Dikesrensning – vattenkemi och växthusgaser i avrinnande vatten

FÖRDJUPNING

Om studien

De provtagna dikena ligger i östra delen av mellersta Sverige, från Uppland till Västerbotten (Figur 1). Med hjälp av GIS-data från skogsägare identifierades ett stort antal diken ”på rummet” som hade rensats 1–4 år innan första provtagningen av dikesvatten gjordes. Det slutliga valet av de 25 rensade diken som skulle provtas gjordes i fält och kravet var att de låg på skogsmark. Sedan identifierades ett orensat referensdike i närheten av respektive rensat dike, men de två dikena skulle vara hydrologiskt frånkopplade. Resultatet blev ett genomsnittligt avstånd på ca 2 km mellan dikena i dikesparen. Kriterierna för referenserna var att de inte skulle uppvisa några tecken på att vara nyligen dikesrensade, ligga nära det rensade och i övrigt vara så lika som möjligt det dikesrensade diket. Det gällde även det område dikessystemet avvattnade avseende storlek, trädvegetation och våtmarkstäckning. I slutändan provtogs 25 par; 25 dikesrensade diken (”Rensade diken”) och 25 ej nyligen dikesrensade diken (”Ej rensade diken”).

Figur 2. Lokalisering av de dikesrensade diken som ingick i studien.
Kartan visar enbart de rensade dikena.

I studien ingick även att undersöka om eventuella skillnader mellan rensat och ej rensat påverkades av om dikena fanns i uppvuxen skog eller i kalavverkade områden. Därför lokaliserades 13 av dikesparen till områden med skog och 12 par till områden som var kalavverkade.

Figur 3. Ett av de undersökta 12 dikesparen på hyggen, orensat dike till vänster och rensat till höger. Bilder: Alberto Zanella, SLU

Karaktären på avrinningsområdena

Avrinningsområdena med de 25 dikesrensade dikena har en medelareal på 37 hektar (2–136 hektar) och de 25 referensområdena 44 hektar (5–176 hektar). Områdena är typiska för regionen och domineras av barrskog, i medeltal 92 % för dikesrensade och 89 % för referensområden. Moränjordar dominerar, 63 % respektive 58 %. Det genomsnittliga torvdjupet är 23 cm (12–44 cm) respektive 26 cm (12–51 cm). Den årliga nederbörden i samtliga områden varierar mellan 630 mm och 840 mm och årsmedeltemperaturen från 2 till 6 °C.

Vattenprovtagning och statistisk analys

Vattenprover samlades in från de 50 dikena vid tre provtagningar. Den första i juni 2021, andra i september 2021 och den tredje i juni 2022. Proverna analyserades för totala halten kvicksilver och halten metylkvicksilver, 15 andra vattenkemiska variabler och två optiska variabler (absorbans). Prover från en eller två provtagningar analyserades även på växthusgaser lösta i vattnet, nämligen; metan (provtagning 2 och 3), lustgas (provtagning 2) och koldioxid (provtagning 3). Analyserade ämnen och analysmetoder beskrivs i de bifogade publikationerna.

För att utvärdera effekten av dikesrensning beräknades först skillnaden (Δ) i vattenkemiska halter mellan det rensade och ej rensade diket för varje dikespar och provtagningstillfälle. Sedan testades om Δ-värdena skiljde sig signifikant från noll i en statistisk analys. De statistiska analyserna gjordes för alla 25 dikespar samt separat för de dikespar som låg i skog (13 par) respektive på hygge (12 par).

Ingen ökad kvicksilverhalt i denna studie

I vår rumsliga studie var halten metylkvicksilver lägre i dikesvattnet i rensade diken än i ej rensade för de dikespar som låg i områden med uppväxt skog (13 par). Det gällde inte för de 12 dikesparen på hyggen där halten inte påvisbart skiljde sig åt. För totala halten kvicksilver fanns ingen skillnad mellan rensat och orensat.

