Independent projects (15 or 30 HEC) at the Department of Aquatic Sciences and Assessment (SLU, Uppsala)
Most projects can be done in English or in Swedish, and be designed for 15 or 30 HEC
Last update: 2012-01-02
Available projects
Bestämning av tillväxthastigheter hos alger vid olika temperaturer
Min, max och optimal temperatur för tillväxt hos alger är viktigt att känna till för att veta vid vilka temperaturer olika arter kan komma att dominera. Cyanobakterier är kända problemorganismer pga sin förmåga att bilda hälsofarliga algblomningar. Cyanobakterier är kända värmeälskare och man tror att de kan komma att öka sin andel av växtplanktonbiomassan i våra sjöar vid ett varmare klimat. De är troligtvis också anpassade till den miljö de lever i just nu, varför det finns en stor sannolikhet de kan öka sin utbredning norrut och att vi kan få hit tropiska arter.
I detta projekt kommer en ny inkubator att kalibreras för att fungera som odlingskammare för cyanobakterier. När inkubatorn är fintrimmad kan cyanobakterier hämtade från sjöar med olika temperatur användas för att testa hur väl anpassade de är till den miljö de hämtats ifrån.
Uppgift: Kalibrera ny temperaturgradientsinkubator och göra experiment för att testa om cyanobakterier från norra och södra Sverige har tillväxtkurvor som skiljer sig åt med avseende på temperatur.
Mål: Identifiera om temperaturanpassning kan vara ett sätt att förklara förändringar i utbredning hos cyanobakterier.
Kontakt: Stina Drakare, stina.drakare@slu.se, tel: 018-67 31 02
Modellering av vattenflöde och näringsämnen i ett skogsområde med hjälp av modellen S-HYPE
Flöden av näringsämnen från land till hav är viktigt för att kunna förbättra miljötillståndet i kustnära områden. För att kunna bedöma flödena och effekten av olika typer av markanvändning behövs det mekanistiska kopplade modeller som beskriver både vattenflöde och de rådande kemiska och biologiska processerna.
På senare år har SMHI utvecklat en hydrologisk modell som beräkna vattenflöde som funktion av temperatur och nederbörd och markanvändning. Denna modell har utvidgats och flöden för både kväve och fosfor har tillkommit. Modellen är närmare beskriven på en av SMHI´s hemsidor:
http://www.smhi.se/forskning/forskningsomraden/hydrologi/s-hype-hype-modell-for-hela-sverige-1.560
S-HYPE modellen används både i Sverige, Europa och utanför Europa för att skatta elementflöden från land till hav. Källkoden har nu gjorts tillgänglig till publiken vilket gör det möjligt att testa olika hypoteser om bakomliggande processer.
Syfte: Kalibrera S-HYPE på vattenföring och elementflöden för kväve och fosfor i ett 50 ha stort avrinningsområde i norra Sverige.
Mål: Identifiera möjliga orsaker till avvikelser mellan uppmätta och modellerade halter av näringsämnen kväve och fosfor.
Kontakt: Stephan Köhler Stephan.kohler@slu.se Tel 018 67 3826
Biträdande handledare: Tekniskt stöd (SMHI) och Jose Ledesma-Jimenez (SLU)
Skilljer sig vittring i in- och utströmningsområden??
Framtida förändringar av skogsbruk där biomassauttag planeras och i områden där rotationstiderna förväntas sjunker kommer att påverka markens långsiktiga förmåga att buffra emot försurning. En viktig aspekt i bortförseln av baskatjoner är den biologiska vittringen dvs. hur växternas upptag genom tillväxt påverka vittringen av marken.
Skogen kan genom aktivt ta upp och föra bort katjoner från marklösningen och därmed öka hastigheten med vilken markmineralerna vittrar över tiden. I näringsfattiga områden kommer denna process leder till en urlakning av katjoner både från mineralerna genom upplösning och även från markens ytkomplex genom jonbyte. I områden där katjonerna tillförs från uppströms områden borde denna process spelar mindre roll.
Data från markinventeringen och de sammanhörande geokemiska analyserna kan användas för att urskiljer sådana områden från hela datamaterialet. I ett senare stega kommer områden kunna provtas för att studera dessa områden närmare med avseendet både på mineralogi och markkemi. Resultaten kan sedan användas för att skatta enklare massbalanser mellan de olika områdena.
Syfte: Projektet syftar till att systematiskt utvärdera fältdata från markinventeringen och geodata för att testa om vittringen är lägre i utströmningsområden.
Mål: Identifiera in-och utströmningsområden inom ett geologiskt homogent område och utvärdera om det finns statistiskta signifikanata skillnader i uppmätta halter av markkemiska egenskaper i dessa två typer av områden.
Handledare: Stephan KöhlerStephan.kohler@slu.se Tel 018 67 38 26
Biträdande handledare: Johan Stendahl och Martyn Futter (SLU)
Environmental Modelling and Management
The Swedish landscape is subject to many stressors including climate change, more intensive forestry and pollution from local and long-range sources. These stressors will affect of metals, nutrients, dissolved organic carbon and contaminants in the Swedish and Fennoscandic landscape. Models allow us to evaluate the effect of management strategies on both present and future conditions. We use a range of modeling techniques to understand stressor effects at the local and landscape scale. We currently have projects modeling metal dynamics in riparian soils, simulating long-term landscape scale patterns of dissolved organic carbon, and understanding recovery from acidification. We are looking for students with strong mathematical skills and an interest in the Swedish forest landscape. We will design projects in collaboration with students and assist in model set up and calibration. We hope to build a small team of students working on projects on a range of topics across spatial and temporal scales.
