Våtmarksdata
I det våtmarksregister som upprättats inom projektet finns 1 574 våtmarker och totalt 4 135 ha våtmarksarea (belägna i 1 504 beräkningsområden). Vi har då rensat ut dubbletter ur de olika våtmarksdata som vi samlat in i projektet. Tre våtmarker är belägna i Dalälvens tillrinningsområde och norrut (tillhör tillrinningsområde till Bottenhavet). Dessa har vi inte medtagit i vår analys.
Våtmarker restaureras och anläggs med olika huvudsyfte. Av det totala antalet våtmarker i registret har för 15 % (241 st) angivits huvudsyftet näringsrening och för 12 % (198 st) huvudsyftet biologisk mångfald. Uppgifter om huvudsyfte i registret saknas för stora delar av södra Sverige (för 716 st); uppgifterna om huvud- syfte biologisk mångfald kommer huvudsakligen från Skåne (196 st våtmarker) och från Gotland (2 st våtmarker).
Analysen rör alla avrinningsområden från huvudavrinningsområde 54
Tämnaren (Dalälven utgör en nordlig gräns) till norska gränsen i väster samt Öland och Gotland. Anlagd våtmarksarea 1996-2006 fördelar sig ojämnt över regionerna i södra Sverige (figur 10). Regionsindelningen har sitt ursprung i den indelning av vattendistrikten som används i analys- och åtgärdsverktyget HOME-Vatten. Observera att regionerna har olika storlek, där tillrinningsområdet till Västerhavet är betydligt större än de övriga.
Belastning
Vi har skapat en grundläggande modelluppsättning med inlagd beskrivning av alla våtmarker. Denna kallar vi ’best guess’ eftersom vi anser den som mest trolig utifrån det material vi har idag, men ändå med stora osäkerheter. Som framgår av avsnittet Genomförande så förekommer det många antaganden om våtmarkerna. För att få en uppfattning om effekten av osäkerheten har vi därför skapat ett antal ytterligare uppsättningar i vilka vi enbart ändrar en variabel i taget. Totalt har vi gjort 16 beräkningar för södra Sverige, baserat på olika antaganden.
De resultat som vi har tittat på från modellberäkningarna är:
x belastningen före och efter våtmarkerna i respektive beräkningsområde och utifrån dessa beräknat avskiljningen av kväve och fosfor i våtmar- kerna. Vi kan dock inte redovisa avskiljningen i enskilda våtmarker utan resultatet visar den sammanlagda avskiljningen i samtliga våtmarker i området. Det innebär att avskiljningen i enskilda mycket effektiva våtmarker kan döljas om det samtidigt finns andra våtmarker i området som påverkar små områden eller som har lägre effekt (t.ex. våtmarker vars syfte främst är biologisk mångfald)
x belastningsförändring i våtmarken och hur det påverkar den totala transporten ut i havet. Avskiljningen beror då på alla våtmarker i hela vattensystemet ner till havet men också på vattendrags- och sjöreten- tionen, som minskar effekten. Analyserna har gjorts dels samlat för hela södra Sverige och dels till olika havsområden, där vi följt HOME Vattenindelningen.
Lokal effekt av våtmarker
Den lokalt summerade avskiljningen i de anlagda våtmarkerna utgör 140 ton/år för kväve och 12 ton/år för fosfor för hela södra Sverige. Avskiljningen av kväve- och fosfor i våtmarkerna i respektive beräkningsområde framgår av figur 11 och 12 beräknad som kg kväve respektive fosfor per total våtmarksarea och år i området. Det som visas i kartan och i staplarna är alltså den samlade effekten av samtliga våtmarker i områdena/regionerna.
Figur 11. Lokal avskiljning av kväve i södra Sverige beräknad per total våtmarksarea (best guess). Grå yta saknar anlagda våtmarker. Staplarna till vänster redovisar avskiljningen per våtmarksarea för respektive region. Regionindelning framgår av figur 10.
