Den viktiga bäcknära zonen

Senast ändrad: 06 augusti 2015

Att vatten i skogslandskapet är en spegel av landskapet är närmast ett axiom. Ur ett biogeokemiskt perspektiv anspelar detta på att vattenkvaliteten i våra vattendrag återspeglar förhållandena i de marker som avvattnas (Temnerud et al. 2010). Numera vet vi dock att olika delar av landskapet bidrar till vattenkvaliten på mycket olika sätt.

bäcknära zon

Den bäcknära zonen påverkar humusutflödet till vattendragen. Foto Peder Blomkvist.

Den kunskap som vuxit fram den senaste tiden visar att det främst är den bäcknära zonen som bestämmer hur kemin i olika skogsvattendrag ser ut. Områden som ligger längre från bäckarna är viktiga genom att de avgör mängd och transportvägar för vattnet som så småningom når vattendraget, men det är de sista metrarna närmast bäcken som är avgörande för vattnets kemiska innehåll (Laudon et al. 2011a). Det är därför de bäcknära zonerna är så viktiga att skydda med buffertzoner (Gundersen et al. 2010) eftersom en påverkan där kan få långtgående effekter.

Humus, eller löst organiskt kol (DOC), är en av de substanser som nästan helt bestäms av den bäcknära zonen i skogsbäckar. DOC har en nyckelroll i det akvatiska ekosystemet då det är viktigt som transportör av tungmetaller och andra föroreningar (Eklöf et al. 2012a) men också har betydelse ur ett växthusperspektiv (Wallin et al. 2013). Höga halter av DOC i våra ytvatten har också försvårat försurningsbedömningen av sjöar och vattendrag under årtionden och lett till att många naturligt sura vatten tidigare bedömts som försurade (Erlandsson et al. 2011). Halter av DOC håller också på att bli allt högre i många vattendrag med direkt inverkan kvaliteten av ytvatten (Ledesma et al. 2012), vilket är ett betydande problem ur ett dricksvattenperspektiv.  Vad som styr dessa ökade halter råder det delade meningar om, men ändrad markanvändning är en av fler tänkbara orsaker.

Att förstå hur den bäcknära zonen styr vattenkva­liten i våra sjöar och vattendrag har varit en huvud­uppgift i Future Forest fas 1, eftersom det mesta av skogbrukets potentiella påverkan på sjöar och vattendrag på ett eller annat sätt kanaliseras, härstammar eller motverkas genom att vattnet passerar de tunna remsorna längs vattendragen. Exakt hur den bäcknära zonen styr vattendragskemin har därför har varit en grundläggande förutsättning för att förstår skogbrukets inverkan skogslandskapest ytvatten (Winterdahl et al. 2011a, b, Ågren et al. 2010, Haei et al. 2012, Lyon 2011).

En av de mest påtagliga effekterna av en kalavverkning är att det blir blötare genom att grundvattenytan stiger, vilket leder till ökad avrinning (Lyon et al. 2012, Schelker et al. 2013). Eftersom DOC-halten är högre ju närmare markytan vattnet befinner sig orsakar en ökad grundvattennivå att ytligare flödesvägar med hög­re DOC-koncentration aktiveras och når vattendragen. En effekt av kalavverkning är således att DOC- halten i närliggande vattendrag ökar med upp till 20 % (Schelker et al. 2012). Sammantaget så leder ökade vattenföring och högre koncentration att exporten av DOC ökar med närmare 100 % från kalavverkade avrinningsområden. Även om påverkan kan vara betydande på lokal skala så visar det inledande arbetet i Future Forest fas 2 att denna effekt snabbt avtar nedströms.

Referenser

Eklöf, K., Fölster, K., Sonesten, L. & Bishop, K. (2012a). Spatial and temporal variation of THg concentrations in run-off water from 19 boreal catchments, 2000-2010. Environmental Pollution, 164, 102-109.