For further information, please contact:
Martyn Futter Martyn.Futter@slu.se,
Stephan Köhler
Stephan.kohler@slu.se
Hur påverkar organiskt kol det långsiktiga förrådet av baskatjoner?
Framtida förändringar av skogsbruk där biomassauttag planeras samt att rotationstiderna förväntas sjunker kommer att påverka markens långsiktiga förmåga att buffra mot denna försurning. En viktig aspekt i bortförseln av baskatjoner från marken är den bäcknära zonen där organiskt kol urlakas.
Analyser av sjö sediment tyder på att halten organiskt kol varierade över tid och kan ha varit betydligt högre innan industrialiseringen eller ha påverkats av förändrad markanvändning. Eftersom halten organiskt kol styr pH i ytvatten till stor utsträckning kan en systematisk underskattning av pH leder till för stora beräknade förändringar i pH över tid.
Det dynamiska modelleringsverktyget MAGIC (Cosby et al. 2001) beräknar tidsserier för vattenkemi i mark- och ytvatten som funktion av deposition och tillväxt samt omsättning och flöden av ämnen i olika förråd i marken.
Tillförsel av humus till ytvatten varierar inom ett avrinningsområde. I många områden tillförs humus från den bäcknära zonen i utströmningsområden medan humushalten i större andelen av områden är mycket lägre. I bedömningsverktyget MAGIC antas dock samma halt av TOC råder överallt. Detta påverka både pH och aluminiumhalt och därför export av katjoner samt markförsurningen.
För ett större antal sjöar föreligger skattningar av historiska halter av TOC från sjö sediment. För dessa sjöar kan utfallet av förändrade halter av TOC skattas. För fyra mindre väl studerade avrinningsområden föreligger det indata för att kunna testa olika hypoteser.
Syfte: Projektet syftar till att granska och osäkerhets bedöma de nuvarande Bedömningsgrunderna för försurning baserade på MAGIC särskilt med avseende på variationen av halten organiskt kol över tid samt hur MAGIC hantera kol flöden från marken till ytvatten.
Mål: Identifiera hur olika antaganden av källor i marken och variation av TOC i ytvatten över tid påverka förrådet av baskatjoner i marken.
Handledare: Stephan Köhler, Stephan.kohler@slu.se Tel 018 67 3826
Biträdande handledare: Jens Fölster, Salar Valinia och Stefan Löfgren (SLU)
What are the natural, background concentrations of metals in Swedish lakes?
Because of the potential toxicity to biota, even at low concentrations, trace metals in surface waters is an important topic. Trace metals are naturally present in atmospheric, terrestrial, and aquatic environments but anthropogenic releases have changed the levels of metals found in surface waters even in locations far from the point of release. In order to effectively manage and/or restore lakes to a more natural state, it is important to know what that natural state actually is. This can be difficult because human impact has increased the amount of metals in Swedish lakes through not only point discharges but also atmospheric releases into the atmosphere. Thus, even lakes far from pollution sources have been impacted. To determine the level of metals present before impacts occurred, it is necessary to determine the natural background concentrations in these lakes. Once a background level is determined, it is then possible to set goals for water quality guidelines and lake management.
This project will involve working with a dataset with multiple years of data from lakes across Sweden to determine:
- the background metal concentrations in Swedish lakes
- if there are variations in background concentrations due to climate, geology, etc.
- what areas of Sweden are most impacted by anthropogenic sources of metals
Contact: Brian Huser (brian.huser@slu.se), phone, 018-67 38 13
Does nutrient cycling negatively affect the recovery of acidified lakes?
There are thousands of acidified lakes in Sweden and a large number of these lakes are limed to raise the pH and alkalinity in an attempt to restore the system and improve habitat conditions. However, the recovery of aquatic biota in these systems is not consistent and sometimes much less than expected. One of the reasons for this may be reduced supply of nutrients due to a number of processes (watershed and lake nutrient cycling) that are affected during the acidification period. Thus, even thought the lake is no longer acidified, nutrients may limit productivity and the re-establishment of aquatic biota, preventing the system from returning to a natural or pre-impact state.
This project will involve working with previously collected water quality and sediment data from acidified lakes in Sweden to determine:
- if and how much sediment accumulation of nutrients increases in acidified lakes (lab work and possible sediment core collection)
- the impact this accumulation has on water column nutrients
- how this change in nutrient cycling or nutrient availability may affect productivity in these types of lakes
Contact: Brian Huser (brian.huser@slu.se), phone, 018-67 38 13
Does feeding selectivity of oligochaetes affect toxicity test results, and ultimately the validity/credibility of standardized tests?
Recently, Åkerblom and Goedkoop showed that larvae of the midge Chironomus riparius almost exclusively feed on food additions that are added during standardized toxicity tests. Stable isotope analyses of larvae and food resources revealed that larvae obtained 97% of their carbon from added food (Tetraphyll®). The finding that test organisms almost exclusively feed on uncontaminated added food may result in erroneous LC50-values and NOECs, and ultimately provide an underestimation of the toxicity of test compounds.
Chironomus larvae feed on surface sediment, but oligochaetes are known as subsurface deposit-feeders and are believed to be less selective feeders. Therefore, we propose to perform toxicity tests with oligochaetes to study how their feeding behavior affects test compound exposure pathways and ultimately the outcome of toxicity tests. Our working hypothesis is that oligochaetes to a larger extent than Chironomus feeds on contaminated sediment and therefore assimilate less carbon/energy from added food particles. This could likely be tested in a design that follows the proposed oligochaete whole-sediment toxicity test. Also studies of the differences in the uptake of test compounds by oligochaetes and Chironomus can be included.
Key words: Oligochaetes, toxicity tests, bioavailability, uptake pathways, pesticides.