Dessa resultat, att kvicksilverhalterna inte var högre i rensade diken, styrktes av resultatet från en experimentell studie i Trollberget nära Vindeln i Västerbotten. Där studerades dikesrensning av diken på ett kalhygge. Inte heller i den studien ökade kvicksilverhalterna i dikesvattnet efter rensning, utan halterna av båda formerna av kvicksilver var lägre under de två år som undersöktes efter rensningen, Effekter av dikesrensning och våtmarksrestaurering på kvicksilver i vatten (naturvardsverket.se).

Däremot i en annan svensk studie redovisas högre totala halter av både metylkvicksilver under några dagar direkt efter resningen i en av de två försökslokaler som ingick i studien, DiVa - Dikesrensningens effekter på vattenföring, vattenkemi och bottenfauna i skogsekosystem (diva-portal.org).

Koldioxid minskade och lustgas ökade

I den rumsliga studien påvisades lägre halt av löst koldioxid och högre halt löst lustgas i dikesvatten från rensade diken när alla dikespar ingick i analysen. Lägre halt koldioxid påvisades även för dikesparen i skog. Dessa förändringar har betydelse för växthusgasbalanser på landskapsnivå.

Det är känt att diken och vattendrag i boreal skog kan avge växthusgaserna koldioxid, metan och lustgas från vattnet till atmosfären. Detta kan vara påtagliga andelar av emissionen för kompletta växthusbudgetar på landskapsnivå. Men kunskapen om hur dikesrensning påverkar både produktion och emission av dessa växthusgaser är sparsam. En studie rapporterar oförändrad avgång av koldioxid och metan, medan en annan rapporterar ökad metanavgång i diken där mossan i diket rensats bort. Det visar på svårigheten att generalisera effekten av dikesrensning på emissionen av dessa två växthusgaser. Högre halter av löst lustgas i rensade diken kan möjligen ha ett samband med förändrade syrgasförhållanden i marken när grundvattennivå sänks, vilket i sin tur påverkar kvävecykelns olika delar inklusive tillgängligt substrat för produktion av lustgas.

Djupare grundvattennivå en trolig förklaring

Troliga förklaringar till de påvisbara skillnaderna i ämneshalter i dikesvatten efter dikesrensning är att när grundvattennivån sänks, på grund av åtgärden, passerar markvattnet genom djupare mer mineraljordsrika marklager. Redox-förhållanden i marken kan också påverkas av lägre grundvattennivå, vilket i sin tur påverkar olika kemiska reaktioner i mark och vatten. Även borttagandet av organiskt material från själva dikena kan bidra till minskad risk för bildning av metylkvicksilver och koldioxid.

Mer kunskap behövs för bättre beslut

Resultaten från studien visar att dikesrensning påverkar både vattenkemi och halter av lösta växthusgaser i avrinnande dikesvatten. Ökat pH i liknande storleksordning finns påvisat i andra studier, liksom ökade halter av kalcium och sulfat. Tidigare studier har rapporterat minskad halt av total eller löst halt av kol, vilket vi inte såg i denna studie. Dessa effekter, om än inte tydligt önskvärda, kan inte betraktas som tydligt negativa. Att åtgärden inte ökade halterna av kvicksilver, och inte låg i linje med den uppställda hypotesen om en risk för ökning, kan ses som positivt. Minskad halt koldioxid i dikesvattnet kan leda till minskad emission till atmosfären, medan det motsatta kan gälla för lustgas, en betydligt mer potent växthusgas.

Med tanke på de redovisade effekterna ovan är det i regel en delikat uppgift att väga för- och nackdelar vid beslut om eventuell dikesresning med avseende på tillväxt, vattenkvalitet, växthusgasbalans på landskapsnivå och även biodiversitet. Den här studien ska ses som en pusselbit i kunskapsuppbyggnaden om hur dikesrensning påverkar avrinnande vatten.