IVL Swedish Environmental Research Institute

Summary Base cation deposition represents a major input to forest nutrient pools and is an essential parameter for quantifying critical loads and its exceedances as well as predictions for the recovery of ecosystems from acidification. Lately, concern about removal of base cations from the forest in connection with intensive forest biomass harvesting has become a much discussed issue. It is essential to be able to measure or estimate the base cation deposition to forests with a reasonable accuracy. During the 1980s and 90s a great deal of work was performed in order to determine the input of base cation to forests whereas there has not been much new literature since the 1990s. A workshop was arranged November 21-22, 2012 in order to explore the latest developments and advancements within the area. In this report we summarize the workshop outcomes. The importance of combined methods for measuring or estimating BC deposition was emphasized. European-wide BC modelled maps seems feasible and was considered desirable. A division between different sources (ocean sea-salt spray, Saharan dust, European land born dust and anthropogenic emissions) was suggested. Continued cooperation on a European level should be promoted and different ways for this was discussed.

Syftet med detta arbete har varit att klargöra aktuellt kunskapsläge gällande torvutvinning och dess miljöpåverkan i Sverige, att identifiera brister i underlag som behövs för att ge en bild av de svenska torvtäkternas miljöpåverkan och att föreslå, om möjligt, åtgärder för hur torvtäkters och efterbehandlingsmetoders miljöpåverkan kan minimeras.

Torv är en organisk jordart som bildas genom ofullständig nedbrytning av främst växtmaterial i våt, syrefattig miljö. Torven bildas i myrar som antingen uppstått genom igenväxning av sjöar eller genom försumpning av fastmark. Sverige är ett av jordens torvmarkstätaste länder. De vanligaste användningsområdena för torv i Sverige är för energiändamål (energitorv) och som odlingssubstrat (odlingstorv). Dessutom används även torv som stallströ vid djurhållning (strötorv).

Miljöpåverkan vid torvtäktverksamhet uppstår vid dikning och utvinning som medför förändrade vattenflöden (mark- och grundvatten) och vattenkemi (suspendering, surhet, näringsämnen och metaller), vilket kan förändra de biologiska förutsättningarna nedströms och bidra till övergödning och förlust av akvatisk biodiversitet. Annan viktig miljöpåverkan vid täktverksamhet är risk för brand, damning samt buller och emissioner till luft från arbetsmaskiner och vid förbränning.

This report is only available in Swedish. English summary is available in the report.

Stora arealer av Sveriges dikade skogsmark har diken som är eftersatta. Kunskapen om vilken effekt en dikesrensning har på ökad tillväxt samt dikenas vattenföring, vattenkvalité och bottenfauna är obefintlig. DiVa projektet (Dikesrensningens effekter på vattenekosystem) sattes i verket för att belysa effekterna av dikesrensning och öka kunskapen och processförståelsen kring effekterna på bottenfauna och vattenkemi. DiVa projektet har pågått sedan 2007 i två faser, 3 respektive 2 år. Två områden i Sverige valdes ut: Fagerheden utanför Piteå i Norrbottens län och Unnaryd i Jönköpings län i södra Sverige. I varje försöksområde utfördes dikesrensningen i två diken. Olika maskintyper användes i de två områden. Ett dike rensades med normala hänsynsåtgärder medan ett annat rensades under förhöjda hänsynsåtgärder. Ett dike lämnades orört som referens. Dikesrensningen med normal hänsyn innebar att en översilningsmark anlades nedströms den rensade sträckan, samt att nästan hela diket rensades, nerifrån och upp. Dikesrensningen med ökad hänsyn innebar, förutom översilningsmark nedströms dikena, även att mindre proppar och små slamfickor och/eller översilningsmarker längs diket skapades, samt att orensade partier lämnades. Efter mätningar i en inledande period på 1-2 år genomfördes dikesrensning och vattenkemin registrerades löpande under 1-2 år efter åtgärden, medan bottenfaunan inventerades på våren och hösten varje år.

Forests are life ensuring nature resources which create possibilities for biodiversity and health and prosperity for humans. In Sweden, forests cover approximately 50% of the land surface and as such are an important national land use category. The Swedish forests are rich in biodiversity, timber, berries and mushrooms, serve us with carbon sequestration and storage and supply the population with pure water and recreational opportunities. A common concept for all these goods and services is ecosystem services. For long, humans have tended to take these natural services for granted, but during the latest years, and mainly after the Millennium Assessment report in 2005, there have been attempts to identify, quantify, evaluate and economically price ecosystem services. The use of and research on the concept has literally exploded. The concept includes the wish to use economical incitement to enhance a sustainable future for the forests. In this report, IVL presents results of a literature study on ecosystem services in Swedish forests. This report identifies, describes qualitatively, quantifies and if possible monetarily evaluates the most important ecosystem services in Swedish forests. Existing research within this area mainly in Sweden (and the other Nordic countries), with an outlook to the rest of the world, is reviewed. Lastly, the report considers the possibilities for future use of the concept ecosystem services in the evaluation of the national environmental goals. This report is only available in Swedish.

IVL Swedish Environmental Research Institute Ltd here report results of work within the Swedish part of the FUTMON project; "Further Development and Implementation of an EU-level Forest Monitoring System". Samples were collected at 3 Integrated Monitoring sites (Kindla, Gammtratten and Aneboda) and 8 forested plots, two in vicinity of each of the 4 Swedish IM sites (Asa Sandbäcken, Asa Ängavägen, Kindla Buskbäcken, Kindla Bohyttan, Gammtratten Balån Nord, Gammtratten Risbäcken, Gårdsjön F2 and Gårdsjön  F3). Sampling at the fourth Swedish IM site, Gårdsjön F1 IM was performed and analysed as well; however, as a part of IM and not of FUTMON. Sampling of throughfall, litterfall, runoff, air temperature and air humidity was performed during 2010. Quality control, evaluation and reporting of results have further been carried out. The throughfall deposition of sulphur-sulphate was highest at Asa Sandbäcken (3.5 kg ha-1 yr-1). The throughfall deposition of sea salt was highest at Gårdsjön because the close position to the North Sea. The deposition of total nitrogen (nitrate-nitrogen, ammoniumnitrogen, organic nitrogen) varied between 2.8 kg ha-1 yr-1 at Gammtratten to approximately 7 kg ha-1 yr-1 at Gårdsjön. These amounts are lower than observed during earlier years, e.g. for Gårdsjön.No large difference appeared between the concentrations of nitrate-nitrogen in runoff water at Gårdsjön F2 and F3. Nitrate-nitrogen was only observed in runoff water during the winter time. On the other hand, differences occurred between the two forest catchments for the concentrations of calcium, magnesium, total aluminium and dissolved organic carbon.The concentrations of total mercury varied between 1.4 and 14.4 ng l-1 and for methyl mercury between 0.06 och 4.1 ng l-1. The highest concentrations of both were measured at Asa Sandbäcken, Asa Ängavägen and Aneboda IM that are the most southern forests. The lowest concentrations were accordingly observed at the northern most forests, Gammtratten IM. The concentrations were higher during summer time and confirm earlier analyses between different seasons.The air humidity is often very high at Gårdsjön. This causes technical problems using Tiny Tag loggers which often show relative air humidity values above 100%. The logged air humidity data at Gårdsjön should therefore be evaluated with care. Temperature values measured using the same loggers are however reasonable and approximately alike for the two forest catchments at Gårdsjön (F2 and F3).This report is only available in Swedish.

