Lavar och luftföroreningar
Förändringar av lavfloran på trädstammar i Göteborgsområdet mellan 1999 och 2004
Gällav Pseudevernia furfuracea
Naturcentrum AB 2005-03-08
Svante Hultengren, Magdalena Andersson & Andreas Malmqvist
Innehåll
Innehåll ... 3
Sammanfattning... 5
Inledning... 6
Syften... 6
Allmänt om lavar och luftföroreningar ... 6
Lavar – funktion och levnadssätt ... 6
Lavarna är beroende av ren luft... 7
Mekanismer ... 7
Ämnen som är giftiga för lavar... 7
Hur visar sig skador på lavar och lavvegetation?... 7
Metodik ... 8
Val av provträd ... 8
Trädslag och lokala betingelser ... 8
Fotodokumentation... 8
Utvärdering av lavdata från fotograferade trädstammar ... 9
Känslighetsvärde, K-värde... 10
Kvävetal, N-tal ... 10
Täckningsgrad ... 11
Resultat och diskussion... 11
Känslighetsvärde ... 11
Kvävetal... 13
Täckningsgrad ... 14
Litteraturförteckning... 15
Bilaga – Kartor med undersökta träd, medelkänslighetsvärden och medelkvävetal samt
förändringar av respektive värde... 17
Sammanfattning
Lavar är känsliga organismer som kan användas som indikatorer för luftföroreningar. Projektet ”Lavar och luftkvalitet” initierades i västkustområdet av Naturcetrum AB. Göteborg har deltagit i undersök- ningen sedan 1988. På uppdrag av Miljöförvaltningen i Göteborg har en återinventering av tidigare inventerade lavträd utförts under vintern 2004/2005. Resultatet jämförs med en inventering av lavflo- ran i Göteborg från 1999 (Gralén 1999). Syftet är att undersöka eventuella förändringar mellan 1999 och 2004 samt att få en geografisk bild över luftföroreningars spridning och effekter på lavvegetatio- nen. Denna inventering kommer även att utgöra underlag till framtida uppföljningar.
Totalt återbesöktes 62 träd från 1999 men flera av dessa var avverkade eller på annat sätt oanvändbara.
Det innebar att sammanlagt 46 träd kunde fotograferas och analyseras. De försvunna träden komplette- rades dock med andra träd till nästa återinventering. Träden är fördelade på två olika typmiljöer som bedöms vara utsatta för olika grad av föroreningsbelastning, träd i tätorten (staden) och s k referens- träd utanför tätorten.
Tre olika typer av indikatorvärden har tagits fram: medelkänslighetsvärde, medelkvävetal och täck- ningsgrad. Medelkänslighetsvärdet speglar luftföroreningarnas giftpåverkan på lavfloran i stort. Det visar förhållandet mellan lavar som är känsliga för luftföroreningar och de som är mer toleranta. Me- delkvävetalet visar på inslaget av kvävegynnade lavar och är alltså ett mått på kvävepåverkan. Täck- ningsgraden beskriver hur stor andel av den undersökta ytan på träden som är bevuxen med lavar och kan ses som ett komplement till medelkänslighetsvärdet.
Undersökningen 2004 visar att lavfloran i tätorten är kraftigt påverkad. En jämförelse med andra tätor- ter i länet visar att Göteborgs tätort har den i särklass mest påverkade lavfloran med generellt mycket låga medelkänslighetsvärden. Den mest utarmade lavfloran finns i Göteborgs mest centrala delar och utmed flera av de hårt trafikerade vägarna. En jämförelse med inventeringen 1999 visar att medelkäns- lighetsvärdet inte har förändrats nämnvärt vare sig i eller utanför tätorten. Orsaken till de låga medel- känslighetsvärdena i Göteborgs tätort, och att inga förändringar sker, beror med största sannolikhet på trafiken. Referensträdens medelkänslighetsvärde är betydligt högre och indikerar en svagt påverkad lavflora.