Contact Willem Goedkoop (willem.goedkoop@slu.se) , tel. 018-673112) for more info.
VÅRDA vatten
Modelleringsprojektet VÅRDA Vatten (Verktyg för Åtgärder, Regionalt Deltagande och Analys inom Vattenförvaltningen) syftar till att skapa ett förbättrat beslutsunderlag med avseende på kostnadseffektiva åtgärder mot övergödning. Projektet initierades av Vattenmyndighetens kansli för Södra Östersjöns vattendistrikt 2010 och kommer att fortlöpa under nuvarande förvaltningscykel. Mer information om projektet kommer framöver att presenteras på projekts hemsida.
För att få en möjlighet att bedöma osäkerheter i modelluppsättningar för näringsläckage har ett samarbete inletts mellan SÖVD och Havsmiljöinstitutet. Visionen är att skapa någon form av besiktningsprotokoll som ska underlätta en bedömning av de osäkerheter som finns i olika modellresultat som på olika sätt används inom vattenförvaltningen. Hitintills har fokus legat på indata och processer/parametrar som berör läckaget av fosfor och kväve till vattendragen, medan själva modelleringen av avrinning och flöde i vattendragen har bedömts som förhållandevis ”säker”. Detta behöver inte vara sant, utan är en bedömning från vår sida baserat på att modeller för att beräkna avrinning/flöden har utvecklats under en lång tid, är relativt väletablerade och att dessa modeller har testats med goda resultat inom stora delar av Sverige. Det är dock självklart intressant att se hur väl detta stämmer och det var då vi kom in på att det kunde vara intressant att göra vattenföringsmätningar inom olika delar av våra pilotområden och jämföra med modellen. För vissa av våra modelluppsättningar, exempelvis uppsättningen av Lyckebyån, har kalibrering av flöde skett mot SMHIs modellerade flöden, och inte mot verkliga uppmätta flöden. I dessa områden är det naturligtvis extra angeläget att validera modellen mot uppmätta flöden. Även utvärdering av modellen mot nya uppmätta värden av kväve och fosfor är intressant såväl som att relatera uppmätta värden mot olika avrinningsområdesparametrar.
For further information, please contact:
Prof. Kevin Bishop, (kevin.bishop@slu.se)
The Degerö Mire Hydrology
The Degerö mire has been studied for almost acentury. Most recently the focus has been on biogeochemistry. Fundamental questions remain about the basic hydrology of the mire. This project will employ classic hydrometric techniques, together with analysis of existing water chemistry data to try to estimate the residence time and pathways of water across this mire.
For further information, please contact:
Prof. Kevin Bishop, (kevin.bishop@slu.se),
Hyporheic zone Extent
The Hyporheic Zone is an important site of biogeochemical transformation in many watercourses. The extent of the hyporheic zone has not been investigated under Swedish condition. Tracer experiments could be conducted in the Krycklan Catchment in conjunction with other studies to define the extent of this riparian zone. This would involve three weeks of field work in the spring of 2012 near Vindeln, in Västerbotten.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.bishop@slu.se
Carbon Cycling in the Riparian Zone – Mineralization and Export
The “aquatic conduit” of C export from the terrestrial landscape has been identified as a key factor in estimating the ability to sequester carbon in soils. The carbon mineralized in organic rich, riparian soils and exported to streams as CO2 has recently been recognized as a new, and possibly very large component of the aquatic conduit. Field measurements of the CO2 in the near stream zone can be used to create an estimate of this important new component of the carbon cycle. Data exists to be analyzed and evaluated. One question is whether enough C exists in the riparian zone to support the large estimates of C exported from this zone.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.Bishop@slu.se
Marcus Wallin, marcus.wallin@geo.uu.se
Adding the Aquatic Conduit to Sweden's Carbon Balance
The aquatic conduit through which terrestrial carbon leaves the soil in runoff and returns to the atmosphere is not currently included in the reporting of national carbon balances under the UN Climate Convention even though it can have a significant impact on this balance. This project will:
- be the first quantification of the inorganic and organic carbon (dissolved and/or particulate) export from soils along the aquatic conduit in Sweden,
- assign this export to different soils (e.g. forest land, wetlands) as required by the Kyoto reporting procedures for national carbon accounting,
- predict changes in the relative importance of the aquatic conduit given predicted changes in climate, and
- contribute to SLU’s standing as the leading national source of knowledge, data and reporting on the carbon balance of forests.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.Bishop@slu.se
Marcus Wallin, marcus.wallin@geo.uu.se
Where does stream begin?
It seems like a simple question, but there is currently no clear view of how far up into a catchment the stream network extends at high flows, and how the extent of that network varies over the course of a year. This project will collect original field data from the Krycklan Catchment in the spring of 2012 near Vindeln, in Västerbotten. A distributed model of runoff generation will be used to quantify the variability of the stream network.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.Bishop@slu.se
Reinert Huseby Karlsen (Reinert.Karlsen@geo.uu.se)
Evasion of Mercury from Wetlands ?
Current estimates of how much mercury has accumulated in the surface of peatlands suggests that it will take many decades for reductions in mercury deposition to lead to reductions in the mercury in runoff waters. But that is based on the assumption that mercury does not evade from peatlands back to the atmosphere. A doctoral student is quantifying evasion from wetlands using both chamber measruements and Relaxed Eddy Accumulation to estimate this evasion. There is room for two students to work with that student (Stefan Osterwalder) during the spring and summer of 2012. The study site is the Degerö Mire near Vindeln, in Västerbotten.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.Bishop@slu.se
Where are the soils in Sweden that are sensitive to acidification and nitrogen loss
There is a great variability in the sensitivity of soils to acidification and nutrient loss. Recent advances in identifying these soils have made it possible to identify these soils at the landscape scale using a GIS overlay of all 500,000 headwater catchments in Sweden. This project will identify the most sensitive catchment to see if there are patterns in forest site characteristics that will make it relatively easy to protect the most sensitive soils.
