Läs

Larmrapporterna om Östersjön har duggat tätt
de senaste åren. Men är Östersjön ”sjukare” idag
än för hundra år sedan? Och hur var det för tusen
år sedan? Går det överhuvudtaget att ”rädda”
Östersjön? Vilka åtgärder är vettigast? Är det bra
med kväverening, eller ska vi kanske kvävegödsla?
Eller är det bara fosfor vi ska satsa på? Går det att
syresätta bottnarna? Måste vi äta mindre kött för
att rädda havet – och kanske också mindre fisk?
Vad är forskarna överens om? Hur skiljer de sig?
Varför kommer de till olika slutsatser? Läs boken
så får du veta!
www.formasfokuserar.se
ISBN 91-540-5955-0
Formas_ostersjo_parm_0511
06-05-11
15.09
Sida 1
Forskningsrådet Formas är en statlig myndighet som stödjer grundforskning och behovsstyrd forskning med höga krav på vetenskaplig
kvalitet och relevans för berörda samhällssektorer. Det övergripande
syftet är att främja en hållbar utveckling i samhället.
Pocketboksserien Formas Fokuserar är ett led i Formas arbete med
att kommunicera forskningsresultat. Serien är ett debattforum
där forskare klargör dagens kunskaps- och debattläge i viktiga
samhällsfrågor.
9: Östersjön – hot och hopp
Formas, Box 1206, 111 82 Stockholm (www.formas.se)
PLANERINGSGRUPP:
Sture Hansson, Stockholms universitet, Sif Johansson,
Naturvårdsverket, Lena Kautsky, Stockholms universitet,
Anders Omstedt, Göteborgs universitet, Britt Olofsdotter
och Katarina Vrede, Formas
FORMAS FOKUSERAR
UTGIVARE:
REDAKTÖR:
Birgitta Johansson, Formas
COPYRIGHT:
Formas 2006
BESTÄLL FRÅN:
www.formasfokuserar.se eller [email protected]
OMSLAG OCH
ORIGINAL:
OMSLAGSBILD:
ILLUSTRATIONER:
TRYCK:
ISBN
91-540-5955-0
2006
STOCKHOLM
Lupo Design
Lupo Design
Robert Kautsky
08-Tryck AB
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 14
Fakta om Östersjön
och övergödningen
Med Östersjön menas i den här boken Egentliga Östersjön, Bottenhavet och Bottenviken. Östersjön är ett
speciellt hav på många sätt. Avrinningsområdet är stort
i förhållande till havsområdet. Det betyder att mycket
föroreningar rinner ut i en förhållandevis liten vattenmassa. Östersjön är nästan avsnörd från världshaven
i övrigt. Därför är utbytet litet av havsvatten mellan
Östersjön och havet utanför de danska sunden. Det
tar cirka 30 år för hela Östersjöns vatten att bytas ut, och
det leder till att de föroreningar som släpps ut i Östersjön
blir kvar där länge.
14
15
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 16
och älvar tillför mycket sötvatten till ÖsterF loder
sjön. Kombinerat med det begränsade inflödet av
havsvatten och ett ganska långsamt vattenutbyte mellan
delbassängerna leder det till att salthalten i Östersjön är
låg, från 10–15 promille i de södra delarna till mindre
än 2–4 promille längst uppe i norr (figur 1). Det är
bara få arter som kan leva i så låga salthalter. I öppna havet
är omblandningen av ytvattnet bra inom Östersjöns
olika delbassänger. Det gör att föroreningar som når dit
lätt sprids till andra ställen (figur 2). Längs kusten finns
det däremot vikar och skärgårdar som har begränsat
vattenutbyte (figur 3).
Figur 1. Östersjön delas in
i Egentliga Östersjön, Bottenhavet och Bottenviken. Även
Finska viken och Rigabukten
hör dit. Salthalten varierar
från 10–15 promille vid
Öresund till bara 2–4
promille längst uppe
i norr.
Figur 2. Ytvattnet i Östersjön strömmar motsols på grund av corioliseffekten
som är en följd av jordens rotation.
Medeldjupet är bara knappt 60 meter, och i Egentliga
Östersjön är vattenmassan permanent skiktad med saltare
och tyngre vatten mot botten (figur 4). Skiktningen
begränsar möjligheterna för syrerikt vatten att blandas ner
i djupvattnet. Det gör att det ofta blir syrebrist i djupvattnet (figur 5). Stora inflöden av salt och tungt vatten
från Kattegatt förekommer med oregelbundna intervall,
16
17
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 18
Figur 3. Vattenomsättning i vikar längs den svenska Östersjökusten från
Öregrund till Ölands norra udde. Efter Naturvårdsverkets rapport 4914,
Bedömningsgrunder för miljökvalitet.
framför allt under kraftiga vinterstormar. Det är främst vid
dessa stora inflöden som vattnet i de djupare delarna av
Östersjöns bassänger tillförs nytt salt- och syrerikt vatten.
