Näringshalterna av total-P, total-N och TOC i norra Vänern mellan åren 1996 och 2013
Nutrient concentrations of total-P, total-N and TOC in northern Lake Vänern during 1996-2013
Filippa Granberg
Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap Biologiprogrammet
15 hp
Handledare: Eva Bergman Examinator: Larry Greenberg 2016-06-08
Löpnummer: 16:95
A BSTRACT
Näringsämnena har en stor betydelse för sötvattnets organismer och ekosystem, varav de vanligaste näringsämnena som även är de viktigaste är fosfor (P), kväve (N) samt kol (C). Näringsämnena kommer inte enbart till sjön via nedfall och fixering utav mycket av näringsämnena kommer in till en sjö via vattendrag som till exempel älvar där Klarälven räknas in som en av Sveriges älvar. Syftet med denna studie är att ta fram en tidstrend mellan åren 1996 och 2013 för näringsämnena totalfosfor, totalkväve och TOC (totalt organiskt kol) för tio lokaler i norra Vänern för att kunna avgöra om de är lika, om det är något år som sticker ut, om det finns någon påverkan av Klarälven för de sjölokaler som tas upp och se om värdena av näringshalter kan kopplas till fiskförekomsten. Data samlades in och plottades i diagram för att kunna jämföras med varandra. Med sjölokalernas näringsvärde gjordes korrelationstester med älvarnas näringshalter för att se samband och därefter gjorde korrelation med sjölokalernas
näringsvärden med andelen skördad fisk i samma lokaler. Resultatet visade att Ölman och Ölmeviken är väldigt eutrofierade medan resterande lokaler hade oligotrofa eller mesotrofa vatten och översvämningen i Karlstad 2000 visade avtryck i tidstrenden. Klarälvens påverkan på sjölokalerna visade sig inte vara så stor utan samband upptäcktes enbart mellan Kaplansådran och Hammarösjön för totalkvävet och för TOC upptäcktes samband mellan Hammarösjön och Sätterholmsfjärden med Kaplansådran.
The nutrient is very important for fresh water organisms and ecosystems, of which the most common nutrients also is the most important is phosphorus (P), nitrogen (N) and carbon (C). The
nutrients will not only come into a lake through deposition and fixation, much of the nutrients is coming into the lake through rivers such as Klarälven in Sweden. The purpose of this study is to develop a temporal and spatial trend during 1996-2013 for the nutrients total phosphorus, total nitrogen and TOC (total organic carbon) for ten premises in northern Lake Vänern to determine if they are equal, if it is a year that stands out from the rest, if there is any influence of Klarälven for the lake premises and see if the values of the nutrient concentrations can be linked to the presence of fish. Data were collected and plotted in graphs to be compared with each other. Correlation test was made with the lake premises nutrient values and rivers nutrient value to see if there was a connection between the locations, same correlation was also made between the lake premises nutrient values and the percentage of fish harvested in the same premises. The result showed that Ölman and Ölmeviken is very eutrophic, while the
remaining premises hade oligotrophic or mesotrophic water and the flooding in Karlstad in 2000 showed imprint in the time trend. The impact of Klarälven on the lake premises proved to not be so great, but the context was detected only between Kaplansådran and Hammarösjön for the total nitrogen and
correlation for TOC between Hammarösjön and Sätterholmsfjärden with Kaplansådran was also detected.
I NTRODUKTION
Näringsämnena har en stor betydelse för sötvattnets ekosystem och påverkar också vilka trofiska nivåer som kan existera i en sjö (Brönmark & Hansson, 2005). Med låga mängder av näringsämnen blir fytoplanktonen begränsade av näringstillgången vilket leder till att vattnet blir klart och domineras av makrofyter (Hargeby, Blinqow, & Hansson, 2004). Ökar däremot fytoplanktonens biomassa i vattnet tyder det på att näringshalten i vattnet är högt (Hansson, 1992) och gör så att vattnet blir grumligt. Detta leder till att ljuset som makrofyterna strävar efter inte når fram ner mot botten och makrofyterna
dominerar inte längre (Hargeby, Blinqow, & Hansson, 2004). Vem som dominerar bland makrofyter och fytoplankton i en sjö avgör vilka konsumenterna är i ekosystemet. I oligotrofiskt vatten finns en större artdiversitet och fler konsumenter än i eutrofiskt vatten som enbart har några få dominerande
producenter och konsumenter (Brönmark & Hansson, 2005).
De allra vanligaste näringsämnena som är bland de viktigaste för alla organismer är kväve, fosfor och kol. Dessa tre grundämnen består i princip alla biotiska och abiotiska strukturer av och finns ständigt i alla ekosystem där de transporteras med överallt (Andersson & Swantesson, 2011; Brönmark &
Hansson, 2005). Däremot löses näringsämnena upp sig i vattnet vilket gör det svårt för sötvattensdjuren att få i sig de näringsämnen de behöver. Istället är det upp till bakterier, alger och växter att assimilera de lösta molekylerna och för dem sedan uppåt i näringskedjan i form av matpaket som är lämpliga för primärkonsumenterna att ta hand om. Primärkonsumenterna i sin tur blir föda åt sekundärkonsumenterna som då också får i sig de näringsämnen de behöver (Brönmark & Hansson, 2005).