For further information contact:
Prof. Kevin Bishop, Kevin.Bishop@slu.se
Identifying credible parameter sets for modeling temporal variation in soil solution DOC using INCA-C at a boreal catchment
Background:
Organic carbon is very important water quality parameter that a) controls surface chemistry, b) influences contaminant transport, c) exerts controls on the food web and d) is important for the understanding of the global carbon cycle. Nevertheless we know very little about the mechanisms of how it is exported from riparian soils to headwater streams (Mulholland, 2003) (Bishop et al., 2008). Recently organic carbon concentrations are increasing in many surface waters across Europe as a result of change in climate, landuse and reductions in acid deposition (Monteith et al., 2007). INCA-C (Futter et al., 2007) is a catchment scale model for predicting DOC in soils and surface waters which may be applied in a boreal catchment to understand the observed variation of stream water DOC over time(Köhler et al., 2008). This model incorporates some, but not all of the postulated mechanisms controlling DOC at a catchment scale (Kalbitz et al., 2000) (Froberg et al., 2006). Calibrating such a model may be done either from a black-box approach using only stream data or may be calibrated using observed soil solution DOC. Calibration strategies for stream water chemistry can be rather different than those for soil solutions because of the amount of available data available and the heterogeneity of the catchment. Longer time series for soil solution DOC are not often available. The data set collected at the Nyänget catchment provides a unique opportunity to calibrate on a plot scale so as to predict catchment behaviour. Both "hard calibration" of stream DOC and "soft calibration" of soil organic carbon lead to more credible parameters sets which will improve our understanding of boreal catchment function.
All relevant data including climate variables, soil and stream solution DOC, soil carbon content and some degradation rates are available for a 10 year period between 1996-2005. The candidate will be provided with a training in the INCA-C model.
Tasks:
Soft calibration of driving parameters modelling soil solution DOC in INCA-C in the organic and mineral soil horizon.
Analysis of parameter sensitivity and model uncertainty with respect to soil solution DOC driven by climate variables (soil temperature, soil moisture and water flux), model parameters (sorption and desorption rates, Q10 temperature control, mineralization rates) and litter inputs.
For further information contact:
Martin Futter, Dept. of Environmental Assessment, SLU Uppsala Martin.Futter@slu.se
Intensivundersökning av relevansen i depositionsmätningar
Deposition i form av nederbörd på öppet fält och krondropp i skog görs ofta på månadsbas. Detta input är helt avgörande för kemiska budgetar i avrinningsområden. Vissa ämnen, som t.ex. NO3, är utsatt för snabb transformering och därmed kan erhållna värden avvika från de verkliga. Det behövs intensiv provtagning av enskilda nederbördstillfällen med omgående kemisk analys för att klargöra hur lång tid provinsamlingen kan pågå. Detta innebär fältstudier med vistelse på plats och transport av prover till laboratorium. IM programmet erbjuder goda förutsättningar för sådana studier vid försöksstationerna. Sedan ingår givetvis litteraturstudier, sammanställning av data, redovisning och rapportskrivning.
Kontaktperson: Lars Lundin, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 018 - 67 31 04,Lars.Lundin@slu.se
Naturlig och artificiell påverkan på vattenkemi
Vattenkemin undersöks i många avseenden. Prover insamlas och analyseras men ibland lagras prover för senare analys. Proverna fryses då ofta. Detta kan påverka olika ämnens halter och osäkerheter uppstår avseende sanna värden. En längre tidserie från en station har lagrats frysta i ca 20 år men nu analyserats. Det finns från stationen ämneshalter både för en period innan "frysuppehållet" och därefter. Det är utomordentligt lämpligt att söka utvärdera frysningens effekter just på denna tidserie. Därvid jämförs tidsperioderna före och efter "frysperioden" både för den aktuella stationen och som jämförelse värden från närliggande station där kontinuerlig analys utförts på icke frysta prover. Resultaten är viktiga i mycket av den långsiktiga monitoring som genomförs vid SLU och ofta på uppdrag av Naturvårdsverket. Arbetet genomförs genom att sammanställa dataserier, analysera dessa och påvisa vad frysning medför. Dessutom genomförs litteraturstudier och övrig samverkan med laboratorium.
Ansvarig Lars Lundin och Stefan Löfgren
Kontaktperson: Lars Lundin, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 018 - 67 31 04, Lars.Lundin@slu.se
Askåterföring till skogsmark - effekter på skogstillväxt, mark och vatten
Askan från skogsbiobränsle återförs idag i betydande utsträckning till skogsmarken. Ett av syftena med återföringen är att motverka markförsurning och på sikt även försurningen av ytvatten. Studier har visat att pH, basmättnadsgrad etc. ökar särskilt i markens humusskikt, men vilka effekter detta leder till i ytvattnen är ej tillräckligt väl utrett. Resultaten från skogsmarkskalkning med doser liknande de som används vid askåterföring indikerar att effekterna är små eller obefintliga på ytvattnen, men är dessa slutsatser giltiga även för mer lättlösliga ämnen som aska? Askåterföring förväntas även leda till ökad skogstillväxt på vissa typer av marker. Arbetet innebär litteraturstudier med syfte att sammanställa befintlig kunskap och att utgående från den tolka och dra slutsatser om troliga effekter av askåterföring på skogstillväxt samt mark- och vattenkemin i behandlade områden. Slutsatserna ska användas för att skapa scenarier som underlag för en samhällsekonomiska konsekvensanalys inom ramen för FoMa-projektet "Askåterföring till skogsmark - samhällsekonomisk konsekvensanalys".