Om kväve, fosfor och algblomningar
Havets växtplankton behöver både kväve (N) och fosfor
(P). De tar lättast upp näringsämnena som oorganiska
salter. I växtplanktonceller som tillväxer utan brist på
näringsämnen går det normalt cirka 16 kväveatomer på
varje fosforatom. Vid sin tillväxt tar de då upp 16 gånger
fler kväveatomer än fosforatomer ur vattnet. Det betyder
att kvoten mellan upptaget kväve och fosfor (N/P-kvoten)
är 16:1 om man räknar atomer, men ungefär 7:1 om man
räknar i vikt eftersom fosforatomen är tyngre än kväveatomen.
Figur 4 visar havets djup längs ett snitt från Skagerrak till Bottenviken. Dessutom
framgår salthalten på olika djup. Salthalten ökar i riktning mot Kattegatt
samt från havsytan mot botten i hela området. Vattnet är skiktat. Det gör att
det inte så lätt blandas i djupled och att syretillförseln till djupvattnet därmed
hindras. Vid 60–70 meter ändras salthalten snabbt neråt. Det blir ett
språngskikt som kallas haloklin.
18
19
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 20
deras tillväxt, medan nedbrytningen av organiskt material
hela tiden pågår och frigör näringsämnen. När det blir
ljusare på våren startar en snabb tillväxt av växtplankton
som tar upp kväve- och fosforatomer ungefär i förhållandet 16:1. Om kvoten mellan tillgängligt kväve och fosfor
i vattnet är mindre än cirka 16 tar kvävet slut först.
Vårblomningen upphör då trots att det finns en del lätttillgänglig fosfor kvar i vattnet. Vårblomningen sägs
därför vara kvävebegränsad. Det betyder att om kvävetillförseln minskar så blir algtillväxten under vårblomningen mindre. Detta är normalt fallet i Egentliga Östersjön. I Bottniska viken är det i stället ofta fosforbrist
som begränsar vårblomningen.
Figur 5. Det råder syrebrist i stora delar av Egentliga Östersjön, i de djupaste
delarna näst intill permanent. En naturlig orsak är vattenmassans skiktning. Syrebristen förvärras av gödande ämnen som leder till mera växtplankton som så småningom faller till botten och tär på syreförrådet när de bryts
ner. Vid syrebrist frigörs fosfor från bottensedimenten till vattenmassan.
Uppgifterna om Egentliga Östersjön bygger på SMHI:s mätningar höstarna
1996–2003.
Varje sommar blommar cyanobakterier (blågröna alger)
i egentliga Östersjön och ibland även i Bottenhavet.
Cyanobakterier kan utnyttja den kvävgas som finns
löst i vattnet. Om det under sommaren är brist på kväve
medan fosfor finns tillgängligt får cyanobakterierna
därför en konkurrensfördel jämfört med andra växtplankton. Blomningen av cyanobakterier upphör om
fosforn tar slut.
Biogeokemiska kretslopp för fosfor och kväve
Efter vintern finns det ofta höga halter av lättillgängligt
kväve och fosfor i vattnet. Det beror på att växtplankton
tar upp mycket lite näring på vintern när ljusbrist hämmar
Fosfor och kväve har olika möjligheter att försvinna ur
vattensystemet. För fosfor (figur 6) finns det två huvudmöjligheter: att flöda ut till omgivande vattenområden
eller att läggas fast i sedimenten. Fastläggning i sedimenten sker främst under syrerika förhållanden. När syre-
20
21
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 22
halten sjunker till noll frigörs en del av fosforn istället
från sedimenten.
Kvävecykeln (figur 7) har två stora skillnader jämfört
med fosforcykeln. För det första finns det en extra tillförselväg via den kvävefixering som cyanobakterier utför.
Det innebär att kvävgas som finns löst i vattnet omvandlas till växttillgängligt kväve. För det andra har sådant
växttillgängligt kväve ytterligare en möjlighet att försvinna ur systemet, nämligen genom att bakterier i syrefattiga miljöer omvandlar nitrat via nitrit till kvävgas.
Processen kallas denitrifikation.
Figur 7. Det biogeokemiska kretsloppet för kväve i havet.
För fosfor kan utlösningen från sedimenten i Egentliga
Östersjön under år med svår syrebrist vara många gånger
större än utsläppen från land samma år. Omvänt kan
utfällningen till sedimenten vara stor under år med
goda syreförhållanden.
Varifrån kommer kväve och fosfor?
