Kartering av källstyrkan för kol och kväve i en kulturjordmån i

Kartering av källstyrkan för kol
och kväve i en kulturjordmån i
sydvästra Sverige
– en del i ”Landscape Greenhouse Gas Exchange
Project” (LAGGE)
Oskar Karlsson
Uppsats för avläggande av naturvetenskaplig kandidatexamen i
Miljövetenskap med inriktning mot Geovetenskap
15 hp
Institutionen för biologi och miljövetenskap
Göteborgs universitet
Juni 2012
Innehållsförteckning
Innehållsförteckning .......................................................................................................................................................................................... 1
Sammanfattning ................................................................................................................................................................................................. 2
Abstract.............................................................................................................................................................................................................. 3
1.
Inledning ................................................................................................................................................................................................ 4
1.1 Växthuseffekten ..................................................................................................................................................................................... 4
1.2 Markens näringsinnehåll och transporten mellan mark, vattendrag och atmosfär .................................................................................. 8
1.3 Jordarter, jordmån och markprofil .......................................................................................................................................................... 9
1.3.1 Jordarter ........................................................................................................................................................................................ 9
1.3.2 Jordmån ....................................................................................................................................................................................... 11
1.3.3 Ler och lera ................................................................................................................................................................................. 13
1.3.4 Berggrund ................................................................................................................................................................................... 13
1.4 LAGGE-projektet................................................................................................................................................................................. 14
1.5 Skogaryd .............................................................................................................................................................................................. 15
1.6 Beskrivning av syfte samt platsen för provtagning............................................................................................................................... 21
2.
Metodik ................................................................................................................................................................................................ 23
2.1 Utläggning av Grid............................................................................................................................................................................... 23
2.2 Provtagning .......................................................................................................................................................................................... 24
2.3 Analys .................................................................................................................................................................................................. 24
3.
Resultat ................................................................................................................................................................................................ 28
3.1 pH ........................................................................................................................................................................................................ 28
3.2 Spatial utsträckning av skenhälla ......................................................................................................................................................... 28
3.3 Markprofil ............................................................................................................................................................................................ 30
3.4 Kol-kväve kvot..................................................................................................................................................................................... 33
3.5 Organisk halt ........................................................................................................................................................................................ 40
4.
Diskussion............................................................................................................................................................................................ 43
5.
Slutsats ................................................................................................................................................................................................. 45
6.
Tackord ................................................................................................................................................................................................ 46
7.
Referenser ............................................................................................................................................................................................ 46
8.
Bilagor ................................................................................................................................................................................................. 48
Sida 1 of 52
Sammanfattning
Boreala skogslandskap har generellt ansetts vara växthusgassänkor. När hela landskapet
beaktas måste dock denna bild revideras något då vattendrag utgör betydande
växthusgaskällor. För att avhjälpa denna kunskapsbrist så undersöks växthusgasbalansen för
ett helt landskap utifrån ett holistiskt perspektiv inom ramen för projektet ”Landscape
Greenhouse Gas Exchange” (LAGGE).
Organiskt material transporteras ifrån omkringliggande landskap till vattendrag, där en stor
del avgår till atmosfären. För att kunna skapa modeller för hur markens organiska halt
påverkar hur mycket växthusgaser som emitteras ifrån vattendrag så måste inte bara
emissionerna, utan även markens källstyrka samt hydrologiska förhållanden mätas. Med
källstyrka menas den mängd organiskt material som finns i marken och som då kan
transporteras till vattendrag i landskapet. De hydrologiska förhållanden beror både på
nederbörd, men också på markens struktur, då den påverkar vattnets rörelser i området.
Den här rapporten har haft som syfte att undersöka källstyrkan och markstrukturen i ett
område med utdikad granskog i Skogaryd i sydvästra Sverige. Marken visade sig vara
betydligt näringsrikare och ha högre lerinnehåll än vad som tidigare trotts vara fallet. Leran
påverkar källstyrkan, genom att binda humus i ler-humus komplex, samt avrinningen genom
att minska markens vattengenomsläpplighet. Dessa resultat bidrar förhoppningsvis till en
bättre modellering av växthusgasbudgeten för ett borealt skogslandskap.