Studenten förväntas ha goda kunskaper i mark- och vattenkemi och måste ha förmåga att kunna läsa rapporter på svenska. Ett arvode om 15 000 kr utgår för arbetet. Inom ramen för FoMa-projektet utförs ett ekonomiskt inriktat examensarbete vid Inst. f. skogsekonomi vid SLU i Umeå. Ett begränsat samarbete förutsätts mellan de naturvetenskapligt respektive ekonomiskt inriktade studenterna.
Contakt person: Doc. Stefan Löfgren, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 070-69 55 177, Stefan.Lofgren@slu.se
The water chemistry in boreal headwater streams in the river Dalälven catchment based on objective sampling
A sub-population of approximately 100 headwaters, not affected by point sources and agriculture, were randomly sampled in the river Dalälven catchment in the autumn 2009. The samples were analysed on organic matter, suspended solids, nutrients, metals and compounds affecting the acid-base chemistry. The sampling strategy makes it for the first time possible to evaluate the water chemistry in an entire population of headwater streams. This has previously been done for all Swedish lakes but not for streams. The work will include a literature study on random sampling methodology in streams and lakes, statistical analyses of the water chemistry in the sub-population, extrapolation to the entire headwater stream population and comparisons with the water chemistry in small lakes in the river Dalälven catchment.
Contakt person: Doc. Stefan Löfgren, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 070-69 55 177, Stefan.Lofgren@slu.se
The aluminium chemistry in the riparian zone at the integrated monitoring site Aneboda, Småland
Studies of the groundwater aluminium (Al) chemistry in the riparian zone are scarce. Results from northern and central Sweden indicate that it occurs transformations from inorganic to organically bound Al within a few meters from the soil-stream water interface, reducing the for fish toxic inorganic Al-forms to reach the stream. These studies represent data from areas not so seriously affected by acidification and the mineral soils are relatively low in organic matter. In order to test whether the historical acidification pressure and the amount of accumulated organic matter can affect the Al-dynamics in the riparian zones, additional data and assessments are necessary. In 2009, the integrated monitoring site Aneboda was equipped with piezometers covering three hillslope transects from the recharge to discharge areas. At each sampling station, three piezometers are installed with intakes on 30, 50 and 70 cm depths, respectively, allowing Al-chemistry studies at different soil depths. Aneboda is situated in Småländska höglandet (north of Växjö) and has received high sulphur deposition for decades. The work will include a literature study on Al chemistry, fieldwork including groundwater sampling and an evaluation of the obtained groundwater chemistry data.
Contakt person: Doc. Stefan Löfgren, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 070-69 55 177, Stefan.Lofgren@slu.se
Water balance determinations for integrated monitoring ecosystems (ICP IM) with calculation of site specific evapotranspiration
ICP IM is the ecosystem approach on forests within the Convention of Long-Range Transboundary Air Pollution identifying pollution and climate change effects in natural forest ecosystems. Determinations are made of water balance variables and climate conditions from both calculations of evapotranspiration could be made and results compared. Calculations of short period evapotranspiration (months or shorter)would be interesting in the ecosystem behavior and relevant for biodiversity and climate. Supervisors Lars Lundin and co-workers at SGU, and also the IM team.
Contakt person: Lars Lundin, Inst. f. vatten och miljö, SLU, 018 - 67 31 04, Lars.Lundin@slu.se
Intensivstudie av fosforförlusterna från jordbruksmark i två mindre delavrinningsområden i Örekilsälvens avrinningsområde (två arbeten)
Examensarbeten utförs som delprojekt inom projektet Fosforförluster i Örekilsälvens avrinningsområde Fosforläckaget eller förlusterna varierar oftast mycket lokalt inom ett jordbruksområde. Det är oftast bara en mindre areal som står för en stor del av läckaget. Syftet med delprojektet är att identifiera lokala riskområden för fosforförluster från jordbruksmark inom de två vattendragens tillrinningsområden, samt arbeta fram en metod för att kunna identifiera riskområden för fosforförluster i övriga delar av Örekilsälvens avrinningsområde. Syftet är också att identifiera hur och i vilken form fosforn transporteras från åkermarken till vattendragen. Detta är av stor betydelse och avgörande för vilka åtgärder som jordbrukare behöver göra för att minska förlusterna på ett kostnadseffektivt sätt Studien kommer att utföras i två steg (två examensarbeten) i de båda vattendragen, och kommer primärt och preliminärt att innehålla följande delar.
Steg 1. Insamling av data och kartläggning av avrinningsområdena "Samla in/sammanställa allmän befintlig bakgrundsdata om de två avrinningsområdena - (1) uppgifter om åkermarken, dess användning/grödfördelning och brukare, inklusive tidigare jordprovtagningsdata hos t.ex. hushållningssällskapet, (2) länsstyrelsens höjddata inom avrinningsområdenas jordbruksområden, samt (3) befintlig vattenprovtagning och klimatdata för fosforhalter, flöden och fosfortransporter i de två vattendragen. "Intervjua lantbrukarna via besök, telefon eller brev för att med hjälp av ett frågeformulär samla in skiftesvisa uppgifter om brukare, gröda, skördenivå, brukning och jordbearbetning, gödsling, tidigare markkartering, täckdikning, erosion m.m. "Modellera en enklare källfördelning för fosforförlusterna/belastningen inom de två avrinningsområdena - inom ramen för ett examensarbete vid SLU. Steg 2. Sammanställning och slutlig utvärdering av data "Ta nya och kompletterande jordprover på jordbruksmark med utgångspunkt från de bakgrundsdata som hittills samlats in och behandlats "Modellera en ny källfördelning för fosforförlusterna/belastningen inom de två avrinningsområdena med hjälp av nya data och ev. annan data som samlats in genom de andra delprojekten. "Sammanställa en slutrapport från delprojektet med presentation av modelleringar, analyser, processer, resultat och slutsatser om vad som kan vara effektiva åtgärder för att minska transporter av fosfor från riskområden på åkermark till vattendragen. Studien kommer i första hand att utföras i Lerdalsälven och Lerån. Utgångspunkt för genomförandet är den metodik som beskrivs i rapport 2008:04, Länsstyrelsen Dalarnas län.