Kvävenedfallet har stor betydning för försurning och övergödning. Uppdraget har finansierats av Naturvårdsverket, med syfte att förbättra underlaget för att följa upp miljökvalitetsmålet Bara naturlig försurning . En ny, unik databas har etablerats, med de flesta mätningar som har skett i Sverige av nederbördsmängder och -kemi på öppet fält från 1955 och fram till idag. Beräkningar av nedfallet av oorganiskt kväve (NO3- + NH4+) med nederbörden (våtdepositionen) vid de sammanlagt 362 mätplatserna visar att nedfallet är högre i hela Sverige idag än när mätningarna startade 1955. Data visar en stor variation i kvävenedfallet mellan mätplatser och år, vilket gör det svårt att detektera statistiskt signifikanta förändringar över tid. Nedfallet av kväve med nederbörden till Sverige ökade signifikant under 20-årsperioden 1970-1989 i sydvästra Sverige, men inte i sydöstra eller norra Sverige. Under 20-årsperioden 1990-2009 skedde ingen förändring av nedfallet i norra eller sydvästra Sverige, men i sydöstra Sverige minskade nedfallet av olika kväveformer med nederbörden signifikant. Parallellt har kvävenedfallet uppskattats med MATCH-modellen med två olika simuleringar. Den ena simuleringen (TRENDMATCH) har använt indata från observerad meteorologi tillsammans med emissioner bestämda inom EMEP-programmet medan den andra (KLIMATMATCH) använder meteorologi från en klimatmodell och emissioner sammanställt för RCP4.5. Den med TRENDMATCH modellerade depositionen visar nedåtgående trender för såväl NO3- som NH4+ från 1990 till 2009 i alla regioner. Resultaten från KLIMATMATCH visar inte lika tydliga trender för NH4+, beroende på att de historiska emissionerna i RCP4.5 databasen både visar upp- och nedåtgående trender för perioden. Trender i kvävenedfall beräknade med MATCH-modellen är till mycket stor del styrda av trender i de emissioner som används av spridningsmodellen. Det kan finnas flera orsaker till att vi inte ser tydliga trender i kvävenedfallet under de senaste decennierna. Trendanalyser kräver data med långa tidsserier, vilket av olika orsaker ofta saknas. Om kvävenedfallet har förändrats, men förändringen är liten, så är det svårt eller omöjligt att urskilja detta ur de stora slumpmässiga mellanårsvariationerna. Det är också möjligt att nedfallet inte har förändrats, trots minskande emissioner i Europa, på grund av ändrade atmosfärskemiska förhållanden (t ex klimat och minskande svavelemissioner), eller om utsläppen av kväve från källor som är av vikt för Sverige inte har minskat i samma utsträckning som emissionerna för Europa som helhet har. Det är också svårt att uppskatta kväveemissioner, vilket i rapporten illustreras av de två emissionsuppskattningar som har använts, där den ena rapporterar minskande emissioner av ammoniak och den andra ökande. För att uppnå precision och statistiskt kunna säkerställa förhållandevis små förändringar i kvävenedfallet, i storleksordningen 20 procent under en period av 20 år, behövs mätningar vid ett stort antal platser runt om i landet. Vi föreslår en genomgång av hur de framtida mätningarna av kvävenedfallet, som utgör basen för övervakningen, bör utformas. En viktig punkt är att existerande stationer med långa tidsserier bör bevaras, något som kräver långsiktig finansiering.

This study has developed regionally adapted scenarios for forestry within the CLEO project (Climate Change and Environmental Objectives, www.cleoresearch.se). Defining relevant and probable future forest scenarios is important for predicting future environmental impacts and synergies and conflicts between environmental objectives. Due to the increasing demand for biomass from forestry, Swedish forestry practices are currently changing. In addition, climate change can affect future forestry practices. Three scenarios for future forest management in Sweden have been formulated. One scenario corresponds to today's forest management, the second scenario is associated with an intensive removal of biomass, and the third scenario with even more intense biomass removal. These three scenarios are matrices of different choices of forest management strategies. The data behind are to a large extent based on scenarios defined in other studies, mainly SKA VB-08. The scenarios include information on tree distribution and land use, such as area of productive forest, arable and agricultural land, conventionally managed forest and other forestry land. Areas for soil scarification, cleaning, thinning, logging and slash and stump removal are also reported, as well as quantities of biomass removal regarding stems, forest residues and stumps during thinning and harvesting. To enable estimates of nutrient removal, nutrient contents in different tree parts (stem, bark, branches, needles and stumps) were provided. The areas exposed to conventional forestry fertilization, as well as intensive forestry fertilization were provided, as well as fertilization rate and nutrient content in the fertilizer. In all scenarios, areas for ash recycling were also reported, as well as supply amount of ash, and levels of various nutrients in the ash and its dissolution rate. All scenarios are characterized by future intensified forestry management, with higher harvesting rates, more fertilization of forest land and increased ash recycling. Growth enhancing measures, but especially climate change, results in increased forest growth and consequently increased levels of harvest in all scenarios from 2020 onwards. Since ash recycling is also increasing over time, this could mitigate the increased nutrient losses due to a future higher biomass removal from forests. Conventional fertilizing is expected to increase in the scenario representing the development of today’s forestry. In contrast, conventional fertilizer use decreases in the other more intensive scenarios, due to more localised intensified fertilizing schemes. It is unclear what impact this may have on acidification and eutrophication. Over time, tree species distribution changes, with a reduced proportion of pine that is replaced with spruce in southern Sweden. On the contrary, in northern Sweden, the proportion of pine increases at the expense of spruce. It is likely that the frequency and intensity of natural disturbances, such as storm damage and insect infestation, will increase in the future due to climate change. These effects have not been taken into account in the scenarios. This report is only available in Swedish.

