Umeå University's logo

umu.sePublications
Change search
Link to record
Permanent link

Direct link
Alternative names
Publications (10 of 79) Show all publications
Widén, Å., Jansson, R., Ahonen, J. & Malm-Renöfält, B. (2023). Lagan inför miljöprövning av vattenkraften. Umeå: Umeå universitet
Open this publication in new window or tab >>Lagan inför miljöprövning av vattenkraften
2023 (Swedish)Report (Other (popular science, discussion, etc.))
Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå universitet, 2023. p. 112
National Category
Ecology
Research subject
biology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-202462 (URN)
Note

Version 2022-10-06

Available from: 2023-01-10 Created: 2023-01-10 Last updated: 2023-01-10Bibliographically approved
Widén, Å., Malm-Renöfält, B. & Jansson, R. (2023). Restaurering av Juktån. Umeå: Umeå Universitet
Open this publication in new window or tab >>Restaurering av Juktån
2023 (Swedish)Report (Other (popular science, discussion, etc.))
Abstract [sv]

Restaurering av Juktån är ett samverkansprojekt som har drivits på frivillig basis av den ideella föreningen Samverkan Umeälven (www.umealven.se) tillsammans med Umeälvensvattenregleringsföretag, Vattenfall och Umeå Universitet. Juktån är en 60 kilometer lång torrfåra med minimitappning om 12% av det oreglerade flödet (MQ) vid reglerings. I produktionssystemet har den en funktion som spillfåra. Projektets ambition och mål var att Juktån skulle återfå ekologisk funktion med fungerande reproduktion av öring och harr, mer naturlig och bredare strandvegetation och svämskogar, mer naturlig artsammansättning av makrofyter samt en sedimentationsprocess med mindre deponering av silt och finsediment. Juktånprojektet har kartlagt och genomfört biotopåtgärder samt restaurerat huvudfåran sträckan nedströms Tjangarn och sidofåran Lickotgrenen under 2019 och 2020. Totalt har dryga 35 kilometer torrfåra restaurerats, hundratals trösklar och flottledsobjekt har rivits ut. Juktåprojektet ansökte hos Mark och Miljö Domstolen (MMD) om att ändra den relativt statiska minimitappningen till en säsongsanpassad minimitappning, vilket beviljades i augusti 2020 och infördes våren 2021. Metoderna för att genomföra restaureringen bygger på restaureringsekologi och sambandet till naturlig flödesregim. Juktåns restaurering har inneburit en komplex restaurering från utrivning av grunddammar och trösklar, restaurering av den fysiska miljön för att gynna öring, harr, makrofyter, strandvegetation och processer. Vi har utgått från ekologi i oreglerade vattendrag och utvecklat metoder speciellt anpassat för torrfåror med minimitappning. Preliminära resultat visar på en ökad reproduktion av öring, mer naturliga processer kopplat till flöde, sedimentation, vattenhastighet och som har påverkat både makrofyter samt strandvegetation.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: Umeå Universitet, 2023. p. 98
National Category
Behavioral Sciences Biology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-204978 (URN)
Available from: 2023-02-17 Created: 2023-02-17 Last updated: 2023-02-20Bibliographically approved
Rodríguez-González, P. M., Abraham, E., Aguiar, F., Andreoli, A., Baležentienė, L., Berisha, N., . . . Dufour, S. (2022). Bringing the margin to the focus: 10 challenges for riparian vegetation science and management. WIREs Water, 9(5), Article ID e1604.
Open this publication in new window or tab >>Bringing the margin to the focus: 10 challenges for riparian vegetation science and management
Show others...
2022 (English)In: WIREs Water, E-ISSN 2049-1948, Vol. 9, no 5, article id e1604Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Riparian zones are the paragon of transitional ecosystems, providing critical habitat and ecosystem services that are especially threatened by global change. Following consultation with experts, 10 key challenges were identified to be addressed for riparian vegetation science and management improvement: (1) Create a distinct scientific community by establishing stronger bridges between disciplines; (2) Make riparian vegetation more visible and appreciated in society and policies; (3) Improve knowledge regarding biodiversity—ecosystem functioning links; (4) Manage spatial scale and context-based issues; (5) Improve knowledge on social dimensions of riparian vegetation; (6) Anticipate responses to emergent issues and future trajectories; (7) Enhance tools to quantify and prioritize ecosystem services; (8) Improve numerical modeling and simulation tools; (9) Calibrate methods and increase data availability for better indicators and monitoring practices and transferability; and (10) Undertake scientific validation of best management practices. These challenges are discussed and critiqued here, to guide future research into riparian vegetation.

