Osäkerheter i beräkningar av kritiska belastningar och överskridande kan i princip hänföras till följande fyra huvudkomponenter:
1. Osäkerheter i de parametrar som ingår i beräkningen 2. Osäkerheter i uppskattningen av nedfallet
3. Osäkerheter i parametrarnas representativitet och 4. Osäkerheter i beräkningens grundläggande principer,
t ex val av kemiskt kriterium och kritiskt kemiskt värde.
Effekten av dessa olika komponenter har undersökts vid Lunds universitet (Barkman, 1998; Barkman & Alveteg, 2001). Osäkerheter i beräkningspara- metrarna och i representativiteten bedöms ha den största betydelsen för resultaten i Sverige. Enbart representativitetsproblemet uppskattas stå för hälften av den totala osäkerheten. I princip är provtagningen representativ för ett område om vi har minst 50 punkter inom enheten. Detta betyder att vi i Sverige har något för få provpunkter över landet för att kunna beskriva tillståndet i 50 x 50 km-rutor på ett tillfredställande sätt, och att 1 883 insam- lingspunkter inte är tillräckligt för att fånga variationen i den svenska skogs- miljön. Grovt sett skulle antalet provpunkter behöva fördubblas. Länsvisa undersökningar i Värmlands, Örebro, Jönköpings, Gävleborgs och Älvsborgs län med en avsevärt större provtäthet tyder på att det faktiska överskridan- det år 1997 var ca 32 %, jämfört med 29 % för standardberäkningen. Dock bör man betänka att Sverige hör till de länder som har det bästa dataunderlaget i hela Europa.
Beräkningen av överskridandet av kritisk belastning i denna rapport base- ras på nationella depositionsdata. I samband med förhandlingarna om Göte- borgsprotokollet redovisades olika utsläppsscenarier för försurande ämnen i Europa framtagna av IIASA. I det scenario som låg till grund för det slutliga protokollet utnyttjades depositionsdata från EMEP. Här angavs överskridan- det år 2010 för svensk naturmiljö, skogsmark och sjöar sammanvägt, till 4 % av arealen. Detta kan jämföras med uppskattningen i denna rapport till 14 % för skogsmark och ca 10 % för sjöar (se kapitel 7). Det lägre överskridandet för IIASAs analyser beror på att man använt EMEP:s medeldeposition för rutor om 150 x 150 km som är lägre än den lokalspecifika deposition som använts här.
Johansson (1999) har utfört omfattande studier av nationella och regionala tillämpningar av beräkningar av kritisk belastning och överskridande i Finland. Syftet har i första hand varit att förbättra underlaget för att bedöma behovet av utsläppsbegränsande åtgärder. I denna studie blev konsekvenser- na av att använda mer detaljerade data (mindre rutstorlek vid beräkningarna) att överskridandet av kritisk belastning avvek betydligt från beräkningar base- rade på de stora rutor som används vid europeiska bedömningar. Om över- skridandet är litet eller måttligt (som t ex den beräknade svaveldepositionen år 2010) blir effekten av detaljerade data på nationell eller regional nivå i regel att arealen som överskrids ökar. Om överskridandet är stort (som t ex den nuvarande kvävedepositionen) kan effekten bli den omvända jämfört med data med sämre upplösning. Johansson (1999) beräknade en genomsnittlig osäkerhet i kritisk belastning för nationella tillämpningar i Finland till 30 %. Vi bedömer att detta också är en rimlig skattning för svenska förhållanden.
Beräkningarna för kritisk belastning för skogsmark är således behäftad med en viss osäkerhet, både för enskilda provpunkter och för regionala upp- skattningar. För områden där nedfallet och den kritiska belastningen är av samma storleksordning, t ex stora delar av norra Sverige, kan detta ge upphov till relativt stora osäkerheter i skattningen av arealer med överskridande. Analyser av vilka möjligheter man har att minska osäkerheten tyder på att provpunktstätheten skulle behöva ökas, speciellt i södra Sverige där variatio- nen är störst.