Erlandsson, M.A., Cory, N., Fölster, J., Köhler, S., Laudon, H., Weyhenmeyer, GA. & Bishop, K., (2011). Increasing dissolved organic carbon redefines the extent of surface water acidification and helps resolve a classic controversy. BioScience 61: 614–618. ISSN 0006-3568.

Gundersen, P., Lauren, A, Finer, L., Ring, E., Koivusalo, H., Sætersdal, M., Weslien, JO., Sigurdsson, B.D., Högbom, L., Laine, J. & Hansen, K., (2010). Environmental Services Provided from Riparian Forests in the Nordic Countries, AMBIO, 39, 555–566, DOI 10.1007/s13280-010-0073-9.

Haei, M., Rousk, J., Ilstedt, U., Öquist, M., Bååth, E., & Laudon, H. (2011). Effects of soil frost on growth, composition and respiration of the soil microbial decomposer community. Soil Biology & Biochemistry 43, 2069-2077.

Laudon, H., Berggren, M., Ågren, A., Buffam, I., Bishop, K., Grabs, T., Jansson, M. & Köhler, S. (2011a). Patterns and Dynamics of Dissolved Organic Carbon (DOC) in Boreal Streams: The Role of Processes, Connectivity, and Scaling. Ecosystems, In press, DOI: 10.1007/s10021-011-9452-8)

Ledesma, J, Köhler, SJ.,  Futter, M.N. (2012). Long-term trends of dissolved organic carbon: implications for drinking water supply. Science of the Total Environment, doi:10.1016/j.scitotenv.2012.05.071.

Lyon, S.W., Grabs, T., Laudon, H., Bishop, K.H., & Seibert, J. (2011). Variability of groundwater levels and total organic carbon (TOC) in the riparian zone of a boreal catchment, Journal of Geophysical Research-Biogeoscience, 116, G01020, doi:10.1029/2010JG001452.

Lyon, S., Nathanson, M., Spans, A., Grabs, T., Laudon, H., Temnerud, J., Bishop, K. & Siebert, J. (2012). Specific discharge variability in a boreal landscape. Water Resources Research, (48), W08506, 13 PP., 2012 doi:10.1029/2011WR011073.

Schelker, J., Eklöf, K., Bishop, K. & Laudon. H (2012). Effects of forestry operations on dissolved organic carbon (DOC) concentrations and export in boreal first-order streams, Journal of Geophysical Research-Biogeoscience, DOI: 10.1029/2011JG001827.

Schelker, J., Kuglerová, L., Eklöf, K., Bishop, K. & Laudon H.  (2013). Hydrological effects of clear-cutting in a boreal forest - snowpack dynamics, snowmelt and streamflow responses, Journal of Hydrology, 484, 105-114.

Temnerud, J., J.B. J.B. Fölster. J., Buffam,I., Laudon, H., Erlandsson, M.& Bishop, K. (2010). Can the distribution of headwater stream chemistry be predicted from downstream observations? Hydrological Processes, DOI: 10.1002/hyp.7615.

Wallin, M. B., Grabs, T., Buffam, I., Laudon, H., Ågren, A., Öquist, M. G., & Bishop, K. (2013). Evasion of CO2 from streams – The dominant component of the carbon export through the aquatic conduit in a boreal catchment, Global Change Biology, 19 (3), 785-797, doi:10.1111/gcb.12083.

Winterdahl M., Temnerud, J., Futter, M.N., Löfgren, S., Moldan, F., & Bishop, K. (2011a). Riparian zone influence on stream water total organic carbon concentrations at the Swedish Integrated Monitoring sites. Ambio, 40:920-930.

Winterdahl, M., Futter, M., Köhler, S., Laudon, H., Seibert, J., & Bishop, K. (2011b). Riparian soil temperature modifies relationship between flow and organic carbon concentration in a boreal stream. Water Resources Research. (47), W08532, doi:10.1029/2010WR010235.

/ Text Hjalmar Laudon och Kevin Bishop

Artikeln är ett utdrag ur Future Forests Rapport 2013:3


Kontaktinformation
Sidansvarig: annika.mossing@slu.se