| 1. |
- Eklöf, Karin, et al.
(författare)
-
Effekter av dikesrensning och våtmarksrestaurering på kvicksilver i vatten
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Dikning av våtmark i svenska skogsområden under de senaste 120 åren har bidragit till ökad skogsproduktion men också orsakat genomgripande förändringar i skogarnas omsättning och lagring av vatten. Med tiden ansamlas sediment och vegetation i dikena, och dikesrensning kan behövas för att upprätthålla en hög skogsproduktion. Åtgärden kan dock påverka markegenskaper och -processer, vattenkvalitet och kolbalans. Ökad avrinning av total-kvicksilver (THg) och biotillgängligt metylkvicksilver (MeHg) har pekats ut som en potentiell risk vid dikesrensning. En alternativ åtgärd för dikade områden är restaurering till mer naturliga våtmarksförhållanden. Från politiskt håll uppmuntras restaurering som en åtgärd mot översvämningar och torka, för att minska emission av växthusgaser och för att öka den biologiska mångfalden. Åtgärden, som i regel blötlägger torv, riskerar dock att öka den mikrobiella bildningen av MeHg. Mer ytliga flödesvägar i restaurerade våtmarker riskerar också att mobilisera kvicksilver (Hg) från markens övre lager. I ett experimentellt fältförsök med sex avrinningsområden och tre referensområden studerades effekter på THg och MeHg i dikesvatten, efter både dikesrensning och våtmarksrestaurering, upp till ca två år efter åtgärderna. Fältförsöket kompletterades med provtagning av THg och MeHg i rensade (n = 25; 1–4 år efter rensning) och orensade (n = 25) diken i en rumslig studie med en stor geografisk spridning. Dessutom utvärderades 15 sedimentationsdammar belägna nedströms dikesrensade områden med avseende på bildning av MeHg i dammarna. Slutligen i en litteraturstudie sammanställdes effekter av dikesrensning på skogsproduktion med syftet att väga dessa effekter mot effekter på THg och MeHg i vatten. Resultaten visar att dikesrensning inte ledde till några ökningar av THg och MeHg i avrinnande vatten. Tvärt om, minskade koncentrationen och exporten av THg och MeHg i vissa områden. Dikesrensning ledde inte heller till några tydliga ökningar av partikelbundet THg och MeHg. Risken att dikesrensning i avverkade områden kan leda till ökad mobilisering av MeHg från de avverkade områdena kunde inte påvisas genom hydrologisk modellering. Sedimentationsdammar, merparten relativt små, nedströms dikesrensade områden orsakade inga förhöjda halter av MeHg, varken i bottensediment eller i dikesvatten nedströms dammarna. Våtmarksrestaurering ledde till ökade koncentration och export av THg och MeHg i ett av de två restaurerade områdena. Sammanfattningsvis visar studierna i projektet att dikesrensning kan minska, och våtmarksrestaurering kan öka THg och MeHg i avrinnande vatten, men att det kan variera mellan områden. Det gäller åtminstone under de första åren efter åtgärderna som studierna avser. Dessa förändringar drivs troligtvis av en kombination av i) ändrade flödesvägar för vattnet och ii) förändrade redox-förhållanden i marken då grundvattenytan sänks (vid dikesrensning) respektive höjs (vid våtmarksrestaurering).
|
|
| 2. |
- Laudon, Hjalmar, et al.
(författare)
-
Consequences of rewetting and ditch cleaning on hydrology, water quality and greenhouse gas balance in a drained northern landscape
- 2023
-
Ingår i: Scientific Reports. - 2045-2322. ; 13
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Drainage for forestry has created ~ 1 million km of artificial waterways in Sweden, making it one of the largest human-induced environmental disturbances in the country. These extensive modifications of both peatland and mineral soil dominated landscapes still carry largely unknown, but potentially enormous environmental legacy effects. However, the consequences of contemporary ditch management strategies, such as hydrological restoration via ditch blocking or enhancing forest drainage to promote biomass production via ditch cleaning, on water resources and greenhouse gas (GHG) fluxes are unclear. To close the gap between science and management, we have developed a unique field research platform to experimentally evaluate key environmental strategies for drained northern landscapes with the aim to avoid further environmental degeneration. The Trollberget Experimental Area (TEA) includes replicated and controlled treatments applied at the catchment scale based on a BACI approach (before-after and control-impact). The treatments represent the dominant ecosystem types impacted by ditching in Sweden and the boreal zone: (1) rewetting of a drained peatland, (2) ditch cleaning in productive upland forests and (3) leaving these ditches unmanaged. Here we describe the TEA platform, report initial results, suggest ways forward for how to best manage this historical large-scale alteration of the boreal landscape, as well as warn against applying these treatments broadly before more long-term results are reported.
|
|
| 3. |
- Olid, Carolina, 1981-, et al.