För kväve återfinner vi de högsta effekterna i sydligaste och sydvästra Sverige, vilket beror på en hög belastning. Den höga belastningen orsakas av hög avrinning och höga koncentrationer (se figur 13, avrinning och figur 14, simulerad
medelkoncentration för kväve lokalt i små vattendrag). I dessa områden återfinner vi jordar med stort inslag av sand, vilket innebär en hög kvävebelastning från jordbruksmarken.
Figur 12. Lokal avskilning av fosfor i södra Sverige beräknad per total våtmarksarea (best guess). Grå yta saknar anlagda våtmarker. Staplarna till vänster redovisar avskiljningen per våtmarksarea för respektive region. Regionindelning framgår av figur 10.
Beräkningen av avskiljningen av fosfor är betydligt osäkrare än för kväve. Vi bedömer att vi överskattar fosforavskiljningen, men att den geografiska fördel- ningen är trovärdig. Vi har en större variation mellan närliggande områden hos fosforavskiljningen i våtmarkerna än vad vi har för kväve. Jämfört med kväve, där en tydlig öst – väst-sydvästlig skillnad i effekt kunde ses, har fosforavskiljningen ingen tydlig geografisk fördelning. Runt Mälardalen har vi större andel leriga jordar liksom längs delar av ostkusten med högre koncentrationer av fosfor än i de mer sandiga jordarna i sydligaste och sydvästra Sverige (se figur 14, simulerad koncentration fosfor lokalt i små vattendrag). Detta ger en högre fosforbelastning och i sin tur högre avskiljning i våtmarkerna även i dessa trakter. I de västra delarna har vi som för kväve en hög avrinning som ger hög belastning och därmed hög avskiljning.
I PLC4 och PLC5-beräkningarna beräknas en markretention med hjälp av HBV-NP modellen. Markretentionen kalibreras fram med hjälp av mätdata i små sjölösa områden. Markretentionen omfattar den avskiljning som sker i mark från rotzonen och i småvatten såsom diken, våtmarker och dammar. Markretentionen av
jordbruksläckaget är i snitt ca 20 % i södra Sverige och är betydligt större än våtmarkernas effekt. Som exempel kan nämnas att effekten av våtmarkens lokala effekt i Råån med en våtmarksarea på 27.6 ha är beräknad till 0.4 % (2 ton) och markretentionen till 18.5 % (114 ton/år) i detta projekt. Motsvarande siffror i Braån (del av Saxån i Skåne) med en våtmarkarea på 14.8 ha är 0.7 % (2 ton/år) och 18.8 % (78 ton/år).
Effekt av våtmarker på belastning på havet
Effekten av våtmarkerna på nettobelastningen till havet blir lägre än den blir lokalt efter våtmarken (figurer 15 och 16) på grund av retentionen i vattendrag och sjöar på väg ner till havet. Effekten av avskiljningen i de anlagda våtmarkerna till havet har enligt ’best guess’ beräknats till 110 ton/år kväve (< 0.2 % av totala transporten till havet) och 9 ton/år fosfor (0.5 % av totala transporten).
Figur 15. Effekten av avskiljning i våtmarker på transporten till havet (total) och lokal avskiljning av kväve i anlagda våtmarker i olika regioner. Avskiljningen är beräknad som kg/ha våtmarksarea och år. Regionindelning enligt figur 10.
Figur 16. Effekten av avskiljning i våtmarker på transporten till havet (total) och lokal avskiljning av fosfor i anlagda våtmarker i olika regioner. Avskiljningen är beräknad som kg/ha våtmarksarea och år. Regionindelning enligt figur 10.
Vattendrags- och sjöretention för kväve respektive fosfor i södra Sverige är hög i områden uppströms större sjöar, medan den i sjölösa områden och längs kusten är låg (figur 17). Det innebär att avskiljningen till havet blir lägre än den lokala avskiljningen för t.ex. regionen Västerhavet, där stor andel av vattnet passerar Vänern, och för regionen N Östersjön, där mycket vatten passerar Mälaren (figur 15 och 16). I de mer sjöfattiga regionerna såsom Gotland och Skåne-Blekinge blir skillnaden i avskiljning mellan lokalt och total till havet betydligt mindre.