Place, publisher, year, edition, pages
John Wiley & Sons, 2022
Keywords
riparian zone, river management, socioecosystem
National Category
Ecology Oceanography, Hydrology and Water Resources Environmental Sciences
Research subject
environmental science
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-198500 (URN)10.1002/wat2.1604 (DOI)000831062200001 ()2-s2.0-85135199646 (Scopus ID)
Funder
EU, Horizon 2020
Available from: 2022-08-09 Created: 2022-08-09 Last updated: 2023-03-24Bibliographically approved
Widén, Å., Malm-Renöfält, B., Degerman, E., Wisaeus, D. & Jansson, R. (2022). Environmental Flow Scenarios for a Regulated River System: Projecting Catchment-Wide Ecosystem Benefits and Consequences for Hydroelectric Production. Water resources research, 58(1), Article ID e2021WR030297.
Open this publication in new window or tab >>Environmental Flow Scenarios for a Regulated River System: Projecting Catchment-Wide Ecosystem Benefits and Consequences for Hydroelectric Production
Show others...
2022 (English)In: Water resources research, ISSN 0043-1397, E-ISSN 1944-7973, Vol. 58, no 1, article id e2021WR030297Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

To enable prioritization among measures for ecological restoration, knowing the expected benefits and consequences of implementation is imperative but rarely explicitly quantified. We developed a novel method to prioritize among environmental flow measures to rehabilitate ecosystems in the Ume River catchment in northern Sweden, a river system heavily regulated for hydropower production. Our strategy was to identify measures with minimal impact on hydropower production while providing substantial environmental benefits. Based on field surveys of remaining natural values and potential for ecological rehabilitation, we quantified the projected gain in habitat area of implementing environmental flows for target organism groups, for example, lotic fish species and riparian vegetation, along the whole river length. We quantified the consequences for hydropower production by identifying a set of hydropower operational rules reflecting the constraints added by environmental flows. We then used production optimization software to calculate changes in hydropower production and revenues. Implementing restrictions on zero-flow events by mandating minimum discharge at all run-of-river hydropower stations and allocating 1%–12% of mean annual discharge to bypassed reaches in the entire catchment would result in a 2.1% loss of annual electricity production. Adding flow to fishways would increase the loss to 3.1% per year. With implementation of more natural water-level fluctuations in run-of-river impoundments, the loss increases to 3.8%. These actions would increase the habitat for lotic species like the grayling Thymallus more than threefold and increase the area of riparian vegetation by about 66%. Our method forms a basis for ongoing implementation of nationwide environmental rehabilitation schemes.

Place, publisher, year, edition, pages
John Wiley & Sons, 2022
Keywords
consequences on electricity production, cost-benefit analyses, environmental benefits estimated by habitat, hydropower optimization software, regulated rivers and hydropower, river restoration and environmental flow assessment at catchment level
National Category
Environmental Sciences Ecology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-192267 (URN)10.1029/2021WR030297 (DOI)000751310200022 ()2-s2.0-85123633958 (Scopus ID)
Note

Originally included in thesis in manuscript form.

Available from: 2022-03-11 Created: 2022-03-11 Last updated: 2022-03-11Bibliographically approved
Gomes Marques, I., Faria, C., Conceição, S. I., Jansson, R., Corcobado, T., Milanović, S., . . . Rodríguez-González, P. M. (2022). Germination and seed traits in common alder (Alnus spp.): the potential contribution of rear-edge populations to ecological restoration success. Restoration Ecology, 30(3), Article ID e13517.
Open this publication in new window or tab >>Germination and seed traits in common alder (Alnus spp.): the potential contribution of rear-edge populations to ecological restoration success
Show others...
2022 (English)In: Restoration Ecology, ISSN 1061-2971, E-ISSN 1526-100X, Vol. 30, no 3, article id e13517Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