(författare)
-
The Role of Methane Transport From the Active Layer in Sustaining Methane Emissions and Food Chains in Subarctic Ponds
- 2021
-
Ingår i: Journal of Geophysical Research - Biogeosciences. - 2169-8953 .- 2169-8961. ; 126:3
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Groundwater discharge from the seasonally thawed active layer is increasingly recognized as an important pathway for delivering methane (CH4) into Arctic lakes and streams, but its contribution to CH4 emissions from thaw ponds and its influence on the trophic support and nutritional quality of pond food chains remains unexplored. We quantified the transport of CH4 from the active layer through groundwater discharge into thaw ponds in a subarctic catchment in northern Sweden, using radon (222Rn) as groundwater tracer. We analyzed stable isotopes and fatty acids of pond macroinvertebrates to evaluate the potential effects of groundwater-mediated CH4 inputs on the aquatic food chains. Our results indicate that active layer groundwater discharge flows are nontrivial (range 6%–46% of pond volume per day) and the associated CH4 fluxes (median 339 mg C m−2day−1, interquartile range [IQR]: 179–419 mg C m−2 day−1) can sustain the diffusive CH4 emissions from most of the ponds (155 mg C m−2 day−1, IQR: 55–234 mg C m−2 day−1). Consumers in ponds receiving greater CH4 inputs from the active layer had lower stable carbon (C) isotope signatures that indicates a greater trophic reliance on methane oxidizing bacteria (MOB), and they had lower nutritional quality as indicated by their lower tissue concentrations of polyunsaturated fatty acids. Overall, this work links physical (CH4 transport from the active layer), biogeochemical (CH4 emission), and ecological (MOB-consumer interaction) processes to provide direct evidence for the role of active layer groundwater discharge in CH4 cycling of subarctic thaw ponds.
|
|
| 4. |
- Zannella, Alberto, et al.
(författare)
-
Metabolic processes control carbon dioxide dynamics in a boreal forest ditch affected by clear-cut forestry
- 2023
-
Ingår i: Frontiers in Water. - 2624-9375. ; 5
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Boreal watercourses are large emitters of carbon dioxide (CO2) to the atmosphere. For forestry intensive areas of the Nordic and Baltic countries, a high share of these watercourses are man-made ditches, created to improve drainage and increase forest productivity. Previous studies have suggested that terrestrial sources sustain the CO2 in these ditches and variability in hydrology is the main temporal control. However, few studies have explored ditch CO2 dynamics and its associated controls in catchments being exposed to forest harvest. An altered hydrology, increased nutrient export and light availability following forest harvest are all factors that potentially can change both levels, dynamics, and source controls of ditch CO2. Here, high-frequency (30 min) CO2 concentration dynamics together with other hydrochemical variables were studied in a forest ditch draining a fully harvested catchment in the Trollberget Experimental Area, northern Sweden. We collected data during the snow-free season from May to October. Ditch CO2 concentrations displayed a clear seasonal pattern with higher CO2 concentrations during summer than in spring and autumn. Concentrations ranged from 1.8 to 3.5 mg C L−1 (median: 2.4 mg C L−1 , IQR = 0.5 mg C L−1 ). Strong diel cycles in CO2 developed during early summer, with daily amplitudes in CO2 reaching up to 1.1 mg C L−1 . These pronounced daily cycles in CO2 were closely related to the daily sum of shortwave radiation and water temperature. Variations in hydrology had generally a low impact on the CO2 dynamics but did vary among seasons and between individual hydrological events. It was evident from our study that growing season CO2 concentrations in a forest ditch aected by clearcut harvest were highly variable and mainly controlled by light and temperature induced metabolism. These high dynamics and the associated controls need to be considered when scaling up ditch CO2 emissions across boreal landscapes aected by intensive forest
|
|