Kontaktperson: Faruk Djodjic, Faruk.Djodjic@slu.se , 018-673136
Visar feta kiselalger på näringsrika vatten?
(kan vara 2 eller flera arbeten, 15 eller 30 ECTS)
’Fat diatoms as bioindicators of eutrophic waters?’ (contact M. Kahlert for information in English)
Mål: Att undersöka möjligheten att använda kiselalgernas bredd och/eller andra matt för att bedöma näringshalten/status i ett vattendrag. Bakgrund: Kiselalger blir precis som människor feta av näring, men möjligheten att använda måtten som indikator har hittills inte undersökts närmare. Vanligtvis används i Europa en kombination av artsammansättning och relativ abundans av fastsittande kiselalger som indikator av den ekologiska statusen av ett vattendrag. Denna metod finns också som Svenskt standard. Sverige har dock börjat använda även medelmåttet av en viss taxon (Achnanthidium minutissimum ) som indikator av näringshalten, fast denna metod har framtagits empiriskt och inte testats hittills. Samtidigt har inte möjligheten undersökts att använda även måtten av andra taxa än detta. Här finns en unik möjlighet att skapa en enkel logisktmetod för miljöövervakningen.
Utförandet: Mikroskoparbete kopplat med utvärdering av data. Rapportskrivning. Mikroskoparbete: Mäta bredd och längd av en viss kiselalgstaxon i utvalda prov med näringsgradient. Beräkna medelvärden. Utvärdering av data: Korrelera måtten med näringshalten i vattendragen, ta fram modell att indikera näringshalt med hjälp av kiselalgens mått. Jämföra med nuvarande metod och klassningenligt Naturvårdsverkets föreskrifter.
Kontaktperson: Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala, maria.kahlert@slu.se , Tel: 073-7323852
Vilket inflytande har markanvändningen av avrinningsområdet på kiselalgernas sammansättning och vattnets klassificering av ekologisk status? (15 eller 30 ECTS)
Mål :Att undersöka/modellera vilket inflytande markanvändningen har på kiselalgernas sammansättning och vattnets klassificering av ekologisk status.
Bakgrund : Fastsittande kiselalger är den grupp alger som används hittills i Europa som standardmetod att klassificera 'ekologiskt status' av ett vattendrag i miljöövervakningen. Sambandet mellan kiselalgsindikator har hittills bara påvisats för näringshalten och surhet i vattnet. Nu finns den första stora sammanställningen av Sverigeskiselalger och markanvändningen i avrinningsområdet, vilket ger oss möjligheten att undersöka samband i större skala.
Utförandet: Modellering. Rapportskrivning. Modellering : Koppla GIS data för markanvändningen tillkiselalgernas artsammansättning och standardindex. Beräkna samband. Jämföra med nuvarande metod och klassning enligt Naturvårdsverkets föreskifter.
OBS: Studenten börha en viss GIS vana. Genomförd GIS kurs en fördel!
Kontaktperson: Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala, maria.kahlert@slu.se , Tel: 073-7323852
Kemiska modeller att beräkna eutrofiering på vattendrag – hur är korrelationen med kiselalgsmetoden ? (15 eller 30 ECTS)
Mål : Att jämföra bedömningen av eutrofiering av vattendrag mellan olika kemiskamodeller och kiselalgsmetoden.
Bakgrund : Fastsittande kiselalger är den grupp alger som används hittills i Europa som standardmetod att klassificera 'ekologiskt status' av ett vattendrag i miljöövervakningen. Kiselalger återspeglar väldigt bra näringshalter i ett vattendrag, men har börjat användas som 'ekologiska indikatorer' istället som ska också visar på t.ex. organiskt förorening. Vattenmyndigheter använder dock kiselalgsindex ofta som direkt översättning av fosforhalten, eller av den bedömning som kemiska modeller ger om vattendragets eutrofieringsgrad. Det finns flera olika kemiska eutrofieringsmodeller, de flesta ganska nya, och hittills finns inga undersökningar om hur olika kiselalger och dessa modeller slår, om de är korrelerade (eller borde vara det överhuvudtaget), vilka skillnader finns i klassningen och hur man kan förklara de. Var med och bär ljus idjungeln av miljöövervakningen!
Utförandet: Modellering. Rapportskrivning. Modellering : Beräkna referensvärde, eutrofieringsgrad och klassning av ett vattendrag med hjälp av olika kemiska eutrofieringsmodeller. Jämföra med kiselalgsmodellen och klassgränser. Finnssamband och vilka?
Kontaktperson: Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala, maria.kahlert@slu.se , Tel: 073-7323852
Förbättring av den svenska kiselalgsmetoden – hantering av sedimenteringen’ (15 ECTS)
Mål : Att förbättra den standard-kiselalgsmetoden som används i Europa med en undersökning av olika möjligheteratt behandla råprovet.
Bakgrund : Fastsittande kiselalger är den grupp alger som används hittills i Europa som standardmetod att klassificera 'ekologiskt status' av ett vattendrag i miljöövervakningen. Resultatet av provet är således en viktigt kugge i miljöövervakningen, men många faktorer som påverkar denna resultat har ännu inte undersökts. En faktor som troligen har mycket inflytande är behandlingen av rådprovet, eftersom en för kort period att låta provet sedimentera innan det överstående vattnet ersätts med konserveringsmedlet leder troligtvis till att många små alger försvinner med det överstående vattnet. Ingen har dock tittat noggrann på detta och undersökt hur länge ett prov måste stå. Troligtvis går mest små arter förlorade, vilket skulle leda till att vattnet bedömssom mindre påverkat.
Utförandet: Fält, laboratorie- och mikroskoparbete kopplat med utvärdering av data. Rapportskrivning. Fältarbete: Provtagning av kiselalger enligt standardmetoden i fält. Laboratoriearbete: Test av olika långa sedimenteringsperioder, framställning av kiselalgspreparat enligt standardmetoden av sedimentet och filtrerat överstående vatten. Mikroskoparbete: Undersöka hur mycket och vilka alger går förlorade med överståndet beroende på sedimenteringstiden. Utvärdering av data .
Kontaktperson: Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala, maria.kahlert@slu.se, Tel: 073-7323852
Struktur och funktion i det bentiska algsamhället - bättre indikatorer på ekologiskt status än artsammansättningen?' (kan vara 2 eller flera arbeten, helst under hösten, med fältprovtagning, 30 ECTS)
Structure and function of the benthic algal mat - better bioindicators of ecologic status than diatom composition? (contact M. Kahlert for information in English)
Mål : Att bedöma struktur och funktion av påväxtalger i svenska vattendrag i en närings och/eller försurningsgradient. Att undersöka möjligheten att använda information för att bedöma ekologiskt status i ett vattendrag.
Bakgrund: Fastsittande kiselalger är den grupp alger som används hittills i Europa som standardmetod att klassificera 'ekologiskt status' av ett vattendrag i miljöövervakningen. Den Europeiska vattendirektivet kräver dock en övervakning av 'struktur och funktion' av alla biologiska komponenter, och inte bara artsammansättningen av en viss grupp alger. Just nu pågår forskning i bl.a. UK, Norge, Tyskland och Österrike för att kunna bedöma vad en 'god ekologisk struktur och funktion' inom algsammanhället överhuvudtaget är. I Sverige finns det inga data alls hittills, och mycket arbete återstår för att kunna ens kunna ge en bild av a) vad finns överhuvudtaget för fastsittande alger i rena vatten i Sverige, b) vad har de för funktion och c) hur förändras detta under ennärings och/eller försurningsgradient.
Utförandet: Fält- och mikroskoparbete kopplat med utvärdering av data. Rapportskrivning. Fältarbete: Provtagning av påväxtalger under hösten 2010. Mikroskoparbete: Identifiera och kvantifiera påväxtalger i mikroskop. Utvärdering av data: Leta fram struktur och funktion för de olika komponenter i algmattan och bedöma hur struktur och funktion i en eutrofierings/eller surhetsgradient ser ut i svenska vattendrag. Bedöma möjligheten att använda denna information som ett mått på den 'ekologiska hälsan' av ett vattendrag. Jämföra med nuvarande metod och klassningenligt Naturvårdsverkets föreskrifter.
Kontaktperson: Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala, maria.kahlert@slu.se, Tel: 073-7323852
Phosphorus Dynamics in Umeälven
High levels of phosphorus can have negative impacts on surface water quality. Much of the phosphorus in rivers comes from human activities including agriculture, forestry, industry and sewage. To control water pollution, it is necessary to understand both the source and amount of phosphorus in surface waters. Many previous water pollution control efforts relied on monthly data. We have access to a long-term daily time series of phosphorus concentrations in the Umeälven. With these data, it should be possible to gain an improved understanding of both the sources and fluxes of phosphorus in the Umeälven. In this project, the candidate will use empirical and process-based modeling approaches to (i) determine sources of phosphorus in Umeälven catchment, (ii) identify patterns and trends in phosphorus flux and (iii) assess sources and magnitudes of uncertainties in the catchment phosphorus budget.
Contakt person: Mats Wallin and Martyn Futter , Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU.
Kiselalgernas missbildningar under toxiska förhållanden ' (kan vara 2 eller flera arbeten, helst under hösten, med fältprovtagning, 30 ECTS)
Diatom malformations in toxic conditions? (contact M. Kahlert for information in English)
Mål: Att ta fram en bioindikator för metallpåverkan i Svenska vattendrag med hjälp av fastsittande kiselalger, deras artsammansättning och missbildningar.
Bakgrund: Fastsittande kiselalger är den grupp alger som används hittills i Europa som standardmetod att klassificera ’ekologiskt status’ av ett vattendrag i miljöövervakningen. De Svenska kiselalgsindexen är utvecklade för indikation av övergödning och organiska föroreningar, och visar i nuläget inte metallpåverkan eller annan toxisk påverkan som till exempel pesticider. Ett nytt verktyg behövs. Pilotstudier i Sverige och Europa har visat tydliga förändringar i både artsammansättningen och andelen missbildade kiselalgsskal vid metallpåverkan, och i ett nytt undersökning i samarbete med länsstyrelsen i dalarna planerar vi att ta fram en indikator för metallpåverkan som ska implementeras i de Svenska bedömningsgrunder.
