Kvælstofs rolle i vandmiljøet i Kattegat Thomas Hellström Vækstkonference i fødevareerhvervet 23. februar 2012 Landsforeningen for Bæredygtigt Landbrug
Problemer i Kattegat og Østersøen Forekomst af giftige blågrønne alger (cyanobakterier) Iltsvind i bundvande Hvorfor? Er det kvælstof eller fosfor som er årsagen?
Normale alger Hvordan fungerer algetilvæksten? sollys + N (nitrat el ammonium) + P (fosfat) + andet alger + ilt Blågrønne alger sollys + N 2 (opløst luftformigt kvælstof) + P (fosfat) + andet alger + ilt (N-fiksering, lidt langsammare)
Nedbrydning organisk materiale (døde alger) + ilt P(fosfat) + N (ammonium) + andet + energi Hvis ikke alger tar op ammonium (NH 4 ) direkte vil NH 4 oxideres til nitrat (NO 3 ) Denitrifikation organisk materiale (døde alger) + nitrat (NO 3 ) P(fosfat) + N 2 (luftformigt kvælstof) + andet + energi
P-begrænset system DETRITUS normale ALGER externe input/output DIN DIP denitrifikation DIN (dissolved inorganic nitrogen), DIP (dissolved inorganic phosphorus)
Balanceret system DETRITUS N-fikserende ALGER normale ALGER DIN Externe input/output N 2 denitrifikation DIP
N-begrænset system N-fikserende ALGER DETRITUS normale ALGER DIN externe input/output DIP N 2 denitrifikation
Algmengde avhængig N och P P-begrænset system (almindeligt i insøvand) næringsmængde i alger P N uudnyttet overskud af N (NO 3 ) N.B. söljerne for N og P er justeret i forhold til algernes relative behov
Algmengde avhængig N och P i Østersøen og sydlige Kattegat - begyndelsen til tillvækstsæsonen næringsmængde i alger uudnyttet overskud af P P N
Algemengde avhængig N och P i Østersøen og sydlige Kattegat om sommeren næringsmængde i alger tilført N gennem N-fiksering P N Gælder også søer med N-mangel - undtagelse kort opholdstid og/eller extremt høj næringsniveau ( (P)
Kvælstof om sommeren Forøgende faktorer: extern tillførsel (fra land + atm. nedfald) N-fiksering (fra blågrønalger hvis overskud af P) Reducerende faktor: Denitrifikation (nitrat luftformigt kvælstof)
Denitrifikation Stiger med mængden organisk materiale (dvs alger og således forekomst af P) stigende opholdstid for vandet Reduceres med stigende dybde (denitrifikationen er mest effektiv ved sedimenter og bundvande)
Total-kvælstof uden hensyn till N-fiksering kan beregnes ud fra opholdstid, dybde, kvælstofudledning og konc. fosfor Matematiske sammenhænge er fremtaget baseret på data fra ca 40 søer
Klorofyl eller algebiomasse P total
N total Total-kvælstof uden hensyn til N-fiksering Lavere kvælstof udledning P total
N total N-fiksering N- pga externe tillskud P total
N-begrænset system Hvis opholdstiden er mindre end 1-2 uger når blågrøne alger ikke at balancere systemet. De gror lidt langsommere end andre alger. Hvis søsystemet er ekstremt næringsrigt (meget organisk materiale) bliver denitrifikationen større end blågrøne algers maximale N-fiksering (gælder ikke havvand finns ikke så næringsrige havvand)
N total /P total om sommeren Skagerrak : ca 10-14 (stn Å17) Kattegat: ca 12-16 (stn Anholt E) S Østersjøn: ca 10-16 (stn Bornholmsdybet) N Østersjøn: ca 16-23 (stn BY29) Bottenhavet: ca 25 (stn C14, nordlige del) Bottenviken: ca 50 (stn F3) ikke blågrøne alger
Tillskud af N gennem blågrøne algers N-fiksering og andel blågrønalger N-fiksering blågrønalger (%) (%) Bottenviken: 0 0 Bottenhavet: ca 30% ca 10 Østersjøn : 45-50% 16 Kattegat: 0-15% 0-4 Procentsatserne viser andel af total N
Balanceret system DETRITUS N-fikserende ALGER normale ALGER DIN Externe input/output N 2 denitrifikation DIP
Effekter på iltkoncentrationer i bundvande Forøget P-udledning lavere iltkoncentrationer pga forøget algeproduktion mere organisk materiale) Forøget N-udledning forhøjede iltkoncentrationer till bundvande) Nitrat i vande betyder at iltkoncentrationen ikke kan gå ned til nul. (forhøjet mængde nitrat(iltkilde)
Sydlige Kattegat om sommeren (er helt opblandet om vinteren) Havoverflade Opblandet overfladevand høj iltindhold Bundvand lav iltindhold ca 15 m lille dyb ca 100 km
Summering N balanceres mod P gennem blågrønalgers N- fiksering P styrer mængden af alger og algeproduktion Såvel opløst tilgængeligt P och N ligger på begrænsningsniveau for algerne
Hvad sker når N-udledningen reduceres forøged andel blågrøne alger lavere iltkoncentrationer i bundvande
Hvad sker når P-udledningen reduceres Mindsket andel blågrøne alger Mindsket algeproduktion Mindsket fiskeproduktion (forskellige påvirken afhængig fiskeart) Forhøjet iltkoncentration i bundvande
Hvorfor er det gået så galt? Riksdagens beslutning (Folketinget): N-udslippene skal reduceres med 30 % (udgangspunkt udslippene 1995) Naturvårdsverket (Miljøstyrelsen) ligger bag med stötte fra nogle universitetsinstitutioner
Hvorfor er det gået så galt? Universitetsverden har sine revirer Ingen afvigende mening tillades forskningspenge væk Flaskeprøver med dosering af N, P og N+P viser højst førøgelse af væksten efter dosering af N+P og N (N.B. prøvererna varer kun nogle dage)
Uro Information
Publikum Landbrug tabere vindere Medier Politikere Koncentrationer Udslip Begrænsninger af udslip
Publikum finansierer stadig mere urolige Publikum bliver tabere og alle andra vindere i dette spil.
Tak For mer information, kontakt mig eller Bæredygtigt Landbrug: thomas.hellstrom@telia.com Jeg kan sende: Hellström T., 2007. Kvävet och havsmiljön runt Sverige.VATTEN. vol 63 s. 193 208. Det findes også papier på engelsk men de er sværere at lese