Fosforn har en viktig betydelse för organismer då fosfor förekommer i alla fundamentala processer (Brönmark & Hansson, 2005). Däremot kan inte algerna, bakterierna och växterna ta upp fosfor i vilken form som helst utan det är ortfosfat som enbart kan assimileras. Resterande former utav fosfor tas inte upp utan hamnar för mestadels i bottensedimentet där de kan släppas ut i form av ortofosfat (Correll, 1998). Vid klassificering av sjöar går man efter totalfosfor, där ortofosfat ingår, då fosforn är bland det vanligaste och lättaste att mäta i en sjö (Brönmark & Hansson, 2005; Bydén, Larsson, & Olsson, 2003) I vattnet består kvävet mestadels av kvävgas och resterandet består av nitrat, nitrit, ammonium och löst organiskt bundet kväve där nitratet tar den största delen av resterande kväve. Ammoniumet är däremot det som kan assimileras in i cellen vilket gör att ammoniumet är den mest gynnsamma kvävekällan (Brönmark & Hansson, 2005; Bydén, Larsson, & Olsson, 2003).
Andelen nitrat och ammonium i sjöar skiljer sig mellan oligotrofa och eutrofa sjöar. I oligotrofa sjöar inträffar ammonium enbart i låga mängder och har en liten variation beroende på syret i hela vattenmassan (Brönmark & Hansson, 2005). I eutrofierade sjöar med låga syreförhållanden kan höga utflöden av ammonium förekomma från sedimentet som ett resultat av bakteriell nedbrytning av organiskt material (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003).
Kol kommer in i sjön som koldioxid från luften, fixering genom autoktont kol eller alloktont kol samt som bikarbonat från vattendrag. I sjöar där fotosyntesen är hög är den största delen av kol autoktont medan där humusen är hög så är det alloktont kol som det finns mest av (Brönmark & Hansson, 2005).
Kol kan mätas i TOC som står för totalt organiskt kol och har använts sedan 1940-talet för att mäta det organiska materialet i vattnet (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003).
Näringsämnena kommer in i sjön genom olika processer. Antingen genom atmosfäriskt nedfall, fixering vid vattenytan, från dött organiskt material (Brönmark & Hansson, 2005) eller från vattendrag som till exempel en älv som tagit med sig näringsämnena från erosion, transport av sedimentation eller avlagring (Andersson & Swantesson, 2011). Vattendragen är inte bara viktiga tillförare utav
näringsämnen utan de påverkar sjöns vattennivå som i sin tur påverkar de ekologiska processer i sötvattnet och påverkar vattenkemin, därmed näringsämnena (Wantzen, et al., 2008; Magbanua,
Mendoza, Jewel C.Uy, Matthai, & Ong, 2015). Större partiklar som åker med transporten i vattendragen, till exempel via älvar, rör om i sedimenten och frigör näringsämnen som följer med strömmen mot älvens delta. Beroende på hur starkt vattenflödet är desto mer partiklar och näringsämnen tas upp och färdas med flödet. I och med att vattenflödets hastighet minskar sjunker materialet i tur och ordning ner på botten beroende på biomassa (Andersson & Swantesson, 2011) och näringsämnen som hamnat i bottensedimentet kan blandas upp igen genom bioturbation och även genom sjöns strömmar som kan påverkas av vinden (Brönmark & Hansson, 2005) eller geotrofiska strömmar om sjön är tillräckligt stor (Christensson, Lidholm, & Johansson, 2007). Översvämningar och antropogena faktorer, som till exempel jordbruk, dränering och avverkning, tillför extra mycket näringsämnen till sjöarna vilket kan leda till att sjöar som ska vara oligotrofa eller mesotrofa blir eutrofa eller hypereutrofa (Correll, 1998;
Lif, 2006; Pansar, 2004).
Syftet med denna studie är att undersöka vattenkemin i åtta områden i norra Vänern sedan mitten på 1990-talet. Jag fokuserar på variationer i kväve, fosfor och kol i syfte att jämföra de olika lokalerna och undersöka om Klarälvens vatten påverkar närområdet i Vänern. Mina frågeställningar kommer vara att
1) undersöka om lokalerna har liknande variationer i sina sommarårsmedelvärden för total-P, total-N och TOC, 2) är det något år som sticker ut som man kan koppla till en händelse, 3) finns det någon tydlig påverkan av Klarälven på lokalerna i norra Vänern och 4) om vattenkemins variation kan kopplas till fiskförekomsten i norra Vänern.
M ATERIAL OCH METODER
Figur 1: Karta över norra Vänern med stationerna där vattenproverna är samlade från är utplacerade i form av röda markeringar.
Vänern är Sveriges största och Europas tredje största sjö med en yta på 5650 km2 (SMHI, 2015).
Sjön har runt 22 000 öar och skär samt en stor skärgård och delas in i två större delar eller bassänger.
Den västra delen kallas för Dalbosjön och den östra kallas för Värmlandssjön (Christensson, Lidholm, &
Johansson, 2007). Klarälven är det största vattendraget som rinner till Vänern, andra mindre vattendrag är, Ölman Upperudsälven, Byälven, Norsälven, Gullspångsälven, Tidan, Lidan och Nossan (SOU, 2006). Tillrinningsområdet till Vänern domineras av skog vilket är ca två tredjedelar av ytan och Klarälvens mynningsområde består till mesta dels av skogsmark, myrmark och urbaniserad mark
(SMHI, 2016; ALcontrol AB, 2014). Åkermark och betesmark täcker en sjättedel av tillrinningsområdet och störst andel av åker- och betesmark finns söder om Vänern (Christensson, Lidholm, & Johansson, 2007). Nordöstra Vänern vid Kristinehamn är vikarna och vattendragen starkt jordbrukspåverkade vilket medför att vattendragen bidrar till mer näringsämnen än vanligt (ALcontrol AB, 2008). Ölmeviken som är en av vikarna i Kristinehamn får näring ifrån de två vattendragen Ölman och Sorkan som båda två är starkt jordbrukspåverkade (ALcontrol AB, 2012). Ungefär 86 % av Klarälvens totala flöde åker ut i Hammarösjön som i sin tur mynnar ut i Sätterholmsfjärden. Resterande 14 % från Klarälven mynnar ut Kattfjorden (ALcontrol AB, 2012) och även vatten från den geostrofiska vattencirkulationen som får
med sig vatten från Sätterholmsfjärden och Tärnan kommer in i Kattfjorden (Christensson, Lidholm, &
Johansson, 2007).
Denna studie tar upp sjölokalerna Hammarösjön (N: 6581194 E: 420301), Sätterholmsfjärden (N:
6577284 E: 422658), Kattfjorden och Ölmeviken (N: 6577825 E: 442523). I Kattfjorden tas
provtagningarna från tre stationer, södra (N: 6575917 E: 409580), västra (N: 6578374 E: 6576934 E:
410268) och östra (N: 6575917 E: 409580). Dessutom ingår vattendragen Ölman (N: 6585343 E:
440992) och Klarälven i studien. I Klarälven är provtagningarna de tre stationerna Almar (N: 6591038 E:411956), Skoghall (N: 6577454 E: 412125) och Kaplansådran (N: 6583313 E: 418397) (fig.1).
Data om Klarälvens tre stationer Almer, Skoghall, Kaplansådran och stationen i Ölman hämtades från SLUs nya databas MVM (http://miljodata.slu.se/mvm/) medan data från Hammarösjön,
Sätterholmsfjärden, Kattfjorden och Ölmeviken kommer från SLU:s äldre databank för institutionen för vatten och miljö (http://webstar.vatten.slu.se/db.html).
Totalfosfor (total-P), totalkväve (total-N) och totalt organiskt kol (TOC) valdes ut för perioden 1996-2013 från respektive station. Proverna som samlats in togs 4-7 ggr per år mellan månaderna april och oktober från 1996 till 2013. Årsmedelvärden och standard error för somrarna mellan 1996-2013 plockades ut och plottades i linjediagram för att kunna jämföra de olika värdena med varandra.
Kattfjordens tre stationer (väst, öst och syd) beräknades ett sammalagt sommarårsmedelvärde för varje år så det inte är tre utan ett sommarårsmedelvärde för varje år.
Vattenprover för total-P-mätningar togs från stationerna och mättes på lab. Det mäts genom att man omvandlar de organiska och oorganiska fosforföreningarna till fosfat genom kokning med
kaliumperoxodisulfat i sur miljö och mäts i µg/l (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003). Från 2001-2013 användes metoden som heter Bran*Luebbe Method No. G-175-96 Rev. 2 mod. Med instrumentet Technicon Autoanalyzer 3. Från 1996-2001 användes Svensk standard SS 02 81 27-2 med Technicon Autoanalyzer II (SLU, 2015).
För mätningar av total-N togs vattenproverna från sjön och mättes i lab. Man oxiderar de oorganiska och organiska kväveföreningar i alkalisk miljö med kaliumperoxodisulfat som då omvandlar kvävet till nitrat. Mätvärden anges i µg/l (Brönmark & Hansson, 2005). Metoden är enligt Svensk Standard SS-EN 12260:2004 med instrumentet Shimadzu TOC-VCPH med TNM-1 modul och automatisk provväxlare ASI-V började användas efter 2007 medan 2002-2006 användes Svensk Standard SS-EN ISO 11905 med instrumentet Technicon Traacs 800. Från 1998-2001 användes metoden Svensk Standard SIS 02 81 31-3 med instrumentet Technicon Traacs 800 och mellan 1996-1998 användes Svensk Standard SIS 02 81 31 med en Technicon Traacs 800 med en provväxlare för 120 prov (SLU, 2015).
