| 1. |
- Akselsson, Cecilia, et al.
(författare)
-
Assessing the risk of N leaching from forest soils across a steep N deposition gradient in Sweden.
- 2010
-
Ingår i: Environmental Pollution. - : Elsevier BV. - 0269-7491 .- 1873-6424. ; 158:12, s. 3588-3595
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Nitrogen leaching from boreal and temporal forests, where normally most of the nitrogen is retained, has the potential to increase acidification of soil and water and eutrophication of the Baltic Sea. In parts of Sweden, where the nitrogen deposition has been intermediate to high during recent decades, there are indications that the soils are close to nitrogen saturation. In this study, four different approaches were used to assess the risk of nitrogen leaching from forest soils in different parts of Sweden. Nitrate concentrations in soil water and C:N ratios in the humus layer where interpreted, together with model results from mass balance calculations and detailed dynamic modelling. All four approaches pointed at a risk of nitrogen leaching from forest soils in southern Sweden. However, there was a substantial variation on a local scale. Basing the assessment on four different approaches makes the assessment robust.
|
|
| 2. |
- Karlsson, Per Erik, 1957, et al.
(författare)
-
Evidence for Impacts of Near-ambient Ozone Concentrations on Vegetation in Southern Sweden
- 2009
-
Ingår i: Ambio. - : Royal Swedish Academy of Sciences. ; 38:8, s. 425-431
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Substantial impacts of near-ambient ozone concentrations on agricultural crops, trees, and seminatural vegetation are demonstrated for southern Sweden. Impacts of ambient ozone levels (2–15 μL L-¹ hr annual accumulated ozone exposure over a threshold of 40 nL L-¹ [AOT40]) range from a 2%–10% reduction for trees (e.g., leaf chlorophyll, tree growth) up to a 15% reduction for crops (e.g., yield, wheat/potato). Visible leaf injury on bioindicator plants caused by ambient ozone levels has been clearly demonstrated. The humid climatic conditions in Sweden promote high rates of leaf ozone uptake at a certain ozone concentration. This likely explains the comparatively large ozone impacts found for vegetation in southern Sweden at relatively low ozone concentrations in the air. It is important that the future methods used for the representation of ozone impacts on vegetation across Europe are based on the leaf ozone uptake concept and not on concentration-based exposure indices, such as AOT40.
|
|
| 3. |
- Akselsson, Cecilia, et al.
(författare)
-
A Combined Measurement and Modelling Approach to Assess the Sustainability of Whole-Tree Harvesting—A Swedish Case Study
- 2021
-
Ingår i: Sustainability. - : MDPI AG. - 2071-1050. ; 13:4
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The demand of renewable energy has increased the interest in whole-tree harvesting. The sustainability of whole-tree harvesting after clear-cutting, from an acidification point of view, depends on two factors: the present acidification status and the further loss of buffering capacity at harvesting. The aims of this study were to investigate the relationship between these two factors at 26 sites along an acidification gradient in Sweden, to divide the sites into risk classes, and to examine the geographical distribution of them in order to provide policy-relevant insights. The present status was represented by the acid neutralizing capacity (ANC) in soil solution, and the loss of buffering capacity was represented by the estimated exceedance of critical biomass harvesting (CBH). The sites were divided into three risk classes combining ANC and exceedance of CBH. ANC and exceedance of CBH were negatively correlated, and most sites had either ANC < 0 and exceedance (high risk) or ANC > 0 and no exceedance (low risk). There was a geographical pattern, with the high risk class concentrated to southern Sweden, which was mainly explained by higher historical sulfur deposition and site productivity in the south. The risk classes can be used in the formulation of policies on whole-tree harvesting and wood ash recycling.
|
|
| 4. |
- Hellsten, Sofie, et al.
