Förslag till bedömningsgrunder för näringsämnen i sjöar och vattendrag - Fölster, Jens; Markensten, Hampus; Sandström, Sara; Widén Nilsson, Elin (2021)
Bedömningsgrunder för klassning av ekologisk status har en central betydelse för vattenförvaltningen. Målet är att alla vatten ska uppnå minst god status som definieras som en maximal tillåten avvikelse från ett referensvärde. Klassningen ska i första hand göras med de biologiska kvalitetsfaktorerna, medan de fysikalisk/kemiska ska ha en stödjande funktion till de biologiska. I praktiken har dock de fysikalisk/kemiska större betydelse än så. Dels för att det för många vattenförekomster bara finns vattenkemiska data och dels för att de fysikalisk kemiska kvalitetsfaktorerna är mer direkt kopplade till påverkan för flera påverkanstyper och därför lättare kan ge underlag för åtgärdsbehov. Tillämpningen av den nuvarande klassningen av ekologisk status för näringsämnen har påvisat brister i hur de är konstruerade. I de nuvarande bedömningsgrunderna för sjöar användes skogssjöar (< 10 % jordbruk i avrinningsområdet) för att definiera referenstillståndet för näringsämnen vilket troligen ger för lågt referensvärde och därmed för stor påverkan eftersom skogsmark generellt är naturligt näringsfattigare än jordbruksmark. För jordbrukslandskapets vattendrag (> 10% jordbruksmark i avrinningsområdet) används det halva modellerade rotzonsläckaget från obrukad jord (ogödslad och oskördad vall) som referenstillstånd. Halveringsfaktorn är godtyckligt vald för att ta hänsyn till retentionen mellan rotzonen och vattendraget. Det har heller inte gjorts någon harmonisering mellan bedömningen av näringspåverkan från biologiska respektive kemiska kvalitetsfaktorer. Syftet med detta projekt har varit att förbättra beräkningen av referensvärden för totalfosfor så att de särskilda förhållandena i jordbrukslandskapets sjöar och vattendrag bättre beaktas, samt att harmonisera klassgränserna för ekologisk status med de biologiska kvalitetsfaktorerna. Förutom att utveckla bedömningsgrunderna för TotP, kommer även motsvarande bedömningsgrunder för totalkväve (TotN) tas fram som stöd för vattenförvaltningen och för att kunna jämföra med motsvarande klassning i andra EU-länder. Förslag på nya klassgränser för ekologisk status gjordes med utgångspunkt från de biologiska kvalitetsfaktorerna med stöd av koncept som tagits fram inom ECOSTAT. Dataunderlaget för studien utgjordes av provplatser i 210 vattendrag och 146 sjöar. Provplatserna valdes ut för att de hade tillräckligt med data och att de låg i utloppet av vattenförekomstområden för att möjliggöra en jämförelse med PLC-beräkningar. För utvärdering av modellerna för sjöar användes även data från 5080 sjöar i Omdrevsprogrammet. Det förslag vi tagit fram bygger på regressionsmodeller baserad på vattenkemi och landskapsparametrar. I regressionsmodellen för totalfosfor i vattendrag ingick följande förklarande variabler: Färg (absorbans), sulfat, summan av kalcium och magnesium, genomsnittlig lerhalt i avrinningsområdet, altitud, andel sankmark i avrinningsområdet och andel vatten i avrinningsområdet, i ordning efter hur mycket de bidrar till modellen. Eftersom kartunderlag för lerhalten bara finns för södra och mellersta Sverige, är underlaget till modellen begränsad till den delen av landet. För att kunna tillämpa modellen i norra Sverige behöver man uppskatta lerhalten. För sjöar togs en motsvarande regressionsmodell fram med följande variabler: Medeldjup, färg (absorbans), sulfat, magnesium och andel sankmark i avrinningsområdet ordning efter hur mycket de bidrar till modellen. Eftersom lerhalten inte blev signifikant för sjöar kunde data från hela landet användas. Alternativa modeller togs fram för de fall då en del av de ingående mätvariablerna saknas. Dessa har dock större fel en de föreslagna. Motsvarande modeller