Vid beräkningen av kritisk belastning för enskilda skogsbestånd är mar- kens fysiska egenskaper en känslig egenskap när det gäller att uppskatta vitt- ringens storlek men av mindre betydelse för totalresultatet (Barkman, 1998). Däremot är valet av kritiskt värde på BC/Al-kvoten i marklösningen av spe- ciell vikt när det gäller att reducera osäkerheten i 5-percentilen för kritisk belastning och 95-percentilen för överskridandet i norra Sverige. I södra Sverige är nedfall av svavel, kväve och baskatjoner samt växtnäringsupptag i biomassa och förnafall viktigare parametrar.
Kväveomsättningen i mark är rent allmänt en källa till osäkerhet. Det är t ex svårt att beskriva vad som styr immobilisering, denitrifikation och utlakning av kväve, och i nuläget krävs ett kalibreringsförfarande för att balansera processer- na mot varandra. Likaledes är det svårt att bedöma hur effekterna av den lång- siktiga kväveupplagringen i mark kommer att påverka andra kväveprocesser.
Här krävs både mer grundläggande kunskap om processerna och utveckling av dynamiska modeller som beskriver såväl kolets som kvävets flöden över tiden.
Slutsatser
Den kritiska belastningen för försurning av svensk skogsmark varierar inom intervallet 100–1000 ekv/ha och år. I ett europeiskt perspektiv är detta låga värden. Medianvärdet för alla provpunkter är ca 500 ekv/ha och år, vilket motsvarar den försurande verkan av 8 kg svavel per hektar och år.
Relativt hög kritisk belastning finns utefter delar av Västkusten och lokalt inom områden med kalkstensberggrund. Låga värden finns i områden med tunna jordar som moränfattiga kustområden eller områden med svag mineralogi t ex norra Dalarna och södra Jämtlands län.
Överskridandet av kritisk belastning (95-percentil) är störst i norra Skåne och angränsande delar av södra Götaland. Även större delen av Svealand, södra Norrland och Västerbottens kustområden uppvisar regionalt över- skridande, men överskridandet är här lågt.
De minskningar av försurande utsläpp som skett i Europa har minskat arealen med överskridande från ca 65 % 1980, till 45 % 1990 och 24 % 1997. År 1997 överskred depositionen den kritiska belastningen på drygt 5 miljoner ha skogsmark.
Nuvarande internationella avtal och nationella planer för utsläppsminsk- ningar i Europa förväntas minska överskridandet i Sverige till ca 14 % av skogsmarksarealen år 2010.
Referenser
Barkman A (1998): Critical loads – assessments of uncertainty. Doktorsavhandling från Avd Kemisk Teknologi, Lunds Universitet.
Barkman A & Alveteg M (2001): Effects of data uncertainty in the Swedish critical load assess- ment for forest soils. Water, Air, and Soil Pollution 125:133-156.
Bertills U & Hanneberg P (red) (1995): Försurningen i Sverige – Vad vet vi egentligen? Naturvårdsverket Rapport 4421.
van Breemen N, Mulder J & Driscoll C T (1983): Acidification and alkalinization of soils. Plant and Soil 75:283-308.
*
*
*
*
Eriksson E, Karltun E & Lundmark J-E (1992): Acidification of forest soils in Sweden. Ambio 21:150-154.
Johansson M (1999): Integrated models for the assessment of air pollution control requirements. Doktorsavhandling. Department of Engineering, Physics and Mathematics. Helsinki University of Technology.
Nilsson S I, Miller H G & Miller J D (1982): Forest growth as a possible cause of soil and water acidification: an examination of the concepts. Oikos 39:40-49.
Nilsson S I (1985): The acidification sensitivity of Swedish forest soils. An analysis pertaining to concentrations, flows and stores of base cations and aluminium. SNV PM 1979.
Nilsson S I (1986): Critical deposition limits for forest soils. I: Critical loads for nitrogen and sulphur. Nilsson J (red). Nordiska Ministerrådet. Miljörapport 1986:11. Olsson M & Melkerud P-A (1991):
Determination of wethering rates based on geochemical properties of the soil. Geol. Survey of Finland, special paper 9:69-78.