I figurerna 18 och 19 redovisas hur stor avskiljningen är i förhållande till den totala transporten till havet för de olika regionerna samt antalet ton/år som avskiljs.
Figur 18. Avskiljning av kväve i anlagda våtmarker i procent av belastning och i ton/år till havet för olika regioner. Observera att regionerna är olika stora. De röda markeringarna är de områden vars läckage påverkas av en våtmark.
Avskiljningen av kväve i anlagda våtmarker är högst i sydligaste Sverige (figur 18). Här hittar man störst antal anlagda våtmarker, avrinningen (figur 13) samt koncentrationerna i tillrinnande vatten till våtmarkerna är också relativt höga (figur 14). Observera att regionerna är olika stora och att antalet ton/år inte beskriver läckage per ytenhet eller vattenstatus. Däremot redovisar siffrorna effekten på den
Figur 19. Avskiljning av fosfor i anlagda våtmarker i procent av belastning och i ton/år till havet för olika regioner. Observera att regionerna är olika stora. De röda markeringarna är de områden vars läckage påverkas av en våtmark.
För fosfor dominerar likaså avskiljningen i våtmarker för sydligaste Sverige. Högre andel lerjordar i Norra Östersjöns tillrinningsområde och längs ostkusten ger höga fosforkoncentrationer i vattnet och medför att den relativa avskiljningen är högre där än den är för kväve (figur 19).
Känslighetsanalys
De anlagda våtmarkerna innebär en relativt liten avskiljning av den totala kväve- och fosfortransporten till havet från södra Sverige. I figurerna 20 och 21 redovisas totaltransporten till havet beräknad utan våtmarker (referens), ’best guess’ och de olika känslighetsfallen. I de högra diagrammen har y-axeln skurits av så att det är enklare att se hur transporten förändras med olika antagande. Beskrivning av antagande för de olika fallen framgår av avsnittet Modellkörningar, känslighets- tester.
De olika känslighetstesterna kan inte jämföras sinsemellan eftersom
emot vatten från de mest läckande grödorna och markanvändningarna i beräkningsområdet och för fosfor om alla tillrinningsområden ökar 25 gånger. Avskiljningen i dessa extrema scenarier är 0.5 % (350 ton/år) för kväve och 2 % (40 ton/år) för fosfor.
Figur 20. Totala transporten av kväve från södra Sverige, dels utan våtmarker (referens längst till vänster, BGS är best guess simuleringen) och dels med våtmarker med olika antagande. Den högra figuren visar effekten uppskalad, då y-axeln skurits vid 65 400 ton/år.
Figur 21. Totala transporten av fosfor från södra Sverige, dels utan våtmarker (referens längst till vänster, BGS är best guess simuleringen) och dels med våtmarker med olika antagande. Den högra figuren visar effekten uppskalad, då y-axeln skurits vid 1 680 ton/år.
I figurerna 22 och 23 framgår tydligare den lokala avskiljningen i våtmarker och känsligheten för olika antagande för en variabel i taget. Observera att man inte kan jämföra staplarna med varandra och uttala sig om känsligheten dem sinsemellan utan enbart för respektive variabel separat. Detta för att antagandena bakom scenarierna är så olika grovt tilltagna. I vissa fall redovisas realistisk genomsnittlig variation medan i andra har extremvärden antagits.
De två vänstra staplarna rör känsligheten för antagande om våtmarksarea och djup, där dessa data saknas. Våtmarksarea finns för flertalet våtmarker, medan medeldjup enbart finns för ett fåtal våtmarker. Intervallet för våtmarksarea har baserats på antagande att saknade våtmarksareor ersätts med minsta angivna area respektive största angivna area i datamaterialet. För ’best guess’ används median area. Våtmarksdjupsintervallet baseras på beräkningar med minimidjupet 0.2 m, mediandjupet 0.7 m (’best guess’) samt maximidjupet 2 m för våtmarker som saknar denna uppgift.