Figur 6. Det biogeokemiska kretsloppet för fosfor i havet.
22
För att kunna bilda sig en uppfattning om övergödningsdebatten måste man känna till hur stor den naturliga
bakgrundsbelastningen av kväve och fosfor är, och hur
23
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 24
Figur 8. Vattenburen tillförsel av kväve från olika länder år 2000. Till
detta kommer direktnedfall från luften som är ungefär en tredjedel av den
vattenburna kvävetillförseln.
Figur 9. Vattenburen tillförsel av fosfor från olika länder år 2000. Fosfornedfallet från luften anses vara 1–5 procent av den vattenburna tillförseln.
24
25
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 26
stora bidrag som kommer från olika källor som människor
orsakar. Det handlar bland annat om hur mycket Sverige
bidrar med i förhållande till de andra länderna runt
Östersjön (figur 8 och 9).
Det är också en fråga om hur mycket olika källor bidrar
med. I tabell 1 och figur 10 redovisas bidragen från
olika källor i Sverige. Här ser vi att både kväve och fosfor
till Egentliga Östersjön till stor del kommer från jordbruket, och till Bottniska viken till stor del från skogsmark. När det gäller kväve bidrar kommunala reningsverk
och dagvatten med 22 procent till Egentliga Östersjön,
med 9 procent till Bottenhavet och med 6 procent till
Bottenviken. Enskilda avlopp uppskattas bidra med
några enstaka procent av kvävetillförseln, men med så
Egentliga Östersjön Bottenhavet
Bottenviken
Kväve Fosfor
Kväve Fosfor Kväve Fosfor
Industri
3%
5%
5%
8%
3%
2%
22%
18%
9%
4%
6%
3%
Små avlopp
3%
20%
2%
5%
1%
2%
Nedfall på sjöar
7%
0%
6%
0%
4%
0%
Jordbruksmark
49%
43%
9%
8%
4%
5%
1%
1%
9%
2%
4%
1%
Övrig skogsmark 11%
11%
44%
56%
45%
55%
17%
33%
32%
Kommunala
reningsverk +
dagvatten
Hyggen
Övrig mark
4%
2%
16%
Totalt (ton/år) 29 700
1 310
36 200
2 430 20 300
1 240
Tabell 1. Tillförsel av kväve och fosfor till Östersjön från olika källor i Sverige.
För diffusa källor anges beräknad genomsnittstillförsel för 1985–99, medan
punktkällorna i allmänhet gäller uppmätta utsläpp för år 2000.
Figur 10. Diagrammen visar bidragen till Östersjön från olika svenska kväveoch fosforkällor. Siffran på utsläppet i ton står under respektive diagram.
Beräknad genomsnittstillförsel 1985–99 för diffusa källor, samt för punktkällor i allmänhet uppmätta utsläpp för år 2000.
26
27
Formas_Ostersjö_bok_0504
06-05-09
16.30
Sida 28
mycket som 20 procent av fosfortillförseln till Egentliga
Östersjön. I enskilda kustområden kan fördelningen
mellan källor vara helt annorlunda.
Det gäller också att jämföra storleken av olika utsläpp
med den naturliga omsättningen av näringsämnen i havet.
För kväve uppskattas förlusten genom denitrifikation till
mellan 500 000 och 1 miljon ton per år. Uppskattningarna
av cyanobakteriernas kvävefixering har varierat kraftigt
genom åren, från 25 000 ton till 500 000 ton. Förutom
kvävefixeringen tillfördes drygt 1 miljon ton kväve till
Östersjöområdet år 2000. En dryg fjärdedel beräknas
vara direktnedfall på havsytan från luften. Enligt tabell 1
bidrog de svenska kommunala reningsverken år 2000
med cirka 6 500 ton kväve till Egentliga Östersjön.
Innan kväverening blev vanligt släppte svenska reningsverk ut cirka 13 000 ton kväve till samma havsområde.
Östersjön blir sig aldrig mera lik
Östersjön är ett mycket speciellt hav och ett ekosystem
i ständig förändring. Det visar historien – men vad ska vi
tro om framtiden? Det värsta problemet är övergödningen, skriver Erik Bonsdorff. Vi måste åtgärda diffusa
utsläpp från bland annat jordbruket, och här blir EU:s
jordbrukspolitik i de nya medlemsländerna viktig. I reningsverken är det både fosfor och kväve som måste renas.
Källor
• Naturvårdsverkets rapport 5319, Ingen övergödning
• Naturvårdsverkets bok Förändringar under ytan,
Monitor 19, 2005
Bokens författare är överens om det som står
på sidan 15–28.
Erik Bonsdorff, Miljö- och Marinbiologi,
Åbo Akademi.
28
29