Sida 2 of 52
Abstract
Borealic forest landscapes has generally been considered greenhouse gas sinks. When the
whole landscape is taken into account, however, the picture is slightly revised because water
bodies are major greenhouse gas sources. To remedy this lack of knowledge the project
"Landscape Greenhouse Gas Exchange" (LAGGE) is aiming to examine the net greenhouse
gas exchange of an entire landscape from a holistic perspective.
Organic material is transported from the surrounding landscape into water bodies, where a
large part dissipates into the air. In order to create models for how the soils organic content
affects the amount of greenhouse gases emitted from water bodies must not only emissions,
but also soil source strength and hydrologic conditions be measured. The source strength is
the amount of organic matter in the soil which can then be transported to water bodies in the
area. The hydrologic conditions depends both on rainfall, but also on soil structure since it is
affecting the runoff of water in the area.
This report has aimed to investigate the source strength and the soil structure in the area of
Skogaryd in southwestern Sweden, which is drained and covered with Norway spruce. The
soil was found to be much more nutrient-rich and had higher clay content than was previously
thought to be the case. The clay affects the source strength, by formation of clay-humuscomplexes, and the runoff by lessening the soils permeability to water. These results will
hopefully contribute to a better greenhouse gas budget modeling for a boreal forest landscape.
Sida 3 of 52
1. Inledning
1.1 Växthuseffekten
Energin från solen är det som driver de flesta processer på jorden. Till dessa hör både vädret
och själva livet. Vädret orsakas, tillsammans med Corioliseffekten, av de temperaturskillnader
som solen ger upphov till på jorden. De flesta livsformer livnär sig primärt, sekundärt eller
tertiärt på den solenergi som organismer lagrat med hjälp av fotosyntesen (Cunningham,
2008).
En stor del av det solljuset som når jorden absorberas inte utan reflekteras ut i rymden direkt.
Olika material reflekterar olika mycket solljus, de har olika albedon. Hela 31 % av den
solenergi som träffar jorden reflekteras bort, de övriga 69 % absorberas. (Kiehl &
Trenberth,1997) Jordens klimat är beroende av skillnaden mellan den inkommande energin
från solen och med vilken hastighet denna återgår till rymden genom utstrålning. Så länge
dessa är lika stora så kommer klimatet på jorden vara stabilt, om någon av dem förändras så
kommer jorden antingen kylas ner eller värmas upp, till dess att balansen mellan instrålning
och utstrålning är återställd (Forster m.fl., 2007).
En faktor som har mycket stor påverkan på jordens klimat är den så kallade växthuseffekten.
Den orsakas av att vissa gaser i jordens atmosfär absorberar utgående energi och därmed gör
att det tar längre tid för den utgående energin att lämna jorden. Solen utstrålar ljus mestadels i
det synliga spektrumet (380 – 750 nm). Jordens atmosfär är relativt transparent för dessa
korta våglängder och den ingående energin absorberas inte i hög utsträckning av
gasmolekylerna i atmosfären utan når jordytan. Jorden strålar dock tillbaka till rymden i
infraröd strålning, vilket har längre våglängd (750nm – 1 mm). Växthusgaserna kan absorbera
en del av denna vilket gör att atmosfären värms upp och en del av strålningen återvänder till
jordytan. Det tar alltså längre tid för den utgående energin att lämna jorden än det hade gjort
utan växthuseffekten vilket får som konsekvens att medeltemperaturen på jorden är betydligt
högre än den annars hade varit. Utan växthuseffekten hade jordens medeltemperatur varit
– 19°C, mot dess faktiska värde, 14°C. Liv på jorden hade med andra ord inte varit möjligt
utan växthuseffekten (Bernes, 2007).
Jordens atmosfär utgörs av ett antal gaser, där den största procentandelen är kväve (och syre
(sammanlagt 99,03 %), vilka inte är växthusgaser. Den största delen av växthuseffekten
orsakas av vattenånga, trots det är mest fokus riktat mot koldioxid (CO2), metan (CH4) och
lustgas (N2O). Detta på grund av att andelen vattenånga i atmosfären inte storskaligt påverkas
direkt av antropogena utsläpp, vilket CO2, CH4 och N2O gör (Le Treut m.fl. 2007).
Sedan år 1750 har halten CO2 i atmosfären ökat med 36 % (från mellan 275 och 280 ppm till
379 ppm år 2005). Detta är orsakat av antropogena utsläpp av CO2 från förbränning av fossila
bränslen samt av förändrad markanvändning och anses av de flesta forskare globalt ha orsakat
en ökad landmedeltemperatur på 0,74°C ± 0,18°C under de senaste hundra åren (Le Treut
m.fl. 2007).
Sida 4 of 52
Antropogena utsläpp och förändrad markanvändning är de främsta källorna till ökade nivåer
av växthusgaser i atmosfären. Ungefär 50 % av koldioxidutsläppen ackumuleras i atmosfären,
resten tas upp av haven och av landekosystem (http://www.tyndall.ac.uk/global-carbonbudget-2010). Boreal skog är den viktigaste växthusgassänkan på land. Den kan dock ha
överskattats, då hänsyn inte tagits till hela det boreala landskapet utan främst till upptag av
CO2 från fotosyntiserande organismer, främst träd. Dessa tar främst upp CO2 i sin tillväxtfas,
störst CO2-sänka orsakas när skog koloniserar jordbruksmark. Om man ser till hela landskapet
finns det dock även CO2-källor i det boreala skogslandskapet. Till dessa hör torvmarker samt
sötvattensekosystem såsom sjöar, floder och bäckar. Kol och kväve (i olika former)
transporteras till vattendrag från det omgivande landskapet, där det bryts ned och därefter
avgår till atmosfären, sedimenterar eller förs vidare ut till havet. Sötvattensekosystem kan
emittera minst 0,75 petagram CO2/år (Cole m.fl., 2007), mot de terrestra ekosystemens upptag
av 2,69 petagram/år (http://www.tyndall.ac.uk/global-carbon-budget-2010), vilket skulle
innebära att terrestra ekosystem och då speciellt boreala skogslandskap, inte är en lika stor
CO2-sänka som det tidigare ansetts. Detta skulle ha en speciellt stor effekt för
växthusgasbudgeten i länder med många sötvattensekosystem, som till exempel Sverige. Det
har dock inverkan på hela världens växthusgasbudget och på de miljömål som makthavare
ställer upp.
Figur 1 Hur kol från terrestra ekosystem via sötvattenekosystem transporteras till hav och atmosfär (Colem.fl 2007)
Sida 5 of 52
Figur 2 Figuren åskådliggör vilka våglängder som solen respektive jorden strålar i samt vilka våglängder som de
viktigaste växthusgaserna absorberar. Bilden är hämtad ifrån C. Bernes (2007): "En ännu varmare värld".
Naturvårdsverket, via Wikimedia Commons.
Tabell 1 Albedon för olika material (Cunningham, 2008).
Material
albedo
Nysnö
80 – 85 %
Tjocka moln
70 – 90 %
Vatten (sol i horisont) 50 – 80 %
Vatten (sol i zenit)
5 – 10 %
Sand
20 – 30 %
Skog
5 – 10 %
Svart jord
3%
Sida 6 of 52
Figur 3 Temperaturanomalier relativt basperioden 1951-1980, korrelerat mot antropogena koldioxid utsläpp. Landoch havsytetemperaturer kombinerade (LOTI). Temperaturrådata hämtat ifrån NASA och utsläppsrådata ifrån
Tyndall Centre (http://www.tyndall.ac.uk/global-carbon-budget-2010).
Figur 4 Figuren åskådliggör vart de antropogena CO2-utsläpp går efter emission.
Rådata hämtat ifrån Tyndall Centre (http://www.tyndall.ac.uk/global-carbon-budget-2010).
Sida 7 of 52
1.2 Markens näringsinnehåll och transporten mellan
mark, vattendrag och atmosfär
För att växter ska kunna växa så krävs förutom solljus även så kallade näringsämnen. De
viktigaste av dessa är väte, syre, kol och kväve. Vätet tas upp via vatten, som ju även fungerar
som transportmedium för näringsämnen. Syret tas upp via vatten och via luften, liksom kol
gör, som koldioxid. Luften består till 78 % av kväve men växter kan på grund av kvävgasens
starka trippelbindning inte ta upp det därifrån utan måste ta upp det ifrån marken. I marken är
kvävet mycket mer av en bristvara som växter och mikroorganismer måste konkurrera om.
Även andra näringsämnen är nödvändiga, om än i mindre mängder, för växterna. Till dessa
hör kalium och fosfor till de viktigaste. Dessa tillförs marken via vittring av den
underliggande berggrunden (Troedsson & Nykvist, 1973).
Mikroorganismer, frilevande i jorden eller i symbios med växter, fixerar kvävgas ur luften i
form av organiskt kväve och gör på så sätt kvävet till en del av det biologiska kretsloppet. Det
organiska kvävet kan sedan brytas ned till ammonium, (NH4+). Detta kallas för mineralisering
och kan följas av två steg av nitrifiering med nitrat (NO3-) som slutprodukt, detta är en
exoterm reaktion och utförs alltså av mikroorganismerna för att utvinna energi. Hur mycket
som mineraliseras beror på kvaliteten på marken, tillgången på kol relativt tillgången på
kväve. Detta kallas allmänt för kol-kväve kvoten (C/N). C/N avgör ofta i vilken form kvävet
kommer att befinna sig i samt hur tillgängligt det kommer att vara för växter. Om det är ont
om kväve i marken så kommer mikroorganismerna inte använda kvävet som energikälla utan
istället för att tillgodogöra sitt eget kvävebehov, vilket innebär att mindre kväve blir
tillgängligt för växter, kvävet blir immobiliserat. En C/N >25 leder till immobilisering medan
<25 leder till mineralisering. Eftersom kvävet i marken ofta anses vara den begränsande
faktorn för mängden biomassa som är möjlig, så är detta av stor betydelse. C/N är även ett
mått på det organiska materialets omsättningstid. Om inga störningar sker så hamnar C/N i ett
jämviktsläge. När organiskt material bryts ned så sjunker C/N eftersom mer kol än kväve
proportionellt förbrukas, det värde den erhåller visar då på att kol och kväve frigörs i precis
denna proportion. C/N ökar generellt med ökande humushalt (Eriksson m.fl., 2000).
Nitrifieringen gynnas av högt pH-värde och låg C/N. Ammoniumjonen är positivt laddad och
binds därför till de negativt laddade lerpartiklarna i marken, tillskillnad från den negativt
laddade nitratjonen. Kväveförlusten är därför större i nitratbildande jordar där C/N <25, än i
sådana med C/N >25 (Klemendtsson m.fl. 2005).
För nitrifiering krävs syre och är inte syre tillgängligt så bildar mikroorganismer istället N2O
och kväveoxid (NO) (Energimyndigheten, 2009). Detta orsakar emissioner av N2O direkt
ifrån mark. Hur mycket som avgår beror på markanvändningen, syretillgången i marken samt
på källstyrkan. Den är vanligtvis mindre ifrån skogsmark än ifrån jordbruksmark och
våtmarker. Avgången ökar dock om skogsmarken är utdikad samt vid avverkning. Boreal
barrskogsmark är dock växthusgassänka, även när gasutbytet mellan mark-atmosfär räknas in
(Energimyndigheten, 2009).
Kväve- och kolföreningar förs dock med vatten ifrån skogsmark via grundvatten och
vattendrag till sjöar. Där sedimenterar en del och en del fortsätter ut i havet, det mesta bryts
Sida 8 of 52
dock ned och avgår till atmosfären i form av växthusgaserna CO2, CH4 och N2O.
Växthusgaser emitteras även ifrån vattendrag på detta vis. För att kunna modellera en
växthusgasbudget för ett helt landskap behövs därför inte bara mätningar av hur mycket
växthusgaser som avgår och tas upp ifrån själva marken och vegetationen. Det krävs även att
avgången ifrån sötvattenekosystem, såsom sjöar, bäckar och floder beräknas. För att göra en
modell för hur mycket av markens näringsinnehåll som via vattendrag når atmosfären så krävs
även kunskaper om källstyrkan, det vill säga, hur mycket kol och kväve som finns i marken
som avvattnas till de vattendrag som bevakas. Det är även viktigt att känna till hur
avrinningsområdet ser ut, inte bara dess utbredning utan då hur genomsläpplig marken är för
vatten.