The degradation of riparian ecosystems occurring throughout the past decades has motivated efforts aimed at the restoration of these ecosystems. The success of active revegetation approaches to restoration requires appropriate selection of reproductive material, which in turn requires knowledge of seed traits and germination. Alnus glutinosa (L.) Gaertn. (common alder) is a key riparian tree widely used in restoration projects, and has recently been classified as comprising three species: A. glutinosa; A. lusitanica Vít, Douda, & Mandák; and A. rohlenae Vít, Douda, & Mandák. To help guide restoration species selection, we assessed differences among populations of these species by (1) investigating seed weight, morphology, and germination success from a large population set and (2) modeling germination success in each species in relation to morphological traits and environmental conditions. Seeds were collected from 12 populations encompassing the latitudinal extremes of the species complex, and were then characterized and germinated. Ploidy levels and species were distinguished using cytometric analysis. Site-level climatic data and seed morphology data were used to model germination success for each species. All seed traits differed between populations and one morphological-trait (seed weight-to-area ratio) differed significantly between the three species. Germination modeling showed that the southwestern species, A. lusitanica, responded positively to high temperature extremes, suggesting tolerance to the climate changes projected for southern Europe. Populations of A. lusitanica located at the latitudinal rear edge of common alder's distribution appear to show establishment-facilitating adaptations, and therefore may contribute to ecological restoration efforts under a range of environmental conditions.

Keywords
Alnus glutinosa, Alnus lusitanica, environmental cline, interspecific variation, ploidy, riparian forests
National Category
Botany Ecology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-187506 (URN)10.1111/rec.13517 (DOI)000692811200001 ()2-s2.0-85114436298 (Scopus ID)
Funder
EU, Horizon 2020
Available from: 2021-09-14 Created: 2021-09-14 Last updated: 2022-07-12Bibliographically approved
Widén, Å., Ahonen, J., Malm-Renöfält, B., Degerman, E. & Jansson, R. (2022). Ljungan inför miljöprövning av vattenkraften: naturvärden, flöden och strömhabitat samt möjliga miljönyttor. Umeå
Open this publication in new window or tab >>Ljungan inför miljöprövning av vattenkraften: naturvärden, flöden och strömhabitat samt möjliga miljönyttor
Show others...
2022 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Denna rapport utgör en beskrivning av dagens vattenkraftproduktion, återstående strömhabitat och nutida och dåtida naturvärden i Ljungan med förslag till miljöåtgärder och en skattning av kostnaderna (i form av kraftproduktion) och miljönyttorna (främst räknat som tillgängliggjort habitat). I arbetet, som följer de riktlinjer som presenteras i rapporter från forskningsprojektet Priokliv, ingår även en bristanalys där dagens situation jämförs med förhållanden innan vattenkraften byggdes ut. Därefter har vi utformat förslag på miljöanpassade flöden, öppnade vandringsvägar samt kompletterande åtgärder. Miljöåtgärderna fokuserar främst på ett antal scenarier med olika åtgärder där kostnader och miljönyttor jämförs med dagens situation. Arbetet fokuserar på huvudfårorna av Ljungan och Gimån i de vattenkraftpåverkade delarna. Vattensystemet har delats in i 20 dämningsområden, sträckor mellan kraftverk, där naturvärdet beskrivs utifrån habitat (strömsträckor, deltaområden, tillgång till biflöden, skyddad natur och kulturmiljöer) och förekommande arter. För de senare ligger fokus på arter som är rödlistade eller pekas ut i Art- och Habitatdirektivet eller Fågeldirektivet. Artuppgifterna kommer från standardiserad övervakning (fisk, flodpärlmussla) redovisad i offentliga databaser samt från rapporterade artförekomster till SLU:s Artportal. Analyserna visar att en stor påverkan skett av vattensystemet med förändrat flödesmönster, omfattande korttidsreglering och 18 torrfåror i området med en samlad areal av 219 hektar. Ett normalår är det nolltappning vid 175 tillfällen nedströms Flåsjön och 286 tillfällen nedom Holmsjön. Påverkan från korttidsreglering i älvsystemet är således omfattande, och åtgärder som kan lindra dess effekter har stor potential. Fiskfaunan har påverkats och laxens område utgör idag endast 7% av den forna längden. Endast 3% av avrinningsområdets dammar har fiskvägar. Sammanställningen visar samtidigt att det finns naturvärden kvar. Vid jämförelse med fallhöjd före regleringen av Ljungan med nuvarande förhållande visar analyserna att 16% av fallhöjden återstår. Beskrivningen av naturvärden visar att de är klart högst i de övre delarna av Ljungan och Gimån, dvs ovanför området där vattenkraftproduktion sker, men ett antal ekologiska värdekärnor har identifierats i de nedre delarna. Vi har även beaktat effekterna av det framtida klimatet. För år 2040 beräknas produktionen av elektricitet öka med i medel 3,1% jämfört med nuvarande förhållanden för hela avrinningsområdet. Vi förordar mer dynamiska modeller för att beskriva miljönyttorna som omfattar påverkan på processer i vattendraget, gynnad areal av bristhabitat, tillgängliggjord areal genom konnektivitet samt biologi som är kopplat till hydrologi på varierande skala gällande tidsupplösning och geografi. Nyttorna beskrivs genom tillgänglig gjord eller förbättrad areal av strömmande habitat, minskad påverkan av korttidsregleringseffekter, konnektivitet i form av tillgängliggjort habitat och vattendragslängd i denna rapport. Ekologisk reglering har modellerats med 13 scenarios och resultaten varierar gällande produktionspåverkan från att produktionen ökar med 1,2% (nolltappningsförbud nedströms Holmsjön i framtida klimat 2040) till en minskning av produktionen med 15,2% (statiska spill till torrfåror motsvarande medellågvattenföring (MLQ)).  Samtliga scenarios med ekologisk reglering har påverkan på när produktionen av elektricitet sker över året, månad, vecka, dygn och timme. Det innebär att vi i modellerna flyttar produktionstillfället från tider med stora behov från samhället av elektricitet till tillfällen med lägre behov från samhället. Resultaten presenteras samlat mer utförligt i kapitel 8-9.  Vi belyser betydelsen av noggranna och detaljerade beskrivningar av åtgärder, kostnader, miljönyttor och produktionspåverkan på energisystemet med avrinnesområdet som den minsta geografiska ytan.