Medelkvävetalet, som visar inslaget av kvävegynnade lavar, visar en tendens till ökning både i tätorten och på referensträden jämfört med 1999. Förändringarna är dock tämligen små och några säkra slut- satser går inte att dra. Kvävepåverkan i tätorten ligger på gränsen mellan måttlig och kraftig medan träden utanför tätorten endast har en svag kvävepåverkan.
Däremot syns en mer tydlig minskning av täckningsgraden. Minskningen på tätortsträden ligger dock inom standardfelet men bland referensträden syns mer tydlig försämring. Liknande minskningar har nyligen säkerställts i andra undersökta kommuner i länet och då även i tätorter (Hultengren & Malm- qvist 2004). Resultatet är intressant och till viss del oroande. Vi ser inte motsvarande minskning av medelkänslighetsvärdena, något som hade varit förväntat då täckningsgraden minskar. Det kan dock betyda att vi framöver kan komma att se motsvarande sänkning av medelkänslighetsvärdet. Kanske svarar medelkänslighetsvärdet något långsammare på förändringen.
Det är framför allt på referensträden (som läser av bakgrundsföroreningar) som vi kan se en minskad
täckningsgrad av lavfloran. Försämringen verkar därför beror på en mer storskaligt utbredd påverkan.
Inledning
Det är sedan länge känt att många lavar är känsliga för luftföroreningar. Uppträder tydliga skador, om lavar saknas, eller om antalet är mycket lågt, så är detta en allvarlig och negativ miljösignal. Om lav- floran är starkt utarmad så kan detta också signalera att skador eller påverkan kan förväntas även på andra organismer och biologiska system.
Den första inventeringen av lavar på träd i Göteborgsområdet, inom projektet ”Lavar och luftkvalitet”, utfördes mellan 1988 och 1993 (Hultengren 1993). I inventeringen ingick totalt ca 340 träd. En återin- ventering av 55 träd utfördes under 1999 (Gralén 1999). Resultatet visade att det fanns en tydlig kvä- vepåverkan i hela Göteborgsområdet men att lavfloran hade ökat i täckningsgrad på trädstammarna sedan första inventeringen. Det tydde på en relativt snabb förbättring av lavfloran i takt med minskan- de halt av luftföroreningar, främst SO
x. De senaste åren har halten av SO
xvarit fortsatt låg, men där- emot uppges att NO
xhar ökat pga ökade transporter (http://www.o.lst.se/miljomal/). Liknande åter- hämtningar av lavfloran har konstaterats i stora delar av det tidigare kraftigt föroreningsdrabbade Syd- västsverige (Hultengren m. fl. 2004).
En ny återinventering av lavfloran på trädstammar i Göteborgsområdet genomfördes under vintern 2004 på uppdrag av Miljöförvaltningen i Göteborg. Några träd återinventerade under januari 2005 förs också till uppföljningsomgången 2004. Fältarbete, bildtolkning, analys av data och rapportering utför- des av Magdalena Andersson, Svante Hultengren, och Andreas Malmqvist, Naturcentrum AB.
I undersökningen gjordes en jämförelse med tidigare inventeringsresultat som visar utvecklingen un- der de senaste fem åren. De träd som återinventerades 2004 analyserades med en ny och mer förfinad metod som innebar att bilderna scannades in med mycket hög upplösning och kvalitet varefter de ana- lyserades på bildskärmen. Med hjälp av den höga upplösningen kan fler lavar artbestämmas och där- med erhålls ett resultat där förändringar är lättare att upptäcka. För att en jämförelse skulle kunna gö- ras med de äldre bilderna scannades även dessa in och analyserades på nytt.
Syften
• att undersöka om lavfloran och luftkvaliteten har förbättrats eller försämrats sedan inventer- ingen 1999.
• att ge en geografisk bild av luftföroreningars spridning och effekter
• att utgöra underlag för framtida jämförelser av förändringar i luftkvaliteten
Allmänt om lavar och luftföroreningar Lavar – funktion och levnadssätt
Lavar består av en svampdel (mykobiont) och en eller flera algdelar (fykobionter/fotobionter) som utvecklat ett avancerat och mer eller mindre ömsesidigt utnyttjande av varandras funktioner.