Posch M, de Smet P A M, Hettelingh J-P & Downing R J (1999):
Calculation and mapping of critical thresholds in Europe. Status Report 1999, Coordination Center For Effects. RIVM Report No 259101009. Bilthoven.
Staaf H & Tyler G (red) (1995): Effects of acid deposition and tropospheric ozone on forest ecosystems in Sweden. Ecological Bulletins (Copenhagen) nr 44.
Sverdrup H & Warfvinge P (1988): Assessment of critical loads of acid deposition to forest soils. I: Critical loads for sulphur and nitrogen. Nilsson J (red).
Report from the Skokloster Workshop. Nordiska Ministerrådet. Miljörapport 1988:15. Sverdrup H & Warfvinge P (1993): The effect of soil acidification on the growth of trees, grass
and herbs as expressed by the (Ca + Mg + K)/Al ratio. Reports in ecology and engineering Report 2:1993.
Sverdrup H & Warfvinge P (1995): Critical loads of acidity for Swedish forest ecosystems. Ecological Bulletins (Copenhagen) 44:75-89.
Sverdrup H, de Vries W & Henriksen A (1990): Mapping critical loads. Nordiska Ministerrådet, Köpenhamn. Miljörapport 98:1990.
Sverdrup H, Warfvinge P & Nihlgård B (1994): Assessment of soil acidification effects on forest growth in Sweden. Water, Air and Soil Pollution 78:1-36.
Sverdrup H, Warfvinge P, Johansson M, Frogner T, Håöja A-O & Andersen B (1992): Critical loads to the forest soils in the Nordic countries. Ambio 5: 348-355. Thelin G, Sverdrup H, Holmqvist J, Rosengren U & Linden M (2002):
Assessment of nutrient sustainability; A conifer-broadleaf stand at Jämjö, an area of approximately 10 ha. I: Stjernquist I & Sverdrup H (red), Developing principles for sustainable forest management. Kluwer Academic Publishers. (under tryckning). Troedsson T & Nilsson Å (1980): Skogsmarkens känslighet för försurning med
Troedsson T (1985): Sensitivity of Swedish forest soils to acidification related to site characteristics. Statens naturvårdsverk, Rapport 3001.
Umweltbundesamt (1996): Manual on methodologies and criteria for mapping critical levels/loads. Umweltbundesamt, Berlin. Texte 71/96.
Warfvinge P & Sverdrup H (1992): Calculating critical loads of acid deposition with PROFILE – A steady state soil chemistry model. Water, Air and Soil Pollution; 63:119-143. Warfvinge P & Sverdrup H (1995): Critical loads of acidity to Swedish forests.
Reports in ecology and engineering 5:1995
Warfvinge P, Sverdrup H, Ågren G & Rosen K (1992): Effekter av luftföroreningar på
framtida skogstilltväxt. Bilaga 16 till huvudbetänkande av 1990 års skogspolitiska kommitté, SOU 1992:76. Sid. 379-412.
Warfvinge P & Bertills U (red) (2000): Naturens återhämtning från försurning. Naturvårdsverket Rapport 5028.
Wilander A & Lundin L (red) (2000): Återhämtning i svenska vatten och skogsmark. I: Warfvinge P & Bertills U (red). Naturens återhämtning från försurning. Naturvårdsverket Rapport 5028.
Sverige har liksom de andra nordiska länderna ett mycket stort antal sjöar jämfört med övriga länder i Europa. Konceptet och metoderna för beräkning av kritisk belastning för sjöar har också utvecklats inom Norden. Förutom i Sverige, Norge och Finland beräknas idag kritisk belastning för sjöar även i Storbritannien och Irland. De riksomfattande inventeringarna av sjöar och vattendrag som har gjorts i Sverige med 5 års intervall har utgjort grunden för beräkningen av kritisk belastning för sjöar i Sverige. Kritisk belastning för vattendrag har inte beräknats eftersom underlaget är otillräckligt.