Place, publisher, year, edition, pages
Umeå: , 2022. p. 187
National Category
Ecology
Research subject
biology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-192032 (URN)
Available from: 2022-01-31 Created: 2022-01-31 Last updated: 2022-02-01Bibliographically approved
Urbanič, G., Politti, E., Rodríguez-González, P. M., Payne, R., Schook, D., Alves, M. H., . . . Dufour, S. (2022). Riparian Zones—From Policy Neglected to Policy Integrated. Frontiers in Environmental Science, 10, Article ID 868527.
Open this publication in new window or tab >>Riparian Zones—From Policy Neglected to Policy Integrated
Show others...
2022 (English)In: Frontiers in Environmental Science, E-ISSN 2296-665X, Vol. 10, article id 868527Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

1. Riparian zones are vital areas of interaction between land and rivers and are often degraded by several pressures such as urbanisation, intensive agriculture and river engineering works. 2. This policy brief provides five key policy messages and recommendations to be considered by policy-makers, scientists, managers, and stakeholders to enhance riparian zone management. 3. Adopting an integrated socio-economic and environmentally dynamic view will ensure the sustainable management of riparian zones. 4. In light of climate change, it is critically important to conserve and/or restore the ecological integrity of riparian zones. 5. European Union Directives and national-scale legislation and regulations need updating to ensure coordinated implementation of riparian zone-related policies. 6. Stakeholder knowledge exchange, policy co-creation and adaptive management are key to enhancing riparian zone functions.

Place, publisher, year, edition, pages
Frontiers Media SA, 2022
Keywords
adaptive management, biodiversity conservation, climate change, ecosystem services, freshwater resources, knowledge co-creation
National Category
Ecology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-203146 (URN)10.3389/fenvs.2022.868527 (DOI)2-s2.0-85132617611 (Scopus ID)
Available from: 2023-01-16 Created: 2023-01-16 Last updated: 2023-01-16Bibliographically approved
Widén, Å., Segersten, J., Donadi, S., Degerman, E., Malm-Renöfält, B., Karlsson Tiselius, A., . . . Jansson, R. (2022). Sveriges torrfåror: geografi, naturvärden och metoder för miljöförbättringar.
Open this publication in new window or tab >>Sveriges torrfåror: geografi, naturvärden och metoder för miljöförbättringar
Show others...
2022 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Syftet med projektet var att ta fram metoder för att underlätta beslut om minimitappning och andra miljöförbättringsåtgärder för torrfåror, d.v.s. vattendragssträckor där vatten letts bort via kanaler eller tunnlar för att passera genom vattenkraftverks turbiner. Ibland sker även överledning från ett vattendrag till ett annat för att på så sätt öka produktionen av vattenkraft i vissa kraftverksanläggningar. Detta lämnar den ursprungliga fåran helt eller delvis torrlagd under stora delar av året. Vi har i denna rapport valt att använda begreppet ”torrfåror” för att indikera att det mest utmärkande draget är den reducerade vattenföringen. Många av dessa sträckor var ursprungligen forsar, och ekosystem och arter knutna till forsar har blivit sällsynta. 