De tre följande fallen visar antaganden som vi gör i modelluppsättningen och hur de slår på avskiljningen och förändring i belastning lokalt. I de fall som vi saknar uppgift om våtmarkstyp,(sidodamm (lpwet) eller damm i själva vattendraget (swet)), vilket påverkar hur mycket vatten som passerar genom våtmarken) har vi ansatt dem med olika antagande i detta känslighetsfall. I nästa fall, vattenintag i parallellvåtmark/sidodamm, har vi antagit att olika andel av tillrinningsområdets
antagit att hela vattenmassan påverkas av processer i våtmarken (’best guess’) respektive att enbart 80 % av våtmarken är aktiv.
Det är tydligt att vattnets uppehållstid i våtmarken påverkar den beräknade avskiljningen. I fallen med ändrad våtmarksarea och –djup ändras uppehållstiden för en del av de simulerade våtmarkerna utan att flödet påverkas, medan i scena- rierna med ändrad våtmarkstyp och vattenintag till parallellvåtmarker ändras flödet och uppehållstiden för en del av de simulerade våtmarkerna. Osäkerheten i
uppskattningen av uppehållstiden kan orsaka så stor variation i avskiljning som 25 % för kväve och 45 % för fosfor räknat från ’best guess’. Uppehållstiden i våtmarken är därför en viktig variabel.
Fallet retentionsparametrar rör de våtmarksparametrar som vi använder i modellen för avskiljning i våtmarker. Dessa är framtagna från ett litet antal våt- marker med mätdata. Som ’best guess’ har vi använt medianvärde på optimala parametrar för de enskilda kalibreringsvåtmarkerna. Intervallet begränsas av den lägsta respektive högsta optimala parameteruppsättningen i de undersökta våtmar- kerna. För kväve hamnar ’best guess’ nära minimiutfallet, medan den för fosfor hamnar högre än mitt i intervallet. Detta tyder på att vi överskattar fosforav- skiljningen i ’best guess’. Simuleringen med minimala parametrar ger ingen avskiljning av fosfor. Det finns våtmarker som fungerar som fosforkällor under delar av året och nettoeffekten kan vara noll avskiljning (t.ex. Vågsäter och Åboland). Detta visar på att effekten av våtmarker på fosfor är högst varierande.
Nästa fall rör osäkerheter som beror på svårigheten att ta fram tillrinningsarea med hjälp av höjddata och GIS. Intervallet baseras på att vi ökat arean 25 gånger respektive minskat den 50 gånger. Det innebär att vattenmängden ökar och
uppehållstiden förändras, men inte koncentrationen i tillrinnande vatten. Intervallet är valt stort och får stor genomslag på avskiljningen.
De två fallen längst till höger har med tillrinningsområdets markanvändning att göra och de påverkar koncentrationen i tillrinnande vatten. I fallet maximal belast- ning antar vi att beräkningsområdets mest läckande grödor ligger i våtmarkens tillrinningsområde och i minimal belastning de minst läckande markanvändningar- na (t.ex. skog). Fallet endast genomsnittlig belastning innebär att tillrinningsområ- det har fått samma markanvändningsfördelning som hela beräkningsområdet har.
Figur 22. Lokal våtmarkseffekt för kväveavskiljningen i hela södra Sverige, beräknat utifrån antagande för olika variabler. För förklaring se texten. Känsligheten kan bara bedömas för respektive variabel och inte för dem sinsemellan. Röd linje anger avskiljning vid ’best guess’.
Figur 23. Lokal våtmarkseffekt för fosforavskiljningen i hela södra Sverige, beräknat utifrån antagande för olika variabler. För förklaring se texten. Känsligheten kan bara bedömas för respektive variabel och inte för dem sinsemellan. Röd linje anger avskiljning vid ’best guess’.