Man brukar dela in lavarna, utgående från deras yttre byggnad, i skorplavar, bladlavar respektive busklavar. Skorplavarna kännetecknas av att de växer så tätt tilltryckt mot underlaget att de knappast går att lossa. Bladlavarna är som namnet antyder platta, bladlika och växer mer eller mindre tätt lig- gande mot underlaget, men går vanligen lätt att ta loss. Busklavarna slutligen, utgör en grupp som varierar starkt i utseende, men har det gemensamt att de har ett mer eller mindre yvigt, förgrenat, busk- likt eller hängande växtsätt, och är ofta finflikiga och/eller trådfina. I Sverige finns ca 600 olika busk- och bladlavar och ca 1 500 olika skorplavar. För världen som helhet känner man till drygt
15 000 olika lavarter.
Lavarna är beroende av ren luft
Luftföroreningarna anses av många vara ett av vår tids största och mest svårlösta problem. Skadorna, både direkta eller indirekta på vegetation, djurliv och människor, uppträder inte bara i stadskärnorna utan också ute i den till synes friska landsbygden. Lavarna har visat sig vara av utomordentligt stort värde vid bedömningar av olika slag. Många av våra ca 2 000 arter har visat sig ha mycket specifika krav på sin omgivning, och har därmed mycket att berätta om sina respektive växtplatser.
Att lavar reagerar negativt på luftföroreningar av olika slag är ett sedan länge välkänt faktum. Redan på 1800-talet gjordes sådana iakttagelser på ett flertal ställen i Västeuropa, bl a Manchester (Grindon 1858), Jardin du Luxembourg, Paris (Nylander 1866) och München (Arnold 1891-1901). Under den påföljande hundraårsperioden har ett stort antal lav- och luftföroreningsinventeringar och karteringar genomförts. Dessa undersökningar har successivt byggt upp kunskapen om sambandet mellan höga luftföroreningshalter och lavdöd.
Mekanismer
Det finns många förklaringar till att lavarna är särskilt känsliga. En av förklaringarna står att finna i deras sköra och exklusiva dubbelliv i symbios. En annan förklaring till den stora föroreningskänslighe- ten är lavarnas passiva upptag av näringsämnen. Den vätska och de ämnen som hamnar på lavens yta (bålen) absorberas relativt ospecifikt. Även giftiga och oönskade ämnen kan tas upp och ackumuleras i lavbålen och när en viss gräns nåtts så dör laven.
De olika lavarnas bålform avgör till viss del hur känslig respektive art är. Generellt kan man säga att ju större bålytan är i förhållande till bålvolymen, desto känsligare är laven. Sålunda är utpräglat busklika lavar, som t ex tagellavar Bryoria spp. och skägglavar Usnea spp., känsligare för luftföroreningar än lavar med mer bladlik form. De allra mest tåliga arterna finner man bland skorplavarna.
Ämnen som är giftiga för lavar
De senaste decennierna har svaveldioxiden pekats ut som huvudorsak till lavdöd. Svaveldioxid- halterna i luften har sjunkit kraftigt sedan 1970-talet och är nu så låga att de inte har någon större negativ inverkan på lavfloran. Utsläpp av kväveoxider från framför allt vägtrafiken har stadigt ökat under samma period. Kulmen nåddes i slutet av 1980-talet och har sedan dess minskat. Höga halter av kväveföreningar i luften ger dock mycket tydliga förändringar av lavfloran. Kväveoxidernas giftighet för lavar vet man ännu inte så mycket om, men är troligen viktig nu när svaveldioxidhalterna minskat kraftigt.
Även ozon har visat sig påverka vissa lavar genom att ha en försvagande effekt på algkomponentens fotosyntes. Påverkan av ozon har visat sig hos bl a skrynkellav Parmelia sulcata (Nash & Sigal 1979) och getlav Flavoparmelia caperata (Ross & Nash 1983). Däremot har ozonprov på lunglav inte visat någon påverkan på vare sig fotosyntes eller kvävefixering (Sigal & Johnston 1986).
Hur visar sig skador på lavar och lavvegetation?
Lavarna eller lavvegetationen indikerar yttre påverkan av luftföroreningar genom:
• Vitalitetsnedsättning: Visar sig i form av dvärgväxt, deformeringar, ökad mottaglighet för infektioner m m.