Vi kartlade förekomsten av torrfåror i Sverige, och totalt identifierades och verifierades 972 torrfåror i en databas. 366 av dessa är belägna i Götaland, 323 i Svealand och 283 i Norrland. Den absoluta majoriteten av Sveriges torrfåror saknar bestämmelser om minimitappning. För de 622 torrfåror där vi hittat uppgifter om vattenföring, saknar 481 (77%) en tilldömd minimitappning. De 137 torrfårorna med minimitappning hade i genomsnitt en medelminimitappning på årsbasis på endast 3,6% av den naturliga årsmedelvattenföringen. I 63% av torrfårorna med minimitappning var denna lika med eller mindre än 5% av den naturliga årsmedelvattenföringen, och 48% var flödet lika med eller mindre än 0,5 m3/s. 

Analyser av fiskfaunan baserat på elfiskedata visar att torrfåror hade i genomsnitt lägre andel fiskar som hör till typiskt sett strömlevande arter och lägre total fiskabundans jämfört med av vattenkraft opåverkade referenslokaler. Torrfåror med minimitappning hade bättre status vad gäller fiskfaunan än de utan minimitappning vad gäller andel strömlevande arter, total fiskabundans och artrikedom av fisk. Andel individer av strömlevande fiskarter, total fiskabundans och fiskartrikedom ökade med ökande minimitappning i torrfårorna, men sambanden var icke-linjära och planade ut med ökande minimitappning. 

Torrfårornas medellutning var relativt hög (3,6%), och de representerar till övervägande del strömmande och forsande miljöer som helt eller delvis har torrlagts. Torrfårorna var i genomsnitt 1317 m, medan medianlängden endast var 319 m. De korta (50-100 m) och mycket korta (<50 m) torrfårorna var framför allt belägna i södra Sverige, medan långa (1-10 km) och mycket långa (>10 km) var vanligare i Norrlands inland. Majoriteten av torrfårorna i Sverige låg i vattendragens nedströmsdelar, i vattendragsordning 1 eller 2 räknat från mynningen. 

Miljöförbättringsåtgärder av olika slag, som mer naturliga vattenflöden, fiskvägar eller biotopvårdande åtgärder, har utförts vid 10% av torrfårorna sedan 1970. Av de 574 torrfåror där överensstämmelsen med vattenförekomster i VISS var god var 434 klassade som naturliga och 140 som kraftigt modifierade. I det senare fallet var den ekologiska potentialen enligt Vattendirektivet alltid klassificerad som måttlig eller sämre. Av de 434 som definierades som naturliga vattenförekomster hade de flesta givits måttlig ekologisk status. De största problemen i vattenförekomster som helt eller delvis motsvarar torrfåror är brister i konnektivitet och att den hydrologiska regimen är förändrad. Våra resultat visar att kortare torrfåror, som bara omfattar en del av en vattenförekomst, ofta förbises vid statusklassningen enligt Vattendirektivet, och att torrfåran ges samma ekologisk status som vattenförekomsten i stort. 

För att kunna välja ut vilka torrfåror som ska restaureras och genomföra restaureringsprojekt i torrfåror är fungerande samverkansprocess mellan berörda parter (t.ex. verksamhetsutövare, myndigheter, konsulter och ideella organisationer) viktig för att underlätta vägen från kartläggning till genomförande. Vi presenterar aspekter som underlättar, och kompetenser som behövs hos för att processen ska bli lyckosam. 