Kväve transporteras lättare ifrån mark till akvatiska miljöer än kol gör (Weyhenmeyer &
Jeppson, 2010). Kol behöver transporteras aktivt medan kväve kan lakas ut ur marken. Detta
innebär att kolhalten i akvatiska miljöer kan komma att öka med ökad avrinning. En ökad
avrinning skulle även öka avgången av de lättlösliga nitratjonerna via markvattnet, till
skillnad mot ammoniumjonerna som lättare binds till markpartiklar (Troedsson & Nykvist,
1973). En ökad avrinning är att förväntas i Skandinavien då de ökade växthusgashalterna kan
komma att medföra ett varme klimat, vilket i sin tur medför ökad nederbörd och därmed en
ökad transport av kolföreningar från mark till akvatiska miljöer (Weyhenmeyer & Karlsson,
2009).
1.3 Jordarter, jordmån och markprofil
1.3.1 Jordarter
När man klassificerar jordarter för olika typer av mark så undersöks kornstorleken samt i
vilken grad materialet är sorterat. Det som beskrivs är då materialets mekaniska
sammansättning, men också dess ursprung. Jord består främst av mineralpartiklar och
nedbrutet organiskt material. Man skiljer här mellan mineraljord och organogena jordar.
Mineraljord, eller fastmark, domineras av mineralpartiklar medan organogena jordars
utveckling och uppbyggnad domineras av det organiska materialet. Organogena jordar
innehåller över 40 % organiskt material och utgörs av torv i mossar och kärr. Dessa är ofta
grunda sjöar som har växt igen. Då det råder syrebrist i det organiska materialet kan det inte
brytas ned fullständigt utan mäktigheten ökar med tiden allt mer, tills en tjock torv har byggts
upp. Kornstorlek och sorteringsgrad för materialet anges endast för mineraljord.
Kornstorleken påverkar bland annat materialets permeabilitet och absorptionsförmåga för
vatten, desto mindre kornstorlek, desto högre absorptionsförmåga och desto lägre
permeabilitet. Sorteringsgraden berättar något om materialets historia. Sveriges jordarter är
genomgående en produkt av den senaste nedisningen och landhöjningen som skedde efter
denna. Vilken sorteringsgrad materialet har är orsakat av isen, dess smältvatten samt av havet.
Morän kallas det osorterade material som transporterats av isen. Sorterat material, såsom
finsand och isälvsgrus transporterades av smältvattnet ut till havet. Tyngdkraften sorterade då
materialet eftersom tyngre material fortare sedimenterar i vatten än vad finare material gör.
Även den så kallade glacialleran har transporterats ut mot haven med hjälp av isens
smältvatten (SGU) (Eriksson m.fl., 2005).
Sida 9 of 52
Tabell 2 Partikelstorlekar (Eriksson m.fl., 2005).
Fraktion
Partikelstorlek (µm)
Sand
2000 – 200
Finsand
200 – 60
Grovsilt
60 – 20
Mellansilt
20 – 6
Finmjäla
6–2
Grövre ler
2 – 0,6
Finare ler
0,6 – 0,2
Finler
< 0,2
Tabell 3 Klassificering av mineraljordars lerinnehåll (Eriksson m.fl., 2005).
Jordartsbenämning
Lerhalt (%)
Sorterade
Lerfria – svagt leriga jordar
<5
Leriga jordar
5 – 15
Lättleror
15 – 25
Mellanleror
25 – 40
Styva leror
40 – 60
Mycket styva leror
>60
Osorterade (moräner)
Svagt leriga moränjordar
<5
Leriga moränjordar
5 – 15
Moränlättleror
15 – 25
Moränmellanleror
25 – 40
Styva moränleror
> 40
Sida 10 of 52
Tabell 4 Klassificering av matjord med avseende på organisk halt (Eriksson m.fl., 2005).
Jordartsbenämning
Organisk substans (%)
Mineraljordar
Mullfattiga
<2
Något mullfattiga
2–3
Måttligt mullhaltiga
3–6
Mullrika
6 – 12
Mycket mullrika
12 – 20
Mineralblandade mulljordar (sandiga eller leriga)
20 – 40
Mulljord
> 40
Gyttjejordar
Gyttjeleror
<6
Lergyttjor
6 – 30
Gyttjor
> 30
Torvjordar
Kärrtorv
> 40
Mossetorv
> 40
1.3.2 Jordmån
Med jordmån menas det översta marklagret som har förändrats från sitt så kallade
modersmaterial. Förändringen kan både bero på biotiska och abiotiska faktorer, ofta på bägge.
I Sverige är jordmånens mäktighet, på grund av dess ringa ålder, oftast inte mer än någon
meter. Till jordmånsbildande faktorer räknas:

Lufttemperatur

Nederbörd

Humiditet

Vegetation

Berggrund

Tiden
Sida 11 of 52
Människan påverkar dock som sagt även jordmånen genom dikning, jordbruk och skogsbruk.
De viktigaste jordmånerna i Sverige är podsoler samt brunjordar. Podsoler bildas i allmänhet i
lerfattiga moräner där halten basrika mineraler är låg. De har tydligt avgränsade skikt, så
kallade horisonter. Dessa består ofta av ett humuslager (O-horisont, som kallas mår), ett
blekjordslager (E-horisont) samt ett rostjordlager (Bs-horisont). Måren är oftast en eller ett par
decimeter tjock medan blekjordens mäktighet maximalt är någon decimeter. Horisonterna
uppkommer när vegetation, såsom gran, ger upphov till förna som innehåller vattenlösliga
humussyror. Dessa förs nedåt i marken av nederbörden och påskyndar där vittringen, vilket
ger upphov till blekjordlagret. Under blekjordlagret påträffas den så kallade rostjorden. Det är
inte helt klarlagt varför till exempel järn och mangan fälls ut under blekjorden, men troligen
sker det när humussyrorna är mättade på dessa mineral. Rostjorden bildas ovanför
grundvattennivån och kan i vissa podsoler (järnpodsoler) vara förhårdnat till en järn- och
manganrik sandstensliknande massa, så kallade skenhälla eller ortsten (Eriksson m.fl., 2005).
Generellt kan sägas att pH-värdet i en podsolmark är relativt lågt, medan C/N är >25 och
minskar med djupet (Troedsson & Nykvist, 1973). Större daggmaskar trivs där inte heller,
vilket har att göra med att de inte föredrar barrskogsförna som föda, om inte nedbrytning av
materialet först påbörjas av mikroorganismer. I Sverige finns runt 15 olika arter av
daggmaskar och dessa kan leva i en bred skala av pH-värden. De trivs dock bäst i mark med
pH 6-7 (Arrhenius, 1921; Lofs-Holmin, 1983).
Brunjorden skiljer sig från podsolen genom att den är välblandad och inte har några egentliga
horisonter, förutom humuslagret. Denna kallas för A – horisonten och utgörs i brunjorden av
mull, denna är betydligt mäktigare än humuslagret i en podsol. Orsaken till detta är att stora
daggmaskar orsakar omblandning i jorden, mineraljorden blandas med det organiska
materialet. Om dagmaskar finns i jorden kan detta lager vara svårt att se då detta kan blandas
helt med den underliggande brunjorden. Näringsinnehållet och pH-värdet är generellt högre i
brunjordar än i podsoler och de är ofta uppodlande eller beväxta med lövskog. C/N är också
generellt lägre i brunjordar än i podsoler och ökar med djupet (Troedsson & Nykvist, 1973).
Många brunjordar i södra Sverige som tidigare har skapats genom jordbruk podsoleras när
jordbruket upphör, dessa kallas för instabila brunjordar. På 10 – 20 år kan man börja se
förändringar av marken, speciellt i de övre marklagren. Uppkomsten av tydliga mäktiga lager
av blekjord och rostjord borde dock ta lång tid. Enligt Olof Tamm hade det till exempel tagit
drygt 100 år för ett 1,1 cm mäktigt blekjordslager att bildas i en tömd sjö (Troedsson &
Nykvist, 1973). Hur fort en podsolering går borde dock bero på nederbörd och tillgänglighet
av humussyror. Jordar med ett högt lerinnehåll har dock en mycket stor buffertförmåga och
podsoleras inte, oavsett vegetation.