Utförandet: Fält-, labor- och mikroskoparbete. Rapportskrivning. Fältarbete: Provtagning av kiselalger i metallpåverkade vattendrag i Dalarna under hösten 2010. Laborarbete: Preparation av kiselalgspreparat. Mikroskoparbete: Identifiering och kvantifiering av kiselalgernas artsammansättning och missbildningar i mikroskop. Utvärdering av data: Sammanställa vattenkemidata för vattendragen. Leta fram andelen av kiselalgsmissbildningar typiska för en metallpåverkan. Bedöma vilken artsammansättningen är typisk för en metallpåverkan. Jämföra med andra studier. Utveckla en Svenks kiselalgsindex för metallpåverkan.
Kontaktperson:Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala
maria.kahlert@slu.se Tel: 018-673145
Biologisk mångfald i små vattendrag –kiselalger som indikatorer på ekologisk kvalitet och biologisk mångfald' (kan vara 2 eller flera arbeten, helst under hösten, med fältprovtagning, 30 ECTS)
Biological diversity in small streams – diatoms as indicators for ecological quality and biological diversity (contact M. Kahlert for information in English)
Mål: Cirka 90% av Sveriges vattendrag avvattnar avrinningsområden mindre än
15 km2. För dessa små vattendrag finns ytterst begränsad kunskap om biologi, kemi och hydrologi. Dessutom saknas information om aktuell status och mänsklig påverkan enligt EU:s vattendirektiv och de nationella bedömningsgrunderna. Projektet går därför i korthet ut på att undersöka den ekologiska kvalitén hos våra minsta vattendrag (med avseende på kiselalger) och på vilket sätt de bidrar till den biologiska mångfalden på landskapsskalan.
Bakgrund: För kiselalger finns några få regionala studier av samhällsstruktur och biologisk mångfald, men i princip inga studier där man tittat på variationen inom avrinningsområden eller vikten av små bäckar för den biologiska mångfalden, förutom en studie (Sandin m.fl. 2009). I den studien fann man bland annat ett flertal mycket sällsynta kiselalgsarter som aldrig eller mycket sällan tidigare hittats i Sverige, vilket ju tyder på att det finns skyddsvärda organismer vi vet väldigt lite om. I en FORMAS rapport (2006:2) om biologisk mångfald konstaterar man också att det behövs mer information om biotoper och ekosystem i rinnande vatten i Sverige och att information om de minsta vattendragen saknas helt.
Genom att undersöka den biologiska mångfalden för kiselalger på en landskapsskala (i Dalälvens avrinningsområde) och samtidigt undersöka den ekologiska statusen hos dessa biologiska kvalitetselement ökar vi vår kunskap om det är så att det finns specifika, skyddsvärda små vattendrag (med hög biologisk mångfald), samt om den ekologiska statusen i dessa små vattendrag måste undersökas specifikt, eller om de nedströms liggande provtagningsstationerna (som normalt ingår i de nationella eller regionala övervakningsprogrammen i sötvatten) på ett tillräckligt rättvisande sätt visar på status även i de minsta vattendragen.
Utförandet: Labor- och mikroskoparbete. Rapportskrivning. Laborarbete: Preparation av kiselalgspreparat (proverna är redan tagna). Mikroskoparbete: Identifiering och kvantifiering av kiselalgernas artsammansättning i mikroskop. Utvärdering av data: Korrelera kiselalgernas förekomst och artsammansättningen med bakgrundsdata för de små vattendragen. Hitta vattendrag med särskild betydelse för ovanliga kiselalgstaxa. Projektet kopplar direkt till Ramdirektivet för Vatten genom ekologisk status klassning av de små vattendragen, till Naturvårdsverkets arbete med miljömålen Levande Sjöar och Vattendrag, samt Biologisk Mångfald samt vid eventuell utökning av dagens miljöövervakning till att också inkludera de minsta vattendragen. Vattenmyndigheterna kan använda materialet i sina utvärderingar av ekologisk status av rinnande vatten.
Kontaktperson:Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala
maria.kahlert@slu.se Tel: 018-673145
Metal contamination on biofilm and diatom assemblage composition
Aim: To test the hypothesis that metal contamination will impact the composition and valve formation of benthic diatoms, and to test which factors are influencing metal toxicity in a laboratory experiment.
Hypotheses of project: Diatom assemblage composition is related to metal contamination (i.e. sensitive species are replaced by tolerant species). Overall biodiversity will decrease, whilst the number of small, adnate diatom species (protected by the organic biofilm) and the number of malformed valves will increase with increasing trace metal concentrations. Metal toxicity as measured by benthic diatom assemblages is dependent on environmental variables, e.g. decreasing with increasing nutrient (phosphate) and humic (DOC) concentrations..
Experiment: The effects of heavy metal contamination will be studied using a microcosm experiment. Biofilms, grown on tiles placed in lakes (in both contaminated and reference lakes), will be transferred to the lab and treated with metal contaminated lake water (different concentrations) with different pH levels (alternatively also nutrient or TOC concentrations could be manipulated, as these factors are also known to influence bioavailability/ toxicity of contaminants). Metals applied to the biofilms will be metals typical in the mining areas in Dalarna.
The experiment will be of short duration, about three weeks. During the course of the experiment several parameters will be measured, repeatedly: (i) water chemistry including heavy metal concentrations and chlorophyll a, (ii) NIRS spectra (analysis in collaboration with Dr Christian Bigler (Umeå University) and (iii) algae densities and biofilm algal composition (measured with a BenthoTorch). At the end of the experiments the taxonomic composition of diatom community will be analysed and malformed valves will be counted. Additionally, it may be possible to measure metal concentrations in the biofilm.
Kontaktpersons:
Stephan Köhler and Maria Kahlert, Dept. of Aquatic Sciences and Assessment, SLU Uppsala
maria.kahlert@slu.se Tel: 018-673145