• Fertilitetsnedsättning: Den sexuella förökningen genom sporer från fruktkroppar minskar vid ökad föroreningsbelastning. Arter som normalt sett är rikt fertila påträffas sällan eller aldrig med frukt- kroppar i förorenade miljöer. Ett exempel är stadskantlaven Lecanora conizaeoides, som på lands- bygden uppträder i en övervägande fertil form. I de allra mest föroreningspåverkade områdena do- minerar en steril, sorediös form av laven (Degelius 1986).
• Substratbyte: Genom att växtsubstratet i vissa förorenade områden under lång tid påverkats av sura
ämnen har detta förändrats så att helt andra arter än de för substratet normala påträffas. I starkt för-
orenade stadsmiljöer har ofta ädellövträden en lavflora som normalt hör hemma på trädslag med sur bark som t ex björk, gran eller tall.
• Ökad frekvens av svampangrepp av t ex lavdödarsvampen: Under senare år har lavdödarsvampen Athelia arachnoidea blivit allt mer vanlig, och dess karakteristiska vita fläckar/ringar på trädstam- marna är kännetecknande för städernas epifytflora. Att svampen kan vara en bidragande orsak till städernas lavöknar är en hypotes som behandlats av Arvidsson (1979).
• Minskning av artantalet: Många vanliga men känsliga arter försvinner i anslutning till förorenade områden och utsläppskällor, vilket leder till att det totala artantalet minskar.
• Minskad täckningsgrad: De flesta arter minskar i täckningsgrad i anslutning till förorenade områden och utsläppskällor.
• Lavdöd: Känsliga arter dör redan i svagt förorenade områden, men i starkt förorenade miljöer för- svinner också tåliga lavar. De olika arternas varierande känslighet för föroreningar gör det möjligt att konstruera lavskalor som i relativa mått anger graden av föroreningar.
• Missfärgning: När lavar skadas av luftföroreningar färgas de först röda och blir därefter vita innan de slutligen faller av sitt växtsubstrat. Det är troligt att de är döda redan när missfärgning kan iakttas.
• Ökning av tåliga/gynnade arter: Vissa lavar är tåliga eller kanske till och med gynnade av vissa luft- burna föroreningar och har således visat sig öka i frekvens i förorenade områden. Ökningen kan möjligen också förklaras genom att konkurrensen med andra arter minskar.
Metodik
Val av provträd
Träden fördelades inom två kategorier med olika föreningsbelastning: tätortsträd och referensträd utanför tätorten. Referensträden användes för att se om eventuella förändringar av lavfloran var speci- fika för tätorten eller om skillnaden berodde på storskalig, extern påverkan.
I första hand inventerades samma träd som ingick i 1999 års undersökning. I ett flertal fall hade dessa träd avverkats, blåst ned eller var oanvändbara på grund av att skruven som markerar fotograferings- ytan på trädet hade försvunnit. Det gällde särskilt träden i de mest centrala delarna av Göteborg. I vis- sa fall där skruven var försvunnen kunde en ny skruv, med hjälp av jämförelse med tidigare fotografi- er, skruvas i på rätt plats. I övriga fall kompletterades oanvändbara träd med träd från tidigare under- sökningar. De valdes med kriteriet att de skulle stå i liknande miljö som de ersatta träden. Dessa träd ingår dock inte i analysen utan utgör resursträd till kommande uppföljningar.
Trädslag och lokala betingelser
De skillnader i lavflorans sammansättning som finns mellan olika förorenade områden, vad gäller artsammansättning och frekvens, beror med mycket stor sannolikhet på varierande föroreningsbelast- ning. Olika lavar har också varierande krav på substrat, ljus, fuktighet etc och skillnader i uppträdandet hos olika arter kan därför bero på växtplatsernas olika förutsättningar. För att minimera sådana skill- nader är det viktigt att de undersökta träden har så lika ekologiska grundförutsättningar som möjligt.
