extremt känsliga sjöar är det kemiska kriteriet avgörande för det beräknade behovet av depositionsminskningar. Det kan därför finnas anled- ning att eventuellt sänka ANC-kriteriet för naturligt jonsvaga vatten. Samtidigt finns det indikationer på att ANC 20 µekv per liter är för lågt för att skydda känsliga fiskarter (Andersson, 2001).
I försurningsforskningens barndom genomfördes ett stort antal ”bioas- says” där fisk av olika ålder exponerades för olika kemiska betingelser. Exempelvis visade Brown (1982) att överlevnaden för öring kunde beskrivas i form av en responsyta som var en funktion av pH, kalciumhalt och halt av totalaluminium. Det intressanta i den nuvarande återhämtningsfasen är att kalciumhalterna nu gradvis minskar i takt med återhämtningen hos våra sjöar samtidigt som pH är relativt konstant.
I en nyligen publicerad rapport (Laudon m fl, 2001) föreslås kvoten mel- lan ANC och halten vätejoner som alternativt mått på toxicitet för fisk i ytvatten. En intressent aspekt av att använda ANC/H-kvoten är att det san- nolikt ger ytterligare argument för att eliminera även små överskridanden. Det beror på att ANC/H-kvoten ändrar sig mest i de vattenkemiska intervall där biologiska effekter uppkommer.
Övergödning av mark och vatten
Det svenska gränsvärdet för övergödning i skogsmark är inte direkt kopplad till effekt på någon enskild organismgrupp. Den högsta acceptabla kväveutlak-
ningen skattas från en kritisk koncentration i markvattnet (0,3 mg kväve/l) som anses överstiga den naturliga halten, och som därför förväntas förändra vegetationen. Även läckaget som sådant är ett viktigt kriterium med tanke på behovet av att minska kvävebelastningen på havet.
Utlakningen av kväve är kopplad till kol/kväve-kvoten i humuslagret, och C/N-kvoten har därför föreslagits som kemiskt kriterium för kritisk belast- ning för kväve. Detta kriterium förutsätter dock att dynamiska modeller används för beräkningarna.
I sjöar och vattendrag har kväve kanske störst betydelse genom att det i vissa fall gynnar tillväxt av alger. Kritisk belastning för övergödning i ytvatten beräknas inte, då vi i dag saknar en tillförlitlig modell.
I marina, och i synnerhet kustnära områden resulterar kvävetillskott i ökad primärproduktion. Eftersom detta har lett till ytterst allvarliga miljö- störningar är det viktigt att begränsa kväveutlakningen via våra flodsystem till haven. I MISTRA-programmet MARE som behandlar kostnadseffektiva åtgärder för närsaltbegränsning till Östersjön är målet att identifiera vilka näringsämnesnivåer som är kritiska i olika delar av ett ekosystem.