Vattenproverna för TOC samlades in från sjöar och mätningarna togs likt de två tidigare i lab.
Prover går ut på att man förbränner kolet till koldioxid som sedan kvantifieras (Bydén, Larsson, &
Olsson, 2003). Den metod man gör idag är från svensk Standard SS-EN 1484 som man börjat använda sedan 2004 med instrumentet Shimadzu TOC-VCPH med TNM.1 modul och automatiskt provväxlare ASI-V. Från 1996-2003 gick man efter Svensk Standard SS 02 81 99 dock med två olika instrument.
Shimadzu TOC 500 med provinjektor ASI-502 användes till 1998 där den 1999 byttes ut till Shimadzu TOC 5050 med provinjektor ASI-502 (SLU, 2015).
I Excel gjordes korrelationstester mellan sjölokalerna och dess närmaste älv för att få reda på om det fanns några samband mellan stationen i sjön och stationen i älven. Korrelationen plottades därefter i ett punktdiagram för att se om det finns samband mellan dem.
Hur mycket fiske som togs upp mellan åren 1990-2007 beräknades fram från fångstjournalerna från de aktuella fiskarna i norra Vänern. Fakta samlades in från fyra olika fiskare som delades in i områdena Ölmeviken, Hammarösjön och Kattfjorden. Av de nät som användes var det bottengarn (BG) som valdes ut då bottengarnen är till skillnad från de andra näten flytnät, siklöjenät och grovnät stationerade ute på fasta platser, vilket gör datan direkt jämförbar (Olsson, 2016).
Efter insamlad data gjordes korrelationstester i Excel för åren 1996 till 2007 mellan
vattenkemiparametrarna total-P, total-N samt TOC med data från en studie om fiskebestånden i norra Vänern (Olsson, 2016) för att se om näringsämnena kan ha något med fiskebestånden att göra.
Fiskebestånden räknades ut genom att slå samman andelen infångad fisk av gös (Sander lucioperca), lax (Salmo salar) och öring (Salmo trutta) från varje lokal och dela med andelen ansträngningar som
gjordes. Andelen skördad fisk från Hammarösjön och Sätterholmsfjärden beräknades ihop på grund av det var samma fiskare som fiskat i båda områdena.
R ESULTAT
Ölman och Ölmeviken skiljer sig från de andra lokalerna då de har mycket högre fosforhalter än de andra (fig 2a, b). Ölmeviken har ett sammanlagt sommarårsmedelvärde på 43,81 µg/l, SE ± 3,70, och Ölman har 85,71 µg/l, SE ± 3,39, mellan åren 1996 och 2013. Alla Klarälvens stationer håller sig jämt i värdena med sammanlagda sommarårsmedelvärden på 11,75 µg/l, ±SE 0,32 (Almar), 12,82 µg/l, ±SE 0,66 (Kaplansådran) samt 13,01 µg/l, ±SE 18,27 (Skoghall). År 1999 sker en lite större höjning av totalfosfor i Skoghall och Kaplansådran och efter 2006 kan man skymta att värdena varierar lite mera mellan Almar, Skoghall och Kaplansådran. Hammarösjön med sitt sammanlagda sommarårsmedelvärde på 11,44 (±SE 1,33), Sätterholmsfjärden (13,01, ±SE 2,18) och Kattfjorden (7,10 µg/l, ±SE 0,21) ligger rätt jämt till i sina värden (fig 2b).
0 50 100 150 200 250
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Tot-P (µg/l)
Klarälven Almar Kaplansådran Skoghall Ölman
a)
Figur 2: Sommarårsmedelvärden med standard error (månaderna april-okt) för Total-P mellan åren 1996-2013 för aktuella älvar (a) och norra Vänern (b). Observera att Y-axlarna på fig a) och fig b) har olika skalor. (a)
Sommarårsmedelvärden (±standard error) på Klarälvens stationer och Ölman. (b) Sommarårsmedelvärden (±standard error) för norra Vänerns stationer och Ölmeviken. Värt att notera är att under 2003 gjordes inga mätningar i Ölmeviken.
För totalkvävet ligger de sammanlagda sommarårsmedelvärden för Ölman på 828,44 µg/l (±SE 27,96), Almar 333,92 µg/l (±SE 7,45), Kaplansådran 409,72 (±31,02) och Skoghall ligger på 361,81 µg/l (±SE 0,85) (fig 3a). Kaplansådran är den stationen i Klarälven som sticker ut med sitt värde 2012 där den stiger mot en hög topp innan den till 2013 sjunkit ner igen till värdena den hade under 2011. Almar håller ett relativt stabilt värde genom och ger inte några avvikande värden(fig 3a). Med ett sammanlagt sommarmedelvärde på 789,70 µg/l (±SE 38,45) är Ölmeviken, med Ölman som vattendrag, den sjölokal i Vänern som har de högsta värdena. De andra sjölokalerna i norra Vänern har medelvärden på 377,85 µg/l ±SE 9,63 (Hammarösjön), 440,80 µg/l ±SE 8,80 (Sätterholmsfjärden) och 610,32 µg/l ±SE 5,81 som är medelvärdet för Kattfjorden (fig 3b).