Vid studier av kvävepåverkan är det viktigt att träden har så likartad bark som möjligt. Lavfloran på träd med näringsrik bark är mycket olik den på träd med näringsfattig bark. Samma trädslag har där- emot en likartad och ganska förutsägbar lavflora. Detta är av stor betydelse vid upprepade undersök- ningar grundat på slumpmässiga urval av träd. Så länge inga stora förändringar skett i närheten av de undersökta träden kan vi anta att förutsättningarna är mer eller mindre lika 1999 och 2004.
Fotodokumentation
Vid inventeringstillfället fotograferades provträden. Fotopunkten på trädstammen märktes med en
skruv som var utgångspunkt vid båda inventeringstillfällena. Skruven markerar mitten på fotoramens
nedre kant.
Fotografierna togs med positiv färgfilm (diafilm). Kameran som användes var av märket Hasselblad med ett 80 mm objektiv och en 16 mm mellanring. På kameran var en 40 x 40 cm ram fastsatt, vilken placerades mot trädstammen vid fotograferingen. Samtliga bilder är fotograferade med blixt. En nog- grann beskrivning av fotostativ och utrustning finns i Hultengren & Stenström (1988). De framkallade diabilderna förvaras hos Naturcentrum AB, Stenungsund.
Utvärdering av lavdata från fotograferade trädstammar
I denna undersökning har en ny metod för analys av bilderna använts. Inför bildtolkningen digitalise- rades diabilderna med hjälp av en högprestandardscanner (Flextight Precision). Även de äldre bilderna scannades in och analyserades på nytt för att få en god jämförelse med de nya bilderna. Vid analysen användes bildhanteringsprogrammet CANVAS 9 där 100 cirklar fördelades jämnt över varje bild (Fi- gur 1). Kamerans ram, vilken är synlig i bildens ytterkanter, användes för att kalibrera bildens storlek.
Figur 1. Fotografisk metod. Över de inscannade bilderna läggs ett raster med 100 cirklar. Den art som dominerar i cirkeln noteras.
När en lav hamnar inom cirkeln räknas det som en träff. Samtliga förekommande arter på bilderna
räknades om de med säkerhet kunde artbestämmas. Om flera arter syns i ringen räknas den art som
täcker störst areal (dominerar). I några fall noterades lavar som enbart kunde bestämmas till släkte.
Känslighetsvärde, K-värde
De olika lavarna har tilldelats ett känslighetsvärde (K-värde) som avspeglar föroreningskänsligen.
Känslighetsvärdet anges enligt den skala som tagits fram i samarbete med Naturvårdsverkets miljö- kontrollprogram, PMK (Hultengren m fl 1992). Poängskalan omfattar K-värden mellan 0 och 9. Ju högre K-värde en art har, desto känsligare är den för luftföroreningar (Tabell 1).
K-värde Känslighet
9 mycket känsliga arter
8 ”
7 ”
6 ”
5 känsliga arter
4 ”
3 tåliga arter
2 ”
1 mycket tåliga, eller föroreningsgynnade arter
0 ”
Tabell 1. Tabell över K-värden (känslighetsvärden) för lavar.
Ju högre K-värde en art har, desto känsligare är den för luft- föroreningar
Känslighetsvärden utgör en sorts ”dödstal” för olika lavar. Jämförelser mellan medelkänslighetsvärden för olika områden och trädslag låter sig delvis göras eftersom den ingående artstockens känslighets- värden bestämmer slutvärdet och de använda känslighetsvärdena är relativt oberoende av trädslaget.
Varje träd får ett medelkänslighetsvärde (k/träff) som utgör ett genomsnitt av de träffade lavarnas känslighetsvärde. I känslighetsvärdet tas även hänsyn till de olika arternas frekvens på stammen. Vär- det används för att beskriva hur påverkad lavfloran på det aktuella trädet är (Tabell 2).
Medelkänslighetsvärde Luftföroreningarnas påverkan på lavfloran
>4 Helt opåverkad lavflora
>3-3,9 Svagt påverkad lavflora
>2-3 Måttligt påverkad lavflora 1-2 Kraftigt påverkad lavflora
<1,0 Mycket kraftigt utarmad lavflora
Tabell 2. Påverkan på lavfloran i förhållande till medelkänslig- hetsvärde, k/träff.
Kvävetal, N-tal
För att beräkna effekter av kväverika luftföroreningar har lavarna tilldelats ett kvävetal, N-tal (se Ta- bell 3). Indelningen är baserad på uppgifter i Wirth (1995). Andelen kvävegynnade lavar på ett träd beror på såväl barkens näringsvärde (rikbarksträd har högre N-tal än fattigbarksträd) som halten av kväverika föroreningar i luften.
På fattigbarksträd, som t ex björk, blir ofta kvävetalet lågt i en opåverkad miljö och högt i en miljö
med hög halt kväveföroreningar i luften. Det beror på att lavar som naturligt förekommer på fattigbark
har låga kvävekrav. Vid höga halter av kväve i luften koloniseras dock fattigbarksträd av mer kväve-
gynnade lavar därför att barken eller dess yta berikats med kväve. Kvävetalen på fattigbarksträd av-
speglar därför halten kväve i luften.
Kvävetalet på rikbarksträd skiljer sig inte lika mycket mellan förorenad och frisk luft. Det beror på att många rikbarkslavar är kvävegynnade (ex: rosettlavar Physcia spp., dagglavar Physconia spp. och vägglavar Xanthoria spp.).
N-tal Kategori
3 mycket kvävegynnad
2,5 tämligen kvävegynnad - mycket kvävegynnad
2 tämligen kvävegynnad
1,5 något kvävegynnad - tämligen kvävegynnad
1 något kvävegynnad
0,5 ej kvävegynnad - något kvävegynnad 0 ej kvävegynnad / kväveskyende
Tabell 3. Tabell över N-värden (kvävevärden). Ju högre N-tal, desto mer kvävegynnad.
Täckningsgrad
Lavflorans täckningsgrad på trädstammarna är ett rent kvantitativt mått och en kompletterande analys till framför allt medelkänslighetsvärdet. Medelkänslighetsvärdet tar inte hänsyn till hur mycket av trädstammen på bilden som lavarna täcker. Det innebär att en uppsättning lavar som ger ett medelkänslighetsvärde på 3,5 på en trädstam får samma värde även om hälften av förekomsterna försvinner, bara förhållandet mellan lavarna är detsamma. Summan av alla ”räknade” arter ger en uppfattning av frekvensen (täckningsgraden) av samtliga eller olika lavar på bilden. Enbart en art kan förekomma i varje ring. Det innebär att summan av alla förekommande arter på en bild inte kan överstiga antalet ringar i bilden (100). Summan är alltså inget absolut ytmått utan ett mått på den relativa frekvens hos enskilda arter eller som ett mått på lavflorans utbredning på bilden generellt. Vi har valt att kalla detta mått för täckningsgrad. I denna undersökning har vi fokuserat på lavflorans täckningsgrad och inte på enskilda arter.
Resultat och diskussion
Den första inventeringen inom projektet ”Lavar och luftkvalitet” utfördes för Göteborgsområdet under perioden 1988-1993 och innefattade ca 340 provträd. Under 1999 återinventerades 55 träd och fem nya träd inom Partille kommun inventerades. Den nu aktuella undersökningen jämför resultatet från återinventeringen 2004 med 1999 års resultat, vilket innebär att vi kan se utvecklingen för den senaste femårsperioden. Målet var att återinventera 50 av de 60 träd som ingick i 1999 års inventering. På grund av att 14 av dessa träd hade avverkats, blåst ner eller på annat sätt var oanvändbara kunde en- dast 46 träd ingå i jämförelsen. Det var framför allt i de mest centrala delarna av Göteborg som träd hade försvunnit. För att kompensera för de saknade träden fotograferades ytterligare sju träd som kan användas som resursträd vid fortsatta undersökningar. Provträden delades in i två kategorier: tätorts- träd och referensträd. Fördelningen inom kategorierna samt trädslag visas i Tabell 4 nedan.
Område Antal träd Alm Ask Björk Ek Lind Lönn
Tätortsträd 35 3 5 15 6 5 1
Referensträd 11 1 5 3 2 0 0
Totalt 46 4 10 18 8 5 1