För att underlätta genomförandet av miljöförbättringsåtgärder i torrfåror presenterar vi ett metodiskt och strukturerat arbetssätt som ger en komplett kartläggning av torrfåran samt dess omgivande dämningsområden med biflöden, som leder fram till analyser av påverkansgraden, brister jämfört med opåverkade ekosystem, och åtgärdsbehov. Behov av åtgärder grundar sig på vilken restaureringspotential som finns baserat på förhållanden innan reglering och opåverkade referenslokaler. När man summerar naturvärden ger det en bild av vad som är möjligt att göra och vad som kan åstadkommas inom rimliga gränser med tanke på vattenkraftsproduktion. Målet är att detektera för vattenkraftsproduktion kostnadseffektiva och i det långa perspektivet resursanpassade åtgärder som gynnar ekosystemet och bevarar eller ökar naturvärdena. Som en grund för att kunna bestämma nivå på minimitappning presenterar vi en lista på vilka flöden eller aspekter av en naturlig flödesregim som krävs för att uppnå olika naturvärden (ökad biologisk mångfald av naturligt förekommande arter på en vattendragssträcka) eller ekosystemfunktioner. Denna kan hjälpa att bedöma vilka aspekter av naturliga flödesregimer som behövs för att erhålla önskade naturvärden, eller omvänt, att kunna ge en prognos för vilka naturvärden som kan förväntas vid en viss flödesregim, allt fokuserat på torrfåror. 

Vi presenterar också en metodik för att inventera torrfåror med kvantitativa metoder som bygger på att med hjälp av stickprov skatta hur mycket det finns av olika strukturer. Syftet med inventeringen är att kvantifiera strukturer i och kring vattendraget som kan vara viktiga för en bedömning av potentialen för att återskapa naturvärden (både akvatiska och i strandmiljön) vid olika möjliga flöden i torrfåror. Det finns flera fördelar med att ha en sådan samplingdesign (istället för kvalitativa metoder) i studier av ekologiska restaureringsprojekt. Det möjliggör att skatta t.ex. medelvärdet eller storleken på variabler som är av intresse, vare sig det är ytan av ett vegetationsbälte, mängden död ved eller fraktioner av sediment i fåran. Det kanske viktigaste skälet att göra det är att det möjliggör kvantitativ utvärdering av miljöförbättringsåtgärder, och avgöra om åtgärder har haft avsedd effekt. 

Miljödomar bör utformas för att vara långsiktigt hållbara för torrfårans ekosystem, d.v.s. vara relevanta under flera decennier trots att elsystemet och klimatet förändras. Få föreslagna åtgärder gällande torrfåror har genomförts praktiskt och att utreda genom uppföljning och belägga huruvida genomförda åtgärder faktiskt gett miljönytta är essentiellt. Uppföljning förutsätter att en vetenskaplig förstudie har genomförts (naturvärde, nuläge, påverkans- och bristanalys). Om det finns förstudier så finns goda förutsättningar att utvärdera effekterna, om tillräckligt lång tid efter restaurering har gått för att åtminstone initial ekologisk respons ska ha skett. 

Sammanfattningsvis konstaterar vi att de allra flesta torrfåror saknar minimitappning eller andra åtgärder för att förbättra den biologiska mångfalden och vattendragsekosystemen, men att det finns stöd för att sådana åtgärder är effektiva. Vår förhoppning är att de metoder vi presenterar ska underlätta beslut och genomförande av miljöförbättringsåtgärder i torrfåror.

Abstract [en]

The aim of the project was to develop methods to facilitate decisions on minimum flow release and other environmental measures in bypassed river sections, that is, river sections where discharge has been diverted to hydropower stations. Sometimes, discharge is also diverted from one river to another to increase hydropower production. This leaves the original river channel dry or with reduced discharge. Many of these reaches were originally rapids, and ecosystems and species associated with them have become rare.  

We aimed to map all bypassed river reaches in Sweden, and identified 972 ones in a database. The majority of these lack any mandates on minimum flow release. Out of 622 reaches with flow data, 481 lacked mandated minimum flow release. The 137 bypassed reaches with minimum flows had an annual flow averaging being only 3.6% of their pristine mean annual discharge.  

The bypassed reaches had a lower proportion of rheophilic fishes and lower fish abundance compared to reference sites in free-flowing rivers, according to electrofishing data. Bypassed reaches with minimum flow release had fish communities with higher proportion of rheophilic species, higher abundance of fish, and more fish species per site compared to bypassed reaches with no minimum flow release. Furthermore, the proportion of rheophilic over lentic fish species, fish abundance as well as species richness of fish increased with increasing magnitude of minimum flow release, with diminishing returns at higher flow levels.  