Att uppmärksamma de ekosystemtjänster som naturen erbjuder innebär ett perspektiv där relationen mellan människa och natur står i centrum och där ekosystemens värde för människan synliggörs på ett effektivt sätt. I denna studie undersöker vi hur ekosystemtjänster kan användas i samband med miljökonsekvensbeskrivningar (MKB) och samhällsekonomiska konsekvensanalyser (SKA). Både MKB och SKA utgör viktiga beslutsunderlag rörande projekt, planer och program där naturen och ekosystemen på olika sätt påverkas.

Vår bedömning är att ekosystemtjänster kan hjälpa till att skapa en bättre helhetssyn och att synliggöra ett flertal aspekter som idag inte kommer fram tillräckligt i MKB och SKA. Detta kan exempelvis gälla värden knutna till vardagslandskapet och fler sammanhang i tid och rum. Genom detta kan potentiellt också fler människor komma till tals och känna sig delaktiga i beslutsprocesser. Ekosystemtjänster kan därmed även bidra till att identifiera viktiga frågor som bör hanteras i beslutsprocesser.

Detta kan komma att innebära att MKB och SKA behöver innehålla mer information. Men det kan också medföra att betydelsefulla frågor identifieras tidigare i processen och att mindre tid för kompletteringar och besvärliga förhandlingar går åt i slutändan. Ett ekosystemtjänstperspektiv kan innebära att beslut baseras på nya avvägningar och andra prioriteringar, vilket i vissa fall troligen också leder till ett annat utfall. Det är inte självklart att ekosystemen i och med detta generellt sett kommer att skyddas eller förvaltas bättre. Vad som skyddas eller bevaras kommer i högre grad att bero på vilka värden detta skapar för människor. Samtidigt skapas en begreppsapparat som synliggör vårt beroende av ekosystemen som också ger en grund för ett hållbart nyttjande.

Våra slutsatser baseras till stor del på tre relativt utförliga fallstudier där vi undersökt miljökonsekvensbeskrivningar, samråds- och yttrandematerial.

This report is only available in Swedish. English summary is available in the report.

Forskningsprogrammet CLEO, Climate change and Environmental Objectives, startades 2010 efter en utlysning från Naturvårdsverket där man efterfrågade forskning med en övergripande målsättning att få: * En analys och kvantifiering av hur förändringar i klimatet, såsom temperatur, nederbörd och avrinning, påverkar förutsättningarna att nå de miljömål som påverkas av långväga transporterade luftföroreningar * En beskrivning och analys av synergier och målkonflikter av åtgärder, både nationellt och internationellt, för att minska utsläpp av växthusgaser och andra luftföroreningar för att nå uppsatta miljömål. * Förbättrad kunskap om grundläggande processer för att ta fram tillförlitliga prognoser och scenarier för utvecklingen mot miljömålen, förbättrade indata till existerande modeller samt bättre sammanlänkning av modeller för klimat, luft och ekosystem.

Programmet har fokuserat på miljömålen Frisk luft, Bara Naturlig Försurning, Ingen övergödning och i viss mån Giftfri miljö. Då målsättningen var att ta fram resultat som är relevanta för pågående arbete med miljömålen och för långsiktiga överväganden så har CLEO arbetat med framtidsscenarier som både fokuserat på en relativt nära framtid (2030), och i vissa avseenden ett längre tidsperspektiv (2100).

This report is only available in Swedish. English summary is available in the report.

This report is only available in Swedish.

This report is only available in Swedish.

Ett uppdrag för att utvärdera effekterna av stöden, med avseende på kostnadseffektivitet och måluppfyllnad, väga in effekten på de ekosystemtjänster som främjas av stöden samt ge rekommendationer avseende förbättringar av stöden, utifrån en nationalekonomisk teoribildning.

Bland de produktionshöjande skogsskötselalternativen pekas ofta dikesrensning ut som en möjlig åtgärd. Bristen på svenska försök och ekonomiska analyser gör att lönsamheten är mer osäker jämfört med andra alternativ såsom gallring och gödsling. Det finns även en risk för att oönskade effekter kan uppstå i vattendrag kopplade framför allt till den ökade slamtransporten. Dessa vet vi väldigt lite om.