En annan typ av markförändring är dränering av torvmark. Detta gjordes flitigt i Sverige
under slutet av 1800 – talet och början av 1900 – talet, för att frigöra jordbruksmark. Marken
dräneras genom att diken grävs, när detta skett så avgår markvatten via dikena och
betingelserna för torvbildning upphör. Den redan bildade torven nedbryts på grund av den
förbättrade syretillgången. Nedbrytning av torven sker snabbare på åkermark än på skogsmark
på grund av markbearbetingen. Torvlagrets mäktighet minskar ned till den nya
grundvattenytan och om dräneringen är tillräckligt djup kan torven helt försvinna och ersättas
Sida 12 of 52
av fastmarkshumus. Kärrtorvjordar har bildats genom dränering av kärrtorv. Dessa har
vanligtvis ett pH – värde på minst 5,5 och är organiska till ett djup av minst 40 cm.
Mossetorvjordar, som har bildats genom dränering av mossar, är organiska till ett djup om
minst 60 cm och har normalt ett pH – värde under 5,5 (Eriksson m.fl., 2005).
1.3.3 Ler och lera
Ler är den minsta korngruppen, med en partikeldiameter på mindre än 2 µm, medan lera är en
jordart som innehåller mer än 15 % ler. Leran präglar redan i ganska små mängder jorden
(Eriksson m.fl., 2005). Eftersom kornstorleken i ler är så liten så kan lerpartiklarna packas
mer tätt än de kan i mer grovkorniga jordarter. Detta innebär att porutrymmena mellan
lerpartiklarna blir mycket litet och att det då tar lång tid för vatten att ta sig igenom ett
lerlager, lerlagret blir i stort sätt ogenomsläppligt för vatten och lera kan då innehålla stora
mängder vatten. Den lilla kornstorleken gör också att varje partikel har en stor yta i relation
till dess radie, den aktiva ytan blir då förhållandevis stor. Den stora aktiva ytan samt
lerpartiklarnas negativa laddning gör att de gärna bildar ler-humus komplex. I en brunjord kan
mer än 50 % av den organiska substansen vara bunden i ler-humus komplex (Troedsson &
Nykvist, 1973). Den organiska substansen består ofta av både kväve och kol, vilket innebär att
både kolhalten och kvävehalten alltså generellt är högre i lerjordar än i mer grovkorniga
jordar. C/N är ofta låg i lerjordar vilket tyder på god omsättning av materialet, en del av det
borde dock vara otillgängligt för mikroorganismer, då det är bundet i ler-humus komplex.
Humushalten och kvävehalten är starkt korrelerad till lerhalten i jorden (Eriksson m.fl., 2000).
Lerhalten i en jord kan med ganska stor säkerhet bestämmas i fält genom ett så kallat
utrullningstest.
1.3.4 Berggrund
Berggrunden består av mineraler som tillsammans bygger upp bergarter. Dessa är ur
ekologisk synpunkt viktiga med avseende på de näringsämnen, till exempel fosfor och
kalium, som de innehåller. För att dessa ska bli tillgängliga för växterna måste de vittra ut från
berggrunden och därmed vara lösta i markvattnet. Olika bergarter vittrar olika lätt, de delas
därför in fem grupper utifrån deras kemiska vittringsförmåga.
Tabell 5 Vittringsförmåga hos några vanligt förekommande bergarter (Olof Tamm, förmedlat av Troedsson &
Nykvist, 1973).
Vittringsförmåga
Bergart (exempel)
Högsta
Kalkhaltiga bergarter, såsom kalksten och marmor
Hög
Lerskiffer, gabbro, diabas, amfibolit och diorit
Normal
Gnejs, granit och glimmerskiffer
Svag
Porfyr, flinta
Mycket svag
Kvartshaltiga bergarter
Sida 13