0 20 40 60 80 100 120 140 160
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total-P (µg/l)
Hammarösjön Sätterholmsfjärden Kattfjorden Ölmeviken b)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total-N (µg/l)
Klarälven Almar Kaplansådran Skoghall Ölman a)
Figur 3: Sommarårsmedelvärden med standard error (månaderna april-okt) för Total-N mellan åren 1996-2013 för aktuella älvar (a) och norra Vänern (b). (a) Sommarårsmedelvärden (±standard error) på Klarälvens stationer och Ölman. (b) Sommarårsmedelvärden (±standard error) för norra Vänerns stationer och Ölmeviken. Värt att notera är att under 2003 gjordes inga mätningar i Ölmeviken.
TOC påbörjades att mätas i norra Vänern 1996, förutom i Kaplansådran och Skoghall där mätningarna startade 1997 (fig 4a). TOC-värdena för Kaplansådrans och Skoghalls
sommarårsmedelvärden på 7,00 mg/l ±SE 0,22 respektive 6,83 mg/l ±SE 0,22 följer varandra med lite variation medan Almar (8,77 mg/l ±SE 0,42) fluktuerar mycket (fig 4a). Ölman har som total-P och total-N högre TOC-värden än resterande med ett sammanlagt sommarårsmedelvärde på 15,67 mg/l ±SE 0,32 förutom år 2002 där Almar har högre värden än Ölman. Med ett sammanlagt sommarårsmedelvärde på 8,96 mg/l ±SE 0,34 har Ölmeviken inte stort avstånd till Hammarösjön (6,59 mg/l ±SE 0,20),
Sätterholmsfjärden (6,06 ±SE 0,17) och Kattfjorden (5,19 mg/l ±SE 0,06) i värde (fig 4b).
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total-N (µg/l)
Hammarösjön Sätterholmsfjärden Kattfjorden Ölmeviken b)
0 5 10 15 20 25
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
TOC (mg/l)
Klarälven Almar Kaplansådran Skoghall Ölman
a) a)
Figur 4: Sommarårsmedelvärden med standard error (månaderna april-okt) för TOC mellan åren 1996-2013 för aktuella älvar (a) och norra Vänern (b). Observera att Y-axlarna på fig a) och fig b) har olika skalor. (a) Sommarårsmedelvärden (±standard error) på Klarälvens stationer och Ölman. (b) Sommarårsmedelvärden (±standard error) för norra Vänerns stationer och Ölmeviken. Värt att notera är att under 2003 gjordes inga mätningar i Ölmeviken.
Inget signifikant samband upptäcktes i korrelationstesterna mellan total-P i älvarna och total-P i sjölokalerna (fig 5).
Figur 5: Korrelation för Tot-P mellan de olika lokalerna i norra Vänern med närmaste älv. Observera att samtliga X- och Y-axlar har olika skalor. (a) Korrelation mellan Hammarösjön och Sätterholmsfjärden med Kaplansådran. (b) Korrelation mellan Ölmeviken och Ölman. (c) Korrelation mellan Kattfjorden och Skoghall.
0 2 4 6 8 10 12 14 16
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
TOC (mg/l)
Hammarösjön Sätterholmsfjärden Kattfjorden Ölmeviken b)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
6 11 16 21
Tot-P (µg/l)
Tot-P (µg/l) för Kaplansådran Hammarösjön Sätterholmsfjärden
a)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
45 95 145 195
Tot-P (µg/l)
Tot-P (µg/l) för Ölman Ölmeviken
b)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
5 10 15 20 25 30
Tot-P (µg/l)
Tot-P (µg/l) för Skoghall Kattfjorden
c)
Det var ett positivt signifikant samband mellan tot-N för Hammarösjön och Kaplansådran: r16 = 0,50, P<0,05 och ett positivt signifikant samband mellan Ölmeviken och Ölman: r16 = 0,68, P<0,01(fig a, b). För Sätterholmsfjärden och Kattfjorden fanns det inga signifikanta samband mellan tot-N för sjölokal och närmaste älv (fig 6a, c)
Figur 6: Korrelation för Tot-N mellan de olika lokalerna i norra Vänern med närmaste älv. Observera att samtliga X- och Y-axlar har olika skalor. (a) Korrelation mellan Hammarösjön och Sätterholmsfjärden med Kaplansådran. (b) Korrelation mellan Ölmeviken och Ölman. (c) Korrelation mellan Kattfjorden och Skoghall.
För korrelation med TOC mellan sjölokalerna och närmaste älvar hade Hammarösjön (r16 = 0,57, P<0,02) och Sätterholmsfjärden (r16 = 0,58, P<0,02) positivt signifikant samband med Kaplansådran (fig 7a). För Kattfjorden och Ölmeviken upptäcktes inga signifikanta samband (fig 7b, c).