togs fram för referensvärden för totalkväve. För vattendrag omfattade modellen följande variabler: Färg (absorbans), kalcium, nordsydkoordinat, andel vatten samt andel skog i avrinningsområdet, altitud, östvästkoordinat och avrinningsområdets area i ordning efter hur mycket de bidrar till modellen. Motsvarande modell för sjöar innehöll följande variabler: Färg (absorbans) kalcium, medeldjup, altitud och östvästkoordinat i ordning efter hur mycket de bidrar till modellen. Eftersom färgen (absorbans) ingår i modellerna för både fosfor och kväve och det påvisats långsiktiga trender i både färg och näringsämnen i vatten opåverkade av övergödning, behöver modellerna löpande uppdateras med senaste mätdata. Detta gör det samtidigt möjligt att basera underlaget på den senaste versionen av PLCberäkningarna inför varje vattencykel. Klassgränser för totalfosfor togs fram med det loglinjära sambandet mellan totalfosfor och klorofyll. I bedömningsgrunder för växtplankton är det olika klassgränser för olika typer av sjöar. Skillnaden mellan typerna kan delvis bero på slumpvisa skillnader i dataunderlaget eller för södra Sverige att andelen jordbruksmark i referensdataunderlaget är större än övriga regioner. Eftersom klassningen för totalfosfor är objektsspecifik valde vi därför att använda samma klassgränser för alla vattentyper. Medelvärdet för gränsen mellan god och måttlig status låg nära den nuvarande gränsen, 0,5. Vi valde därför att behålla de nuvarande klassgränserna för påverkansklassning för totalfosfor. Ett försök att tillämpa motsvarande metodik på vattendrag genom att relatera TotP till diatoméindexet IPS visade på svaga samband och gav inget underlag för att sätta klassgränser. Det beror troligen på att IPS inte är ett rent näringsindex utan ett bredare renvattensindex. Vi föreslår därför samma klassgränser för påverkan av TotP i vattendrag som för sjöar och på sikt utveckla ett rent näringsindex för diatoméer. För totalkväve föreslås samma klassgränser som för totalfosfor efter som det saknas underlag för samband mellan totalkväve och biologiska kvalitetsfaktorer i de fosforbegränsade sjöarna och vattendragen i Sverige. För vattendragen ger det nya förslaget något striktare bedömning jämfört med nuvarande föreskrift med större andel med måttlig status eller sämre. För sjöar däremot fick en mindre andel av sjöarna måttlig status eller sämre när andelen jordbruksmark var större än 10 %. För sjöar med mindre jordbrukspåverkan var det ingen skillnad mellan förslagen. För vattendragen gav en klassning med totalkväve en mindre andel med måttlig status eller sämre jämfört med TotP, medan för sjöarna var skillnaden liten. I det presenterade förslaget till bedömningsgrunder för näringsämnen görs beräkningarna helt med uppmätt vattenkemi och geografiska data och är därmed inte direkt beroende av modelldata för en statusklassning. Detta är bättre i enlighet med vattendirektivets krav på hur en statusklassning ska göras jämfört med det nuvarande, där det modellerade läckaget från ogödslad vall ingår i bedömningen av jordbruksdominerade vattendrag. Samtidigt är regressionsmodellerna kalibrerade mot den processbaserade modelleringen av bakgrundshalter som görs inom PLC. Detta gör att klassningen av ekologisk status för näringsämnen harmoniserar med Sveriges rapportering till HELCOM och OSPAR. För sjöar är det framför allt de med stor jordbrukspåverkan som får en mer relevant bedömning jämfört med tidigare. För vattendragen är hela dataunderlaget förbättrat. Det nya förslaget tar bättre hänsyn till att den mark man bedriver jordbruk på är naturligt mer näringsrik och erosionsbenägen jämfört med annan mark. Samtidigt efterfrågar vi en bredare diskussion om det är rimligt att låta en helt obrukad jord utgöra referenstillståndet för näringsläckage när marken har brukats århundraden och ibland längre.