IKEU Fokusprojekt 2010

Fokusprojekten inom IKEU syftar huvudsakligen till att undersöka specifika frågor som komplement till de långsiktiga delprogrammen.
Följande sju projekt har beviljats medel av Naturvårdsverket:

1. Målsjöinventeringen 07/08 - modellering av Ali och pH vid förändrad kalkning
Cecilia Andrén (ITM, Stockholms univ.)
90 kSEK
I de målsjöinventeringar som genomfördes hösten 2007 och våren 2008 analyserades syralösligt Al i både målsjöar och referenser. Dessutom genomfördes aluminiumfraktioneringar i ett kalibreringsdataset bestående av 300 sjöar slumpade i norr och söder inom olika klasser av surhet och brunhet. Detta ger möjlighet att modellera halten oorganiskt Al i de kalkade sjöarna och hur den kan förändras vid en ändrad kalkning. Modellen som kommer användas för modellering är Visual MINTEQ (Gustafsson, 2009) där de organiska syrorna modelleras genom Stockholm Humic Model (SHM) (Gustafsson, 2001).
Projektet syftar till att:
o Optimera modellens kalibrering för Ali och pH med hjälp av kalibreringsdatasetets 300 sjöar.
o Modellera målsjöarnas Ali vid inventeringen ( kalcium 100 %, dvs innan någon minskning av kalkgivan).
o Modellera målsjöarnas Ali och pH då kalciumhalten förändras genom en tänkt stegvis reduktion av kalkgivan (kalcium 25, 50 och 75 % ).
o Göra en känslighetsanalys som ger en uppskattning av osäkerheten i predikterade halter.
o Undersöka relationen ökade halter aluminium vid sänkt pH till markanvändningen - var bör man vara särskilt uppmärksam vid kalkningsanpassningen?
Projektet har en stark koppling till den operationella kalkningsverksamheten då vi här studerar effekten av en successivt förändrad/avslutad kalkning.

2. Långsiktiga effekter av kalkning i sjöar - sammanfattande och integrerad utvärdering av resultat från IKEU
Tobias Vrede (Vatten och miljö, SLU), Marcus Sundbom (ITM, Stockholms univ.) & Kerstin Holmgren (Fiskeriverket, Sötvattenslaboratoriet)
272 kSEK
Projektet har som mål att analysera och redogöra för långsiktiga förändringar och trender i kalkade sjöekosystem i förhållande till sura och neutrala referenser. Detta görs genom en integrerad analys av kemiska och biologiska variabler och förändringar på samhälls- och ekosystemnivå bland annat med hjälp av trendanalyser och multivariata statistiska metoder. Frågeställningarna är formulerade med utgångspunkt i de långsiktiga målsättningarna för IKEU:
o Vilka är de långsiktiga effekterna av kalkning i försurade sjöar?
o Återskapar kalkningsverksamheten ekosystem som med avseende på artsammansättning och biologisk mångfald liknar situationen före försurning?
o Leder kalkningsverksamheten till oönskade effekter i sjöar?
Vi avser att presentera resultaten i form av en vetenskaplig uppsats och resultaten kan också komma att presenteras på konferensen Acid Rain 2010 i Beijing.

3. A paleolimnological perspective on shifts in the food base of boreal lakes and zooplankton sensitivity during acidification and liming
Willem Goedkoop & David Angeler (Vatten och miljö, SLU)
185 kSEK
I detta projekt kommer vi att studera långtidsförändringar i näringsvävsstrukturen i naturligt sura, neutrala samt försurade kalkade sjöar under en tidsperiod som täcker tiden före försurning, under försurningsförloppet, samt under perioden då kalkning har bedrivits. Förändringarna i näringsvävsstrukturen kartläggs genom mätning av stabila isotopkvoter i viloägg från hoppkräftor (Daphnia) och skallar från sedimentlevande fjädermygglarver som extraherats från sedimentlager som motsvarar dessa perioder. Studien omfattar således både filtrerande djurplankton i det fria vattnet (Daphnia) och bottenlevande djur (fjädermygglarver). Dessa är primärkonsumenter som livnär sig på alger och bakterier. Förändringen i djurens isotopsignal bör därför spegla förändringar i växtplankton och sedimenterande material. Vi ska testa hypotesen att det skett en historisk utveckling mot minskade halter av löst organiskt kol i sjöar under försurningsförloppet vilken förväntas resultera i högre andel alger i dieten, vilket kan utläsas ur primärkonsumenternas isotopsignal.

4. Sjöns historia och kalkningseffekter: en strukturell och funktionell jämförelse av organismsamhällen i kalkade och okalkade sjöar
David Angeler, Richard Johnson & Willem Goedkoop (Vatten och miljö, SLU)
113 kSEK
Antropogen försurning har påverkat många ytvatten Sverige. Sedan några decennier genomförs kalkning för att mildra försurningens effekter och i syfte att bibehålla biologisk mångfald och ekosystemtjänster. Det är dock allt tydligare att många sjöar har varit naturligt sura redan innan den antropogena försurningen började. De förvaltande myndigheterna har dock ofta saknat denna information, vilken endast kan bli tillgänglig via paleolimnologiska studier. Det finns resultat som visar att flera kalkade sjöar inom IKEU-programmet har varit naturligt sura.
Syftet med detta projekt är att bedöma hur kalkningen har påverkat organismsamhällena i dessa naturligt sura sjöar. Vi jämför kalkade sjöar som är naturligt sura med kalkade sjöar som påverkats tydligt av försurning, circumneutrala och försurade referenssjöar samt överkalkade sjöar. Vi använder växtplankton-, djurplankton-, bottenfauna- och fisksamhällen för en jämförande analys som utvärderar kalkningens effekter på organismsamhällenas struktur och funktion. Vi förväntar oss att resultaten av detta projekt leder till att vi kan erbjuda relevant information om hur sjöns historia påverkar resultaten av ekosystemrestaurering genom kalkning.