200 250 300 350 400 450 500 550 600
200 400 600 800
Tot-N (µg/l)
Tot-N (µg/l) för Kaplansådran Hammarösjön Sätterholmsfjärden
a)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
500 1000 1500
Tot-N (µg/l)
Tot-N (µg/l) för Ölman Ölmeviken
b)
200 300 400 500 600 700 800
200 300 400 500 600
Tot-N (µg/l)
Tot-N (µg/l) för Skoghall Kattfjorden
c)
Figur 7: Korrelation för TOC mellan de olika lokalerna i norra Vänern med närmaste älv. Observera att samtliga X- och Y-axlar har olika skalor. (a) Korrelation mellan Hammarösjön och Sätterholmsfjärden med Kaplansådran. (b) Korrelation mellan Ölmeviken och Ölman. (c) Korrelation mellan Kattfjorden och Skoghall.
Det fanns inget signifikant samband mellan andelen skördad fisk och totalfosfor, totalkväve samt TOC för Hammarösjön, Sätterholmsfjärden, Kattfjorden och Ölmeviken (Tabell 1).
Tabell 1 Korrelation mellan den totala andelen skördad fisk av gös, lax och öring (FPA) och Total-P, Total-N samt TOC för lokalerna Hammarösjön (a), Sätterholmsfjärden (b), Kattfjorden (c) och Ölmeviken (d)
Lokaler Ämne Korrelation
koefficient P-värde Fg a) Hammarösjön
Tot-P – 0,10 P>0,05 10 Tot-N 0,01 P>0,05 10 TOC – 0,48 P>0,05 10 b) Sätterholmsfjärden
Tot-P – 0,21 P>0,05 10 Tot-N 0,15 P>0,05 10 TOC – 0,19 P>0,05 10 c) Kattfjorden
Tot-P – 0,05 P>0,05 10 Tot-N 0,03 P>0,05 10 TOC 0,23 P>0,05 10 d) Ölmeviken
Tot-P – 0,18 P>0,05 10 Tot-N – 0,32 P>0,05 10 TOC – 0,45 P>0,05 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
4 6 8 10
TOC (mg/l)
TOC (mg/l) för Kaplansådran Hammarösjön Sätterholmsfjärden
a)
0 2 4 6 8 10 12 14
8 13 18 23
TOC (mg/l)
TOC (mg/l) för Ölman Ölmeviken
b)
4 4,5 5 5,5 6 6,5
4 6 8 10
TOC (mg/l)
TOC (mg/l) för Skoghall Kattfjorden c)
D ISKUSSION
Ölman har med sina höga sommarårsmedelvärden visat att den sticker ut från de andra när det kommer till total-P, total-N och TOC. I och med att Ölman är en av de vattendrag som påverkar Ölmeviken (ALcontrol AB, 2012), har Ölmeviken visat att värdena för denna lokal är nästan till lika höga som Ölman vilket gör att de båda sticker ut. Eftersom man går efter totalfosforn vid klassificering av sjöar och vattendrag (Brönmark & Hansson, 2005) klassas Ölmeviken och Ölman som klass 3 (Höga koncentrationer) respektive 4 (mycket höga koncentrationer) vilket betyder att båda lokalerna är
eutrofierade (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003). Detta kan förstärkas med att omgivningen runt både Ölman och Ölmeviken består utav jordbruksmark, som gör att mycket mera fosfor, kväve och TOC rinner ut i vattnet än vad som skulle ha skett normalt om det inte hade skett någon antropogen inverkan (Pansar, 2004; Correll, 1998; ALcontrol AB, 2012). Omgivningen kring Klarälven består till mestadels av skogsmarker (ALcontrol AB, 2014). Detta kan ha betydelse för värdena för samtliga lokaler runt Klarälven då deras värden inom total-P, total-N och TOC inte alls är lika höga som Ölman och Ölmevikens. De klassas sig som oligotrofa sjöar/vattendrag med totalfosforvärden som är under 12,5 µg/l eller som mesotrofa med värden mellan 12,5 och 25 µg/l (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003).
Lokalerna utöver Ölman och Ölmeviken visar att de kan under vissa år ha liknande variationer i sina sommarårsmedelvärden och inom vissa parametrar som till exempel total-P visar att Hammarösjön och Sätterholmsfjärden följer varandra i värdena och går sällan åt olika håll. Däremot följer de inte varandra helt och hållet, vilket gäller de övriga lokalerna också utan vissa fluktuationer inom värdena förekommer för varje lokal.
Att jag valde att undersöka näringsämnena fosfor, kväve och kol är dels för att det är bland de viktigaste ämnena som behövs för att en organism ska fungera (Brönmark & Hansson, 2005) och även för att det är bland de vanligaste parametrarna som man mäter i en sjö (Bydén, Larsson, & Olsson, 2003). I detta fall så fanns det mest data om detta från stationerna. Om tillräckligt med data hade funnits för andra parametrar såsom syre och aluminium, och även mera tid för analys hade jag tagit med dessa då de är minst lika intressanta som fosfor, kväve och kol.