The mean slope of the channels of the bypassed reaches was relatively high (3.6%), and they generally correspond to runs and rapids in terms of flow velocity. The average length of bypassed reaches was 1317 m, with median lengths being 319 m, the distribution being skewed with many short and fewer long ones. The majority of them were positioned in the lower reaches of catchments, in stream order 1 and 2 counting from the mouth. Many bypassed reaches were part of larger waterbodies as defined by the EU Water Framework Directive. Among the 570 where the bypassed reach constituted a waterbody, 140 had been classified as heavily modified.  

A functional collaboration process among stakeholders (including hydropower managers, authorities, consultants and NGOs) is key to be able to select which bypassed reaches to be targets of ecological rehabilitation, and to implement rehabilitation measures. We present a framework to facilitate the process, and discuss the competences needed for a successful process. We also present a methodology to enable a structured work flow going from mapping bypassed reaches, to analyses of impacts and needs and potential for ecological rehabilitation. When summing the natural values this gives an idea of both rehabilitation needs and what is practical to implement given ecosystem functions and services.  

As a basis for making decisions on the magnitude of minimum flow release, we present a list of ecosystem states or functions, and the aspect of the flow regime needed to maintain them. This can help determining the flow needed to obtain specific ecosystem functions or states, or conversely, given flow, what ecosystem functions and states are realistic to obtain. We also present a methodology for making surveys of bypassed reaches, taking quantitative randomized samples of important variables. The survey enables quantitative evaluations of rehabilitation outcomes. 

We argue that environmental court decisions on bypassed sections need to be formulated so they are relevant also in the face of climate change and changes in the electrical production system. This can be setting flow targets as proportions of the total discharge rather than in absolute numbers, and linking changes in discharge to changes in local run-off rather than setting fixed dates. 

To conclude, we found that although most bypassed river reaches lack mandated minimum flow release and have not been targets of structural rehabilitation efforts, such actions are deemed effective in improving ecological conditions, calling for implementation of such rehabilitation efforts.

Publisher
p. 106
Keywords
vattenkraft, biologisk mångfald, minimitappning, reglerade vattendrag
National Category
Ecology
Research subject
biology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-204339 (URN)
Available from: 2023-02-01 Created: 2023-02-01 Last updated: 2023-02-09Bibliographically approved
Alimpić, F., Milovanović, J., Pielech, R., Hinkov, G., Jansson, R., Dufour, S., . . . Rodríguez-González, P. M. (2022). The status and role of genetic diversity of trees for the conservation and management of riparian ecosystems: A European experts' perspective. Journal of Applied Ecology, 59(10), 2476-2485
Open this publication in new window or tab >>The status and role of genetic diversity of trees for the conservation and management of riparian ecosystems: A European experts' perspective
Show others...
2022 (English)In: Journal of Applied Ecology, ISSN 0021-8901, E-ISSN 1365-2664, Vol. 59, no 10, p. 2476-2485Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Riparian vegetation supports high biodiversity providing many services and is, therefore, an important landscape element. Riparian ecosystems are subject to numerous pressures leading to population decline and genetic erosion of riparian plants. This may have cascading effects at various ecosystem levels, including decreasing ecosystem services, so identifying the current status of genetic diversity of riparian tree species is vital to improve the effectiveness of restoration efforts.

We aimed to elicit expert views on the status and importance of genetic diversity of tree species, and conservation needs across European riparian ecosystems. Sharing of such information among researchers, managers and policymakers has the potential to enhance ecological restoration and management of riparian ecosystems.

We identified experts in riparian genetic resources conservation and management across Europe. These included stakeholders with different perspectives, ranging from researchers to practitioners. We designed a set of questionnaires where our identified experts were asked to answer questions related to the status and conservation of genetic diversity of riparian tree species in their respective countries. Specifically, we asked about societal awareness, legislative tools, good practices and conservation or restoration projects accounting for intraspecific genetic diversity and differentiation of tree species in riparian ecosystems. Questionnaire responses were analysed and discussed in light of the scientific literature to define needs and priorities related to the management and conservation of genetic diversity of riparian tree species.