5. Alternativa kalkningsmål
Jens Fölster & Anders Wilander (Vatten och miljö, SLU)
155 kSEK
I förslaget till ny kalkningshandbok används pH-baserade mål för kalkningen. Valet av pH-värden är väl grundat på effekter på biota, men det ger ingen säker grund för att beräkna kalknkingsdoser/anpassning av kalkning. Projektet skall utveckla tre vägar för att beräkna kalkningsmängder:
o Kalkningsmängden anpassas till depositionen så att den kompenserar för mängden deponerad syra.
o Kalkningsmängden anpassas till halten sulfat och nitrat i sjön så att man bara kompenserar för den maximala nettobelastningen av syra till ytvattnet.
o Kalka till det förindustriella ANC-värde som beräknas med MAGICbibliotek.
De två första metoderna har undersökts tidigare i två delrapporter med data tom 2006, men en enhetlig genomgång av resultat på samma objekt saknas. Nu kompletteras med data tom 2008 och om möjligt tom 2009 (vattenkemi). Depositionsmätningar används för de vatten som har en närbelägen mätstation (IVL data finns tom 2008). Särskilt kommer förhållandet mellan deposition av sulfat och H+ att utvärderas närmare. MATCH-data skall användas för sulfatdeposition tom 2007. Värdet av beräkningar av deposition prövas för hela avrinningsområdet (tidigare representerade utloppspunkten depositionsvärden). Senaste tillgängliga kalkningsdata används. I första hand prövas metoderna på de kalkade IKEU-sjöarna och vattendragen. Förhållandena i referensobjekten kan komma att användas.
Resultaten redovisas i en rapport som jämför resultat med de tre olika metoderna. I möjligaste mån skall resultaten redovisas med osäkerheter. De olika metodernas förtjänster värderas. Erhållna värden skall jämföras med aktuell kalkningsintensitet.

6. Utvärdering av provtagning före och efter kalkning i åtgärdssjöar
Stephan Köhler (Vatten och miljö, SLU) & Teresia Wällstedt (Inst för geologiska vetenskaper, Stockholms univ.)
148 kSEK
Syftet med projektet är att undersöka de vattenkemiska effekterna av kraftig kalkning. Detta ska göras genom att jämföra mätdata före och efter kalkning i 40 åtgärdssjöar med data från 10 referenssjöar samt ett antal s.k. omdrevssjöar, som representerar ett slumpvis urval av sjöar. Eftersom kalkning med höga doser i åtgärdssjöar är en vanlig kalkningsmetod är det viktigt att undersöka hur vattenkemin påverkas. Framförallt är vi intresserade av att undersöka kalkningseffekter på metallerna aluminium, arsenik, krom och vanadin, som även kan förekomma naturligt som lösta, giftiga, former vid höga pH-värden.
All kalk innehåller metaller i olika koncentrationer. För att en kalkprodukt ska få användas för sjökalkning krävs att koncentrationerna av olika metaller ligger under bestämda gränsvärden. Vid en genomgång av gränsvärdena för metaller i kalkprodukter föreslogs att man ska införa ett nytt gränsvärde för arsenik. Det föreslagna värdet ligger nära koncentrationen av arsenik i vissa av de kalkprodukter som idag används för sjökalkning. De kalkade åtgärdssjöarna i denna studie är alla sådana som kalkats med kalkprodukter med relativt höga arsenikkoncentrationer. Det är därför intressant att undersöka om kalkning med dessa produkter påverkar koncentrationerna av lösta, potentiellt giftiga, former av arsenik jämfört med naturliga bakgrundskoncentrationer.

7. Engångsprovfiske i IKEU:s överdoseringssjöar
Kerstin Holmgren & Magnus Dahlberg (Fiskeriverket, Sötvattenslaboratoriet)
437 kSEK
För de flesta av de 10 överdoseringssjöarna fanns endast bristfällig information om fiskfaunan före år 2009. Endast tre av sjöarna fanns registrerade i Nationellt Register över Sjöprovfisken (NORS), och i samtliga fall handlade det om reducerade insatser (inventeringsfisken i Härbillingen och Hagsjön, respektive oklassificerat fiske i Lillasjön). För att förbättra kunskapen om fiskfaunan genomförs engångsinsatser av standardiserade provfisken i alla IKEU:s överdoseringssjöar. Fem av sjöarna provfiskades under 2009 (Stora Ålagylet, Västra Hultasjön, Härbillingen, Gärsjön och Stora Vrångstjärnet) och resterande fem (Lillasjön, Hagsjön, Motjärn, Stora Silevatten och Kånkåstjärnen) ska provfiskas under 2010. När provfiskena är genomförda, och insamlade åldersprover är analyserade, kommer vi att ha ett bra underlag för att under år 2011 göra en integrerad utvärdering av ekosystemen i överdoseringssjöarna. Genom detta projekt kompletteras underlaget om överdoseringssjöarnas ekosystem med information om fisksamhället och populationsstrukturen hos de vanligaste fiskarterna.