(författare)
-
Increased concentrations of nitrate in forest soil water after windthrow in southern Sweden
- 2015
-
Ingår i: Forest Ecology and Management. - : Elsevier BV. - 1872-7042 .- 0378-1127. ; 356, s. 234-242
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- In January 2005, south-west Sweden was hit by a severe storm that caused large damage to the forests through massive windthrow. The aim of this study was to assess the effect of this windthrow on nitrate concentrations in the soil water below the root zone on 33 forest monitoring plots within the Swedish Throughfall Monitoring Network (SWETHRO). These sites were damaged to different extents by the storm. The analysis showed increased levels of nitrate concentrations in the soil water as a consequence of storm damaged forest. The present study concerned forest ecosystems with relatively low levels of nitrogen deposition, as compared with forests analysed in previous studies. The maximum soil water nitrate concentrations occurred 1-4 years after the storm. After 5-6 years, the concentrations were back at the same levels as before the storm event. It was not possible to demonstrate a significant correlation between increased nitrate concentrations in the soil water after the storm and the level of nitrogen deposition at the site. The potential impact on ground- and surface waters due to elevated nitrate concentrations in soil water after storm events is discussed. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
|
|
| 5. |
- Karlsson, Per Erik, et al.
(författare)
-
En ekonomisk utvärdering av inverkan av marknära ozon på skog och jordbruksgrödor i Sverige baserat på ozonflux
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- IVL Svenska Miljöinstitutet (IVL), SMHI och Göteborgs Universitet (GU) har på uppdrag av Naturvårdsverket genomfört en studie som syftar till att ekonomiskt värdera de positiva effekter som skulle uppstå för produktionen i skogs- och jordbruk i Sverige i avsaknad av exponering för antropogent orsakad bildning av ozon nära marken. Beräkningarna baserades på ozonexponering uttryckt som ozonflux (PODySPEC, Phytotoxic Ozone Dose for SPECific plants species) för åren 2014 - 2017. De trädslag som ingick i analysen var gran, tall, björk samt några ytterligare trädslag. De jordbruksgrödor som omfattades av analysen var vår- och höstvete, korn, vall och potatis. För jordbruksgrödor innefattade beräkningarna även året 2013. Beräkningarna genomfördes årsvis. Tidsaspekterna kring beräkningarna av ozoneffekter skiljer sig dock avsevärt mellan jordbruksgrödor respektive skog. När det gäller beräkningarna för jordbruksgrödor utfördes de fullt ut specifikt årsvis, både vad gäller ozonexponering och vad gäller statistik för skördeutbyte under rådande ozonexponering de olika åren. Vad gäller skog komplicerades beräkningarna av att avverkningen ett visst år inte är direkt kopplad till tillväxten samma år och därmed inte heller till ozonbelastningen samma år. Den skogliga statistiken som inhämtades förutsattes representera ett scenario med den begränsning av den skogliga tillväxten som nuvarande ozonbelastning medför. Baserat på dos-respons-relationer vad gäller inverkan av exponering för ozon i form av POD1SPEC beräknades hur stor den skogliga tillväxten skulle ha varit i avsaknad av exponering för ozon, allt annat lika. Differensen mellan dessa scenarion utgjorde ozonpåverkan utifrån dagens exponering för ozon. Beräkningarna för skog grundade sig på ett scenario för årlig tillväxt under nuvarande ozonbelastning för en 10-årsperiod (2010 – 2019), i kombination med fyra olika scenarier för beräkningar av hur mycket högre den skogliga tillväxten skulle ha varit i avsaknad av ozonbelastning, i sin tur baserat på hur ozonbelastningen såg ut under vardera av de fyra åren 2014 - 2017. Sammanfattning - Träd Ozonbelastningen för träd beräknades som länsvisa medelvärden, baserat på POD1SPEC för björk och gran. Dos-respons-relationer för inverkan av ozon på tillväxthastigheter och produktion, baserat på POD1SPEC, antogs utifrån den information som finns tillgänglig i den vetenskapliga litteraturen. För träd valdes att använda resultat för gran och björk från svenska experimentella studier med unga träd. För de skogliga beräkningarna gjordes ett grundläggande antagande, att en ökad tillväxthastighet långsiktigt resulterade i en proportionellt ökad avverkningshastighet. I avsaknad av inverkan av ozon på trädtillväxten beräknades att den årliga skogstillväxten skulle ha varit 7.2 Mm3sk (miljoner kubikmeter stamvolym ovan bark) högre, jämfört med dagens situation. Detta beräknades som ett medelvärde för de olika ozonbelastningarna 2014 - 2017, för Sverige som helhet och för alla trädslag. Detta utgjorde en ökad tillväxt på 7,1%. Som ett resultat av den högre tillväxten i avsaknad av ozon beräknades att den totala skogsavverkningen, inklusive gallring och slutavverkning, skulle ha varit 5,5 Mm3sk högre jämfört med idag, för Sverige som helhet och för alla trädslag, som ett medelvärde för de olika ozonbelastningarna 2014 - 2017. Detta utgjorde en ökad avverkning på 7,0 %. Procentuellt beräknades avverkningen öka mest i Götaland, eftersom den nuvarande ozonbelastningen är högst i denna landsdel. Upptaget av ozon till bladen vid en viss koncentration av ozon i luften beräknades bli större för lövträd, jämfört med barrträd. Dessutom visar relationerna för dos-respons på en mer negativ inverkan av upptaget ozon på tillväxten för lövträd jämfört med barrträd. Tillsammans gör detta att de beräknade effekterna av ozon på tillväxten blev avsevärt högre för lövträd, jämfört med barrträd. För Götaland beräknades att avverkningen av lövträd skulle kunna varit 22 – 24 % högre i avsaknad av ozonbelastning jämfört med dagens situation. Det årliga ekonomiska värdet av den ökade avverkningen som beräknades kunnat ske i avsaknad av ozonbelastning, som ett medelvärde för ozonbelastningen 2014 – 2017, uppgick till 942 MSEK per år för landet som helhet och för alla trädslag. Det samlade värdet var som högst för Götaland, 424 MSEK, medan det var avsevärt lägre för Svealand och Norrland. En jämförelse mellan trädslag för Sverige som helhet visade att det ekonomiska värdet var högst för granskog, följt av tallskog och därefter björk En jämförelse av olika scenarier för beräknat POD1SPEC, baserat på förekomsten av ozon för de olika åren 2014 – 2017, visade att det ekonomiska värdet blev högst baserat på den beräknade för ozonbelastningen 2014 och uppgick då till 1035 MSEK för hela landet och för alla trädslag. Det lägsta värdet var för ozonbelastningen som beräknades för året 2017, 891 MSEK. En analys på länsnivå visade att det högsta ekonomiska värdet för en ökad avverkning i avsaknad av ozonbelastning, som medelvärde 2014 – 2017 och samlat för alla trädslag, uppstod i Västra Götalands län, med 98 MSEK årligen. Lägst var värdet för Gotlands län, med 8 MSEK. Detta berodde till stor del på skillnaderna i den totala arealen produktiv skogsmark i de olika länen. Det högsta ekonomiska värdet för den ökade avverkningen per areal skog uppstod i Skåne, med ett värde 161 SEK ha-1 år-1, som ett medelvärde för alla trädslag. Värdet 942 MSEK per år för den beräknade ökade skogsavverkningen, i avsaknad av ozonbelastning, jämfört med dagens situation för landet som helhet och för alla trädslag, var något högre än i en tidigare studie (Karlsson m.fl., 2014) där motsvarande värde var 733 MSEK per år. Detta motsvarade et ökat värde på knappt 30 %. Sammanfattning - Jordbruksgrödor Ozonbelastningen för jordbruksgrödor beräknades, baserat på POD6SPEC för vete och potatis. Länsvisa medelvärden för POD6SPEC användes för beräkningarna för respektive år. Det sammanlagda, genomsnittliga ekonomiska värdet på det ökade skördeutfall som skulle ha uppstått i avsaknad av ozonpåverkan på jordbruksgrödor i Sverige uppskattades till 528 MSEK per år. De största ökade värdena gällde vete, särskilt höstvete, eftersom detta odlas i stor omfattning. Även de skattade värdena för korn var betydande, särskilt i Skåne. Geografiskt sett var Skåne det län där skattningarna visade på störst ökning av ekonomiska värden för ökade skördeutfall, vilket berodde på en kombination av höga ozonhalter, omfattande jordbruk och ett klimat som är relativt gynnsamt för ozonupptag till växter. Generellt sett var de skattade effekterna av ozon på jordbruksgrödor betydligt mindre i norra jämfört med södra Sverige. Värdet 528 MSEK per år från jordbruksgrödor var avsevärt högre än i en tidigare studie (Karlsson m.fl., 2014) där motsvarande siffra var 180 MSEK per år. Skillnaden berodde troligen främst på att exponeringsmåttet AOT40 användes i den tidigare studien, medan det fysiologiskt mer relevanta ozonexponeringsmåttet POD användes i föreliggande rapport. De i denna studie beräknade skördeförlusterna orsakade av nuvarande ozonbelastning i % för vete låg något lägre än den som uppskattades som genomsnitt för Europa, vilket troligen främst kan förklaras av lägre ozonhalter i Nordeuropa jämfört med Europa som genomsnitt. Skördeförlusterna i % för vete låg obetydligt högre än de som globalt uppskattats för vete genom att experimentellt jämföra veteskörden i filtrerad (i det närmaste utan ozon) och ofiltrerad (med dagens ozonhalter) luft.
|
|
| 6. |
- Karlsson, Per Erik, et al.
(författare)
-
Total deposition of inorganic nitrogen to Norway spruce forests – Applying a surrogate surface method across a deposition gradient in Sweden
- 2019
-
Ingår i: Atmospheric Environment. - : Elsevier BV. - 1352-2310 .- 1873-2844. ; 217, s. 1-11
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- The dry and wet deposition of nitrate, NO3−, and ammonium, NH4+, were estimated for Norway spruce forests at ten monitoring sites across Sweden for the years 2014–2017. The particulate dry deposition was estimated based on measurements using Teflon string samplers as surrogate surfaces, in combination with the net throughfall deposition for sodium (throughfall subtracted with wet deposition). The wet deposition was estimated from bulk deposition measurements, corrected for dry deposition to the collectors. There was a strong gradient for total inorganic nitrogen (N) deposition across Sweden from north to southwest, ranging from 2 to 20 kg N ha−1 yr−1. The values for N deposition derived from measurements were for most sites exceeding the corresponding values derived from modelling with the MATCH and EMEP models, in southern Sweden by up to 4–6 kg N ha−1 y−1. Based on comparisons between total and throughfall deposition, the canopy uptake of atmospheric N deposition to Norway spruce forests in Sweden was estimated to be in the range of 0–7 kg N ha−1 yr−1.
|
|
| 7. |
- Karlsson, Per Erik, et al.
(författare)
-
A bark beetle attack caused elevated nitrate concentrations and acidification of soil water in a Norway spruce stand
- 2018
-
Ingår i: Forest Ecology and Management. - : Elsevier BV. - 0378-1127 .- 1872-7042. ; 422, s. 338-344
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- A bark beetle attack in a Norway spruce forest in southwestern Sweden killed most trees, which however mostly remained standing, and caused elevated nitrate concentrations and subsequent acidification in the soil water. Long-term monitoring showed very low nitrate concentrations in the soil water before the bark beetle attack. High nitrate concentrations remained throughout five years after the initiation of the bark beetle attack until the monitoring was terminated. The increased nitrate concentrations in the soil water were accompanied by a decrease in both pH and the acid neutralizing capacity, ANC. The significance for future nitrogen and acidity leakage to ground- and surface waters is discussed in relation to the expected future increase in the frequencies of bark beetle attacks in boreal and northern temperate forests.
|
|
| 8. |
- Marchetto, Aldo, et al.
(författare)
-
Good Agreement Between Modeled and Measured Sulfur and Nitrogen Deposition in Europe, in Spite of Marked Differences in Some Sites
- 2021
-
Ingår i: Frontiers in Environmental Science. - : Frontiers Media SA. - 2296-665X. ; 9
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Atmospheric nitrogen and sulfur deposition is an important effect of atmospheric pollution and may affect forest ecosystems positively, for example enhancing tree growth, or negatively, for example causing acidification, eutrophication, cation depletion in soil or nutritional imbalances in trees. To assess and design measures to reduce the negative impacts of deposition, a good estimate of the deposition amount is needed, either by direct measurement or by modeling. In order to evaluate the precision of both approaches and to identify possible improvements, we compared the deposition estimates obtained using an Eulerian model with the measurements performed by two large independent networks covering most of Europe. The results are in good agreement (bias <25%) for sulfate and nitrate open field deposition, while larger differences are more evident for ammonium deposition, likely due to the greater influence of local ammonia sources. Modeled sulfur total deposition compares well with throughfall deposition measured in forest plots, while the estimate of nitrogen deposition is affected by the tree canopy. The geographical distribution of pollutant deposition and of outlier sites where model and measurements show larger differences are discussed.
|
|
| 9. |
- Pihl Karlsson, Gunilla, et al.
(författare)
-
Atmospheric deposition and soil water chemistry in Swedish forests since 1985 – Effects of reduced emissions of sulphur and nitrogen
- 2024
-
Ingår i: Science of the Total Environment. - Göteborg : IVL Svenska Miljöinstitutet. - 0048-9697 .- 1879-1026. ; 913, s. 169734-169734
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Trends for the atmospheric deposition of sulphur (S) and inorganic nitrogen (inorg-N) to forests and changes in the forest soil water chemistry in Sweden have been assessed since 1985, with special focus on the last 25 years, based on measurements within the Swedish Throughfall Monitoring Network (SWETHRO). The reductions in the deposition of S and inorg-N in the southern part of Sweden corresponded relatively well with the pollutant emission reductions for S and inorg-N from both EU27 + UK and Sweden during 1996/97–2021/22. For northern Sweden the deposition of S and inorg-N decreased to a lesser extent than both European and Swedish emissions.The bulk deposition of NO3-N has decreased more than the deposition of NH4-N over the last 25-year period, which is consistent with the much larger emission reductions for NOx compared to NH3 from EU27 + UK and Sweden. The S concentrations in the soil water, at 50 cm below soil surface, have decreased during the last 25 years, however somewhat less than the S deposition. At sites with low ANC and pH in the beginning of the period, the increase in ANC was generally greater and the increase in pH was smaller, but at sites with high pH and ANC above zero, the increase in pH was dominant, in line with the nonlinear relationship between pH and ANC in the soil water. The incidence of elevated concentrations of NO3-N in the soil water was highest in southwest Sweden, ranging between 4 and 19 % of all measuring occasions since 1985/86. The reduced deposition of N over the 35-year period was not reflected in the incidence of elevated concentrations of NO3-N in the soil water over time.
|
|
| 10. |
- Karlsson Potter, Hanna, et al.
(författare)
-
Precision nitrogen application – potential to lower the climate impact of crop production
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The agriculture sector is a significant contributor to global greenhouse gas emissions, especially methane (CH4) and nitrous oxides (N2O). Nitrous oxide emissions originate primarily from nitrogen fertiliser production and use. A nitrogen fertilisation rate close to crop demand is desirable for several reasons, e.g. it limits fertiliser use per unit of crop produced and reduces the risk of N2O emissions and nitrogen leaching.This study estimated the impact of two different measures for more accurate nitrogen fertilisation, field-specific nitrogen fertilisation (accounting for between-field variation) and variable-rate nitrogen application (accounting for within-field variation), compared with a uniform fertilisation application. Effects on nitrogen leaching, N2O emissions, grain yield and nitrogen balance were analysed. Calculations of leaching and N2O emissions were based on different examples of within- and between-field variation on two soil types, represented by two experimental fields in south-west Sweden from which measured data on grain yield and N2O emissions were obtained. Climate impact in a life cycle perspective, including fertiliser production and use, was calculated. The results for N2O emissions were compared with the results of simulations using the IPCC model for N2O emissions and a nitrogen balance-based model.According to the results, the climate impact from field N2O emissions was reduced by around 5% when using field-specific nitrogen fertilisation. An additional reduction of 1-10% (depending on in-field variations in nitrogen demand) was achieved when using variable-rate nitrogen application. The amount of fertiliser used was very important for the overall climate impact of crop production, indicating that measures which increase nitrogen use efficiency and keep nitrogen fertiliser doses below the optimum rate are preferable in a climate impact perspective. The commonly used IPCC model for predicting field N2O emissions failed to predict reductions in N2O from better nitrogen use efficiency. The nitrogen balance-based model performed better in predicting field N2O emissions in relation to what could be expected based on measured N2O emissions, but the estimated reduction was not as high as that predicted from field measurements.
|
|
