Ny modell förklarar kolets väg genom vattendragen – byggd på årtionden av svensk forskning

Den nya modellen har döpts till Variable Scale Domains och bygger på flera decenniers forskning i Krycklans avrinningsområde utanför Vindeln. Modellen förklarar hur olika typer av kol, både organiskt och oorganiskt, transporteras och förändras längs vattnets väg – hela vägen från nederbörd tills det rinner ut i havet.

Tidigare teorier om hur vattnets ekologi och vattenkvalitet regleras har dragit åt två håll, där vissa menar att vattendragets storlek är viktigast, andra att lokala miljöer, som skog, myrar och sjöar är dominerande. Den nya teorin kombinerar de två förklaringsmodellerna till en.

– Vi visar att både vattendragens storlek, eller skalan, och lokala miljöer generellt är lika viktiga, men att de styrs på olika sätt under olika vattenflöden och vilka typer av kolföreningar som man är intresserad av, säger Hjalmar Laudon, professor i skogslandskapets biogeokemi vid SLU.

Kol – ett ämne i ständigt flöde

Vad som finns i älven när den når havet berättar nämligen inte hela historien. Under vattnets väg genom landskapet förändras innehållet hela tiden. Dels bryts organiskt kol ned och bildar oorganiskt kol som kan sippra ut i form av koldioxid, dels bidrar olika marktyper som vattnet passerar till olika mängder och typer av kol. Hur mycket kol som finns i vattnet och var det tar vägen beror dessutom också på årstid, väder och vattenflöden.

För att förstå hela bilden behöver man studera hur alla dessa delar hänger ihop. Det är just det som de långsiktiga mätningarna i Krycklan har gjort möjligt. Där har forskare följt vattnet från skog och myrar, till de minsta bäckarna, genom sjöar och forsar ner hela vägen till Vindelälven under flera årtionden och därmed byggt upp ett unikt datamaterial.

– Intresset för kol i vårt vatten har ökat dramatiskt de senaste åren. Det beror på att kol påverkar vattenkvaliteten, men också pH-värdet och transporten av tungmetaller i våra vattendrag. Att vi nu kunnat samla all den data vi har från de enskilda miljöerna och bygga en modell för hela systemet är jättestort, säger Hjalmar Laudon.

Omarbetad över 60 gånger

Arbetet med modellen började redan 2018. Hjalmar Laudon och Ryan Sponseller vid Umeå Universitet tog fram de första idéerna, och efter hand har fler forskare anslutit. Modellen som nu publicerats i Nature Water har, precis som kolet, varit med på en lång resa. Totalt blev det fler än 60 revisioner innan den äntligen blev klar.

– Det här är nog utan tvekan den mest omfattande artikeln jag skrivit, säger Hjalmar Laudon.

Nu hoppas forskarna att kollegor runt om i världen ska testa modellen i andra typer av sötvattenssystem.

– Vi har lyckats skapa en modell som tar hänsyn till en stor mängd mekanismer som styr kolbalansen här hos oss. Jag hoppas och tror att den kan vara till nytta för andra att testa hur det funkar hos dem, särskilt om de jobbar i större vattensystem med stora landskapsvariationer, säger Hjalmar Laudon.