Åren 1999 till 2001 sticker ut från de andra åren i samtliga parametrar då under oktober månad år 2000 regnade det oavbrutet med bara några dagars uppehåll och under den tid det regnade steg Vänerns vattennivå från 44,48 m den 24 oktober till 45,59 m den 19 december (Blumenthal, 2010). Vattennivån var över sjöns dämningsgräns i nästan 7 månader från slutet av oktober till juni 2001 (MSB, 2012) och därmed kan översvämningen fört med sig mera näringsämnen från den omgivande marken då Klarälvens omgivande mark består till mestadels av skog och myrmark (ALcontrol AB, 2014; Lif, 2006). Det intressanta som upptäcktes runt året 2000 är att det var enbart inom TOC som det hände en tydlig ökning i värde mellan 2000 och 2001 och detta var från stationen i Almar. Med tanke på att Klarälvens vatten passerar först stationen i Almar innan Kaplansådran och Skoghall borde det ha skett en förhöjning i värde men istället sker en knappt märkbar minskning i TOC-halten. För totalfosforn gjordes ingen höjning från 2000 till 2001 utan istället skedde en minskning av tot-P mellan dessa år då toppen av Total-P var under år 1999 till 2000 innan översvämningen skedde. Att ökningarna sker innan översvämningen får en att undra mer om rådatan verkligen var rätt. Det hade varit mer troligt om värdena försköts ett år framåt eller att höjningen skedde någon gång efter år 2000 och inte innan.
Det upptäcktes även inget signifikant samband för tot-P mellan någon lokal och dess närmaste vattendrag. Man skulle tro att till exempel Klarälven påverkat Hammarösjön och Kattfjorden men detta verkar då inte ha varit fallet. Det kan nog förklaras genom att Ölman, Kaplansådran och Skoghall inte är de enda som bidrar med fosfor till sjölokalerna i norra Vänern. Hammarösjön har flera vattendrag som är jordbrukspåverkade (ALcontrol AB, 2012) vilket kan ha resulterat i att Hammarösjön inte har något samband med Kaplansådrans tillförsel av tot-P. Även Kattfjorden får vatten inte bara från Skoghall utan även från den geotrofiska strömmen (Christensson, Lidholm, & Johansson, 2007) som sveper förbi med vatten från Värmlandsjön. För totalkvävet upptäcktes positivt signifikanta samband hos Hammarösjön
och Ölmeviken men inte hos Kattfjorden och Sätterholmsfjärden. Att Sätterholmsfjärden inte är påverkad vore troligt med tanke på att Hammarösjön ligger mellan Sätterholmsfjärden och Kaplansådran, vilket kan tyda på att det hellre skulle kunna vara Hammarösjön som påverkar
Sätterholmsfjärden om man inte räknar med den påverkan som finns från Värmlandssjön (ALcontrol AB, 2014). Men det förklarar inte sambanden för TOC då både Hammarösjön och Sätterholmsfjärden har positiva signifikanta samband med Kaplansådran medan de andra sjölokalerna inte har några
signifikanta samband med sina närmaste älvar. Vilket leder oss till slutsatsen att ett stort vattendrag som Klarälven må vara påverkande i vissa aspekter men behöver inte alltid vara den största påverkan till vattnet den rinner ut i.
När det kommet till korrelationen mellan näringsämnena och andelen skördad fisk (gös, lax och öring) i Vänern mellan åren 1996 och 2007 upptäcktes inga signifikanta samband som skulle koppa ihop dem. Vilket kan vara troligt eftersom att näringsämnena inte borde ha en direkt påverkan på fisk i och med att näringsämnena måste passera de olika trofinivåerna innan de kan påverka fisken (Brönmark &
Hansson, 2005). Det kan ta olika tid beroende på hur lång tid det tar för primärproducenterna att plocka upp näringsämnena och för konsumenterna att äta av primärproducenterna. Om man kanske försköt fisken framåt så att till exempel året 2000 för total-P korreleras med år 2003 för fisk. Beroende på hur reproduktionscyklerna för de olika arter avgör hur mycket tidsaxlarna ska förskjutas. Kanske skulle det då bli några signifikanta skillnader mellan näringsämnena och fisken.
Hade det funnits mer tillgänglig data hade man kunnat ha en tidtrend som sträcker sig längre tillbaka till tiden ända fram till 2016. Eftersom stationerna i sjölokalerna lades ner efter 2013 har blivit
begränsad till det året. Trots bristen lyckades en längre tidsperiod tas fram och tydliga kopplingar kunde dras till jordbruket med sina extra utsläpp av näringsämnen (ALcontrol AB, 2014) och även koppling till översvämningen 2000 (Blumenthal, 2010) kunde kopplas till den data som togs fram. Samband mellan näringsämnena i älvarna och sjölokalerna visade olika resultat men inom vissa aspekter påverkade Klarälven och Ölman sina närmaste sjölokaler vilket tyder på att den data som samlades in kanske är helt okej för en studie som denna. För andelen skördad fisk räknades enbart gös, lax och öring upptäcktes inga samband med näringsämnena men kanske skulle det ha blivit ett samband om även bifångsten av fisk räknades med? Man skulle även kunna få med annan vattenkemi som till exempel syre, aluminium, pH eller temperatur och tillsammans få en tydligare överblick över hur vattnet runt Klarälvens mynning och Kristinehamn mår. För efter denna studie ser man tydligt att vattnet runt Klarälven växlar mellan oligotroft och mesotroft medan vattnet vid Ölmeviken, Kristinehamn är helt klart eutroft.
R EFERENSER
ALcontrol AB. (2008). Klarälven 2007 - Klarälvens vattenvårdförbund. Karlstad: ALcontrol laboratories AB.
ALcontrol AB. (2012). Norra Vänern 2010 - Norra Vänerns intressenter. Karlstad: ALcontrol laboratories AB.
ALcontrol AB. (2014). Klarälven 2013 - Klarälvens vattenvårdförbund. Karlstad: ALcontrol laboratories AB.
Andersson, J.-O., & Swantesson, J. O. (2011). Älvens betydelse för landskapet och människan. i H. Ibsen, E.
Svensson, & L. Nyberg, Klarälven (ss. 13-26). Karlstad: Karlstad University Press.
Blumenthal, B. (2010). När Vänern svämmade över - Händelseutveckling och konsekvenser av översvämningen 2000/2001. Karlstad: Karlstad universitet.
Brönmark, C., & Hansson, L.-A. (2005). The Biology of Lakes and Ponds (2:a uppl.). Oxford: OUP Oxford.
Bydén, S., Larsson, A.-M., & Olsson, M. (2003). Mäta vatten - Undersökningar av sött och salt vatten (3:e uppl.). Göteborg: Institutionen för miljövetenskap och kulturvård, Göteborgs universitet.
Christensson, A., Lidholm, N., & Johansson, J. (2007). Djur och växter i Vänern - Fakta om Vänern, vattenvårdsplan för Vänern. Stockholm: Vänerns vattenvårdsförbund.
Correll, D. L. (1998). The Role of Phosphorus in the Eutrophication of Receiving Waters: A Review. J.
Environ. Qual. 27, 261-266.
Hansson, L.-A. (1992). The role of food chain composition and nutirent availability in shaping algal biomass development. Ecology, 241-247.
Hargeby, A., Blinqow, I., & Hansson, L.-A. (2004). Shifts between clear and turbid states in a shallow lake:
multi-causal stress from climare, nutrients and biotic inteactions. Archive für hydrobiologie, 433- 454.
Lif, M. (2006). Översvämningar: positiva och negativa effekter samt människans roll. Solna:
Världsnaturfonden WWF.
Magbanua, F. S., Mendoza, N. B., Jewel C.Uy, C., Matthai, C. D., & Ong, P. S. (2015). Water physicochemistry and benthiv macroinvertebrate communities in a trophical reservoir: The role of water level fluctuations and water depth. Limnologica, 13-20.
MSB. (2012). Översvämningar i Sverige 1901-2010. Karlstad: Myndigheten för samhällsskydd och beredskap.
Olsson, E. (2016). Yrkesfiskets fångster av lax (Salmo salar), öring (Salmo trutta), och gös (Sander lucioperca) i norra Vänern under åren 1994-2007. Karlstad: Karlstad universitet.
Pansar, J. (2004). Hur mår sjöarna & vattendragen - undersökningar av vattenkemi i sjöar och vattendrag i Stockholms län år 2000. Stockholm: Länsstyrelsen i Stockholm län.
SLU. (den 22 10 2015). Detaljerade metodbeskrivningar. Hämtat från Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för vatten och miljö: http://www.slu.se/sv/institutioner/vatten-
miljo/laboratorier/vattenkemiska-laboratoriet/vattenkemiska-analysmetoder/beskrivningar/
[Hämtad 27 05 2016]
SMHI. (den 16 10 2015). Fakta om vänern. Hämtat från SMHI:
http://www.smhi.se/kunskapsbanken/hydrologi/fakta-om-vanern-1.4732 [Hämtad 17 05 2016]
SMHI. (den 04 06 2016). Modelldata per område. Hämtat från SMHI Vattenwebb:
http://vattenwebb.smhi.se/modelarea/ [Hämtad 04 06 2016]
SOU. (2006). Översvämningshot - Risker och åtgärder för Mälaren, Hjälmaren och Vänern. Stockholm:
Statens Offentliga Utredningar.
Wantzen, K. M., Rothhaupt, K.-O., Mörtl, M., Cantonati, M., G.-Tóth, L., & Fischer, M. (2008). Ecological effects of water-level fluctuations in lakes: an urgent issue. Hydrobiologia, 613:1-14.