The experts recognized that a combination of in situ and ex situ measures and/or integrative conservation of riparian ecosystems is the most appropriate option for conserving the genetic diversity of riparian tree species. Simultaneous application of conservation measures at the level of priority species, identified by experts, and protection of riparian areas are required.

Synthesis and applications. This study revealed the importance of recognizing the ecological processes that shape the genetic diversity of riparian tree species in hydrographic networks (dendritic spatial configuration, specific patterns of gene flow among riparian populations, fragmentation of river by dams) but also the need to overcome socio-economic barriers, such as lack of policy priority, deficiency in funding and weak legislation framework.

Place, publisher, year, edition, pages
John Wiley & Sons, 2022
Keywords
biodiversity conservation, genetic erosion, genetic resources conservation, knowledge transfer, management, riparian genetic diversity, vegetation
National Category
Ecology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-198262 (URN)10.1111/1365-2664.14247 (DOI)000827688200001 ()2-s2.0-85134233052 (Scopus ID)
Available from: 2022-08-02 Created: 2022-08-02 Last updated: 2022-12-14Bibliographically approved
Lindborg, R., Ermold, M., Kuglerová, L., Jansson, R., Larson, K. W., Milbau, A. & Cousins, S. A. O. (2021). How does a wetland plant respond to increasing temperature along a latitudinal gradient?. Ecology and Evolution, 11(22), 16228-16238
Open this publication in new window or tab >>How does a wetland plant respond to increasing temperature along a latitudinal gradient?
Show others...
2021 (English)In: Ecology and Evolution, E-ISSN 2045-7758, Vol. 11, no 22, p. 16228-16238Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Global warming affects plant fitness through changes in functional traits and thereby ecosystem function. Wetlands are declining worldwide, and hence, ecosystem functions linked to wetlands are threatened. We use Caltha palustris “a common wetland plant” to study whether warming affects growth and reproduction differently depending on origin of source population, potentially affecting phenotypic response to local climate. We conducted a 2-year in situ temperature manipulation experiment using clone pairs of C. palustris in four regions, along a 1300-km latitudinal gradient of Sweden. Open-top chambers were used to passively increase temperature, paired with controls. Growth and reproductive traits were measured from 320 plants (four regions × five sites × two treatments × eight plants) over two consecutive seasons to assess the effect of warming over time. We found that warming increased plant height, leaf area, number of leaves, and roots. High-latitude populations responded more strongly to warming than low-latitude populations, especially by increasing leaf area. Warming increased number of flowers in general, but only in the second year, while number of fruits increased in low-latitude populations the first year. Prolonged warming leads to an increase in both number of leaves and flowers over time. While reproduction shows varying and regional responses to warming, impacts on plant growth, especially in high-latitude populations, have more profound effects. Such effects could lead to changes in plant community composition with increased abundance of fast-growing plants with larger leaves and more clones, affecting plant competition and ecological functions such as decomposition and nutrient retention. Effects of warming were highly context dependent; thus, we encourage further use of warming experiments to predict changes in growth, reproduction, and community composition across wetland types and climate gradients targeting different plant forms.

Place, publisher, year, edition, pages
John Wiley & Sons, 2021
Keywords
Caltha palustris, climate change, experiment, open top chamber, traits, wetland
National Category
Ecology
Identifiers
urn:nbn:se:umu:diva-189555 (URN)10.1002/ece3.8303 (DOI)000713966200001 ()2-s2.0-85118478796 (Scopus ID)
Available from: 2021-11-16 Created: 2021-11-16 Last updated: 2024-01-19Bibliographically approved
Projects
Can restauration help conserving the biodiversity of ecosystems threatened by climate change? [2008-693_Formas]; Umeå UniversityEcological mitigation of regulated rivers: a methodology for prioritizing among measures [P40231-1_Energi]; Umeå UniversityEcorelease: a tool for calculating ecologically functional minimum flows [P46435-1_Energi]; Umeå University; Publications
Widén, Å., Segersten, J., Donadi, S., Degerman, E., Malm-Renöfält, B., Karlsson Tiselius, A., . . . Jansson, R. (2022). Sveriges torrfåror: geografi, naturvärden och metoder för miljöförbättringar.
Organisations
Identifiers
ORCID iD: ORCID iD iconorcid.org/0000-0003-1767-7010

Search in DiVA

Show all publications