Hur mäter vi åars och bäckars ekologiska hälsa?

I våra vattendrag lever mängder av organismer i näringsvävar som ser till att energi och näringsämnen omsätts i vattnet. När dessa ekosystem fungerar väl gör de oss människor viktiga tjänster, genom att t.ex. rena vatten, erbjuda goda fiskbestånd och minska transporten av övergödande näring till sjöar nedströms.

Amélie Truchy har under sin tid som doktorand vid SLU försökt förstå hur bäckar och mindre åar påverkas av de påfrestningar som människans "ingrepp" i miljön kan innebära, i form av jord- och skogsbruk och kraftverksdammar. Hon har också velat veta hur man bäst mäter den ekologiska statusen hos dessa vattendrag, något som är intressant för den nationella miljöövervakning som ligger till grund för förvaltningen av våra vattendrag.

För att få en bild av hur människan påverkar dessa ekosystem gjorde Amélie Truchy undersökningar i ett urval mindre vattendrag som i olika hög grad är präglade av jordbruk, skogsbruk respektive vattenkraft. Tio vattendrag i Östergötland studerades för att belysa jordbrukets betydelse, medan 16 vattendrag i Västerbotten och tio i Värmland skulle spegla skogsbrukets respektive vattenkraftens inverkan.

Genom att inventera fisk, bottenfauna, växter, små alger och mikroskopiska svampar fick hon ett mått på samhällsstrukturen (artsammansättningen) i näringsvävarna på varje plats. Hon tog dessutom fram mått på några av ekosystemets funktioner, bland annat hur snabbt nedfallna löv bryts ned i vattnet, och hur snabbt alger och mikroskopiska svampar växer till på en keramikplatta som placeras i vattnet.

Betydligt större störningar av jordbruk och dammar än av skogsbruk
En övergripande slutsats i studien var att jordbruk och kraftverksdammar har betydligt större inverkan än skogsbruk på vattendragen.

– Skillnaderna mellan de vattendrag som skulle spegla olika stark påverkan från skogsbruk var mycket små, säger Amélie Truchy. En anledning kan vara att skogsbrukets effekter är mer kortvariga. Det kan också vara så att jag skulle ha sett större skillnader om jag hade valt ut bäckar där betydligt större arealer hade avverkats.

Närheten till jordbruk och dammbyggen påverkade däremot både artsammansättningen i näringsvävarna och olika funktioner i ekosystemet, särskilt de senare.

Jorderosion har stor inverkan på ekosystemet
Vissa vattendrag i jordbrukslandskapet var starkt påverkade av jorderosion från åkermark, och det grumliga vattnet påverkade många slags organismer. Bland annat gick nedbrytningen långsammare än väntat.

– Vi såg att det fanns färre arter av insekter som andas med gälar där vattnet var grumligt, vilket beror på att lerpartiklar fastnar på gälarna och försämrar deras funktion, säger Amélie Truchy. Dessutom täcks nedfallna växtdelar som hamnat på botten av sedimenterat slam, vilket gör att de inte är lika åtkomliga för nedbrytare. Slutligen hämmas algtillväxten, eftersom solljuset inte når ned till botten.

Kraftverksdammar förändrar vattendragen genom att bland annat ändra vattenflödets rytm under året, och skapa hinder för vandrande fisk. En art som tydligt förlorar på detta är öringen. När det gäller ekosystemets funktioner är bilden mer komplicerad.

– Vi såg en minskning av den nedbrytande bottenfaunan i de mest påverkade vattendragen, men å andra sidan såg vi en större aktivitet hos nedbrytande mikroorganismer.

Lokala förhållanden måste beaktas
Samtidigt visade studierna att andra faktorer än de människoskapade kan ha stor inverkan på de mått som analyserades, vilket försvårar tolkningen av resultaten.

– Det handlar dels om regionala skillnader, som kan vara betydande mellan Västerbotten, Värmland och Östergötland, säger Amélie Truchy. Dessutom kan väldigt lokala förhållanden ha stor betydelse, såsom temperatur- och ljusförhållanden, och områdets geologi och hydrologi. Detta är något som måste beaktas mer i miljöövervakningen.

Är det mångfald eller funktion som ska övervakas?
Övervakning av ytvatten och klassificering av ekologisk status är viktiga komponenter i EU:s ramdirektiv för vatten, som är utgångspunkten för svensk vattenförvaltning. Vilka mått man använder för att beskriva graden av mänsklig påverkan är en viktig fråga i detta arbete. Lägger man fokus på bevarande av biologisk mångfald, är det näringsvävens artsammansättning som ska övervakas. Lägger man i stället fokus på hur ekosystemet fungerar och vilka tjänster det levererar, är det framförallt processer som ska övervakas. Vattendirektivet ger dock inga tydliga riktlinjer för vilka processer som i så fall bör väljas.

– Här ger min avhandling värdefull kunskap, säger Amélie Truchy. Bland annat verkar det vara viktigt att inte välja ut en enskild process som ska mätas, utan att mäta flera processer samtidigt.

– Jag tycker också att det vore bra om övervakningen av biologisk mångfald tog större hänsyn till arternas egenskaper, vilka funktioner de fyller i ekosystemet. Det skulle göra det lättare att upptäcka förluster av funktionell mångfald.

__________

MSc Amélie Truchy, institutionen för vatten och miljö, försvarade sin doktorsavhandling Ecosystem functioning in streams under pressure – Understanding the roles of biotic, abiotic and spatial drivers den 2 februari vid SLU i Uppsala. Opponent var professor Jennifer Tank, University of Notre Dame, Environmental Change Initiative, South Bend, USA.

Mer information

Amélie Truchy
Institutionen för vatten och miljö
Sveriges lantbruksuniversitet
072-012 84 33, amelie.truchy@slu.se
https://www.slu.se/cv/amelie-truchy/

Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/15242/

Forskningen har bedrivits inom projektet WATERS, och är direkt kopplad till de så kallade bedömningsgrunder som används för att klassificera vattenstatus enligt EU:s ramdirektiv för vatten samt den svenska lagstiftning som genomför direktivet i Sverige.
https://waters.gu.se/om-waters

Pressbilder

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)

Börrumsbäcken i Östergötland är tydligt påverkad av jorderosion. Slampartiklarna i det grumliga vattnet minskar mängden insekter med gälar, och sedimenterat slam bromsar upp nedbrytningen av nedfallna löv. Dessutom minskar fotosyntes och tillväxt hos alger, då solljuset inte tränger ned lika bra i vattnet. Foto: Amélie Truchy

Nedbrytningen i det grumliga vattnet var mindre än väntat. Där bestod bottenfaunans nedbrytare framför allt av arter som är härdiga, men inte så väldigt effektiva. Två exempel är sötvattensgråsuggan Asellus aquaticus (överst) och sötvattensmärlan Gammarus pulex (underst). Foto: Amélie Truchy

En liten damm i Acksjöälven i Värmland. Foto: Amélie Truchy

Amélie Truchy mäter vattenflödet i en värmländsk å. Foto: Elodie Chapurlat

Mätning av hur snabbt björklöv bryts ned i vattnet (Krycklan, Västerbotten). Nätpåsar med olika maskstorlek användes för att jämföra nedbrytning utförd av svampar respektive svampar plus bottenfauna. Foto: Amélie Truchy

Svartbäcken, en liten bäck i kanten av ett kalhygge i Västerbotten. Den borttagna strandvegetationen påverkar antagligen lokala artsamhällen och ekosystemets funktion. Foto: Amélie Truchy