I maj 2007 initierade IVL, Sveaskog och WWF ett pionjärprojekt för att undersöka vad som händer med vattenkemin och bottenfaunan efter dikesrensning. Projektet fick beteckningen DiVa (Dikesrensningens påverkan på Vattenekosystem) och löpte 2007-2012. Projektet stöttades även inledningsvis av Naturvårdsverket och Skogsstyrelsen. Det har gått 4 år sedan studien avslutades men i samband med fältbesök och exkursioner har en omfattande erosion och sedimentation noterats. Hur detta har påverkat bottenfaunans förmåga till återhämtning är oklart. I detta projekt har vi återvänt till försöksområdena för att följa upp effekterna på bottenfauna, grumlighet och erosion på lite längre sikt (6-7 år). Studien finansierades av Havs- och Vattenmyndigheten och genomfördes under en begränsad period mellan april och september 2016. I denna rapport presenterar vi resultaten och diskuterar de förändringar som skett över tid.

Försöksområdena ligger geografiskt olika i landet, ett område är beläget i Norrbottens län (Fagerheden) och det andra i Jönköpings län (Unnaryd). I varje försöksområde ingår tre avrinningsområden som en gång i tiden dikats i produktionssyfte. Två av områden dikesrensades efter cirka halva försöksperioden, det ena med åtgärder för att minska sedimenttransporten och det andra utan några som helst åtgärder. Det tredje referensområdet lämnades orört. Bottenfaunan samlades in med hjälp av M42-metoden och grumligheten bestämdes utifrån turbiditet och mängden suspenderat material. Mätningarna kompletterades med en okulär besiktning efter tecken på erosion och sedimentation, både vid själva provtagningssträckan samt uppströms.

Resultaten visade att det inte går att urskilja någon dikesrensningseffekt på bottenfaunan i Fagerheden, oavsett om sedimentationsskydd använts eller inte. I Unnaryd var bottenfaunan tydligt påverkad, delvis på grund av den omfattande erosion som ägt rum uppströms provsträckorna och delvis på grund av att den nederst liggande slamgropen brustit i området med sedimentationsskydd (F_hän). De U-formade dikesprofilerna bidrog sannolikt till den kraftiga erosionen och sedimentationen som observerades i Unnaryd, medan de V-formade dikena i Fagerheden var mer stabila. Valet av skopa har därför stor betydelse för den framtida erosionen och behovet av nästa underhållsrensning.

Störst påverkan på bottenfaunan noterades för taxa med hög abundans. Det fanns dock ingen entydig respons hos bottenfaunan utan antalet taxa både ökade och minskade efter dikesrensning, på grund av en förändrad konkurrenssituation och livsmiljö. Det visade sig också att en och samma taxa antingen kan öka eller minska efter dikesrensning, såsom knott (Simuliidae). Det är möjligt att denna passiva filtrerare gynnas av liten grumlighet och mer tillgång till föda, men missgynnas av hög grumlighet och minskade substrat att fästa på.

De uppföljande grumlighetsmätningarna visade på ett relativt klart vatten vilket tyder på ett dåligt samband mellan turbiditet och suspenderat material respektive bottenfauna, åtminstone i Unnaryd. För att fånga tillfällen med högre grumligheten som kan uppstå vid andra flödessituationer krävs mer än enstaka eller månadsvisa provtagningar. Minst lika viktigt är det att beskriva de hydromorfologiska förändringarna, till exempel förflyttning av sediment och förändringar i andelen habitat.

De rensade dikena i Fagerheden var väl fungerande och majoriteten av hänsynsåtgärderna var fortfarande intakta. I Unnaryd fungerade avvattningen bitvis dåligt; i F_nor på grund av erosion och igenväxning och i F_hän på grund av sedimentklackar som bromsade upp flödet. Sammanfattningsvis har resultaten från DiVa-projektet lett till en rad viktiga slutsatser som kan användas vid utformandet av framtida dikesrensningsrekommendationer och åtgärder som behöver vidtas för god miljöhänsyn. Viktiga avvägningar är dock nödvändiga när lönsamheten ställs mot miljövärdena i ett dike eller vattendrag.

This report is only available in Swedish. English summary is available in the report.