umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
N- och P-halterna i skog, myr och fjäll våren 2011 i Dalälven, Viskan, Ätran, Nissan och Lagan: Projekt för att förbättra skattningarna av typhalter inför PLC6
Institutionen för vatten och miljö, SLU.
Institutionen för vatten och miljö, SLU.
Centre of Biostochastics, SLU. (Arcum)
Centre of Biostochastics, SLU.
2011 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Inom ramen för ett tidigare pilotprojekt (SMED rapport nr 52 2011) har data från riksinventeringen av skog (RIS) och satellitscener använts för att med den statistiska metoden Probabilistic Classifier klassificera skogstillståndet på skogs- och myrmark inklusive fjäll. Vattendragsnära skog har definierats utgående från ett virtuellt nätverksbildat vattendragsnät (VIVAN). Baserat på ca 200 slumpmässigt utvalda källvattendrag i Dalälven, Viskan, Ätran, Nissan och Lagan har därefter modeller skapats för att skatta typhalterna sommartid för N och P i bäckvattnet utgående från skogstillståndet i bäcknära och mer avlägsen skog. Modellernas förklaringsgrad för Tot-N och Tot-P var betydligt bättre än de som användes inom ramen för PLC5 och de modellberäknade typhalterna, som representerar sommarförhållanden, var betydligt högre än de som användes inom PLC5.

Inom ramen för det nya projektet insamlades och analyserades vattenprover våren 2011 från de ca 200 slumpmässigt utvalda källvattendragen i Dalälven och Västsverige. De uppmätta halterna sommar och vår jämfördes och baserat på samma metodik som i det tidigare pilotprojektet skapades modeller för att skatta typhalterna vårtid för Tot-N och Tot-P i bäckvattnet. Utöver detta insamlades vattenprover i september och november 2011 (pågår), men finansiering saknas för de kemiska analyserna.

Resultaten visar att vid vårundersökningen var halterna Tot-N och Tot-P lägre jämfört med under sommarinventeringarna särskilt i Dalälven. Vid vårprovtagningen var medianvärdena i Dalälven drygt hälften av sommarvärdena. I Västsverige var skillnaderna mellan säsongerna betydligt mindre och baserat på medianvärdena var vårhalterna 14% och 25% lägre för Tot-N respektive Tot-P. Jämfört med PLC5-typhalterna var de uppmätta vårvärdena ca 35 % och 45% lägre för Tot-N respektive Tot-P i Dalälvsområdet medan de på Västkusten var 24-51% högre för Tot-N respektive 62% högre för Tot-P. Precis som sommarprovtagningen indikerar vårinventeringen följaktligen att PLC5-typhalterna undervärderar skogsläckaget av både Tot-N och Tot-P i Västsverige, medan resultaten från Dalälven istället indikerar en överskattning. Typhalter framtagna med modeller med data enbart från vår och sommar kan därför inte okritiskt användas för t.ex. källfördelningsmodellering och som underlag för att beräkna N- och P-retention från källa till hav. För det krävs modeller baserade på vattenkemisk information även från andra årstider.

Även resultaten från vårinventeringen visar att modellernas förklaringsgrad är betydligt bättre än de som användes inom ramen för PLC5, vilket tyder på att det dels föreligger samband mellan avrinningsområdets egenskaper och N- och P-halterna och dels att probabilistisk klassning är en användbar metod för att skatta dessa egenskaper. Modellernas förklaringsgrad för Tot-N och Tot-P var under både sommar- och vårförhållanden ca 60% respektive 31%. Modellerna indikerar dock att under våren styrs närsaltförlusterna främst av mängden biomassa i avrinningsområdet medan tillväxten är styrande sommartid.

Med tanke på den vanligtvis höga vattenföringen vår och höst och den därmed kraftiga inverkan på transportberäkningarna (= halt x vattenföring) finns det goda skäl att inför källfördelningsarbetet i PLC6 beakta den rumsliga haltvariationen även under hösten och därmed förbättra skattningarna av typhalterna för N och P. Kemisk analys av de inom projektet insamlade höstproverna bör därför finansieras. Dessutom bör liknande inventeringar utföras i Norrland för att förbättra skattningarna av N- och P-förlusterna från skog, myr och fjäll även i denna del av landet.

Abstract [en]

As part of an earlier pilot project (SMED Report No. 52 2011) and based on data from the national forest survey (RIS) and satellite scenes, the statistical method Probabilistic classifier was used for classifying the forest status of forest land, peat land and mountain areas. Riparian forests were defined based on the virtual streamwater network (VIVAN). Based on data from 200 randomly selected head-waters of the rivers Dalälven, Viskan, Ätran, Nissan and Lagan and the forest sta-tus in riparian and more remote forests, models were created to estimate summer type concentrations of N and P in stream water. The explanation power of the Tot-N and Tot-P models was significantly higher than those used in connection with PLC5 and the modelled type concentrations, representing summer conditions, were significantly higher than those used in PLC5.

Within this new project, water samples were collected and analyzed in spring 2011 from the 200 randomly selected headwaters of river Dalälven and in western Sweden. The measured summer and spring concentration levels were compared and, based on the same methodology as in the previous pilot project, models were created to estimate the springtime Tot-N and Tot-P type concentrations in stream water. Additionally, water samples were collected in September and November 2011 (in progress), but funding for the chemical analyses are lacking.

The spring survey showed lower Tot-N and Tot-P concentrations than during the summer inventories, especially in the Dalälven area. At spring, the median values were just over half the summer values. In western Sweden, the differences between seasons were much smaller and based on median values the spring concentrations were 14% and 25% lower for Tot-N and Tot-P, respectively. Compared with the PLC5 type concentrations, the spring values in the Dalälven area were about 35% and 45% lower for Tot-N and Tot-P, respectively, while on the West Coast they were 24-51% higher for Tot-N and 62% higher for Tot-P. Similarly to the summer survey, the spring inventory indicates that the PLC5 type concentrations underes-timated forest leaching of both Tot-N and Tot-P in Western Sweden, while the results from the Dalälven area instead indicates an overestimate. Type concentra-tions produced by models with data only from spring and summer cannot be uncrit-ically used for source apportionment modelling and as a basis for estimating N and P retention from the headwaters to the sea. This requires models based on water chemical data from all seasons.

The spring survey also showed that the explanation power of the models is signifi-cantly higher than for those used in PLC5, suggesting that there are relations between catchment characteristics and N and P concentrations and that Probabilistic classifier is a useful method for estimating these properties. During both summer and spring, the models explained approximately 60% and 31% of the variation for Tot-N and Tot-P, respectively. The models indicate that the nutrient losses are controlled primarily by the amount of biomass in spring, while growth is ruling during summer.

Given the typically high water discharge in spring and autumn and the resulting impact on the nutrient transport calculations (= concentration x discharge), there are good reasons to take into account the spatial concentration variations during fall in the PLC6 source apportionments by improving the N and P type concentrations estimates. The chemical analysis of the project collected autumn samples should therefore be funded. In addition, similar surveys should be conducted in northern Sweden in order to improve the estimates of N and P losses from forest land, peat land and mountain areas also in this part of the country.

Place, publisher, year, edition, pages
Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut , 2011. , 32 p.
Series
SMED Rapport, ISSN 1653-8102 ; Nr 100 2011
National Category
Oceanography, Hydrology, Water Resources Environmental Sciences Probability Theory and Statistics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-65427OAI: oai:DiVA.org:umu-65427DiVA: diva2:603890
Available from: 2013-02-07 Created: 2013-02-07 Last updated: 2016-06-20

Open Access in DiVA

No full text

Other links

http://www.smed.se/luft/rapporter/rapportserie-smed/2328

Search in DiVA

By author/editor
Yu, Jun
Oceanography, Hydrology, Water ResourcesEnvironmental SciencesProbability Theory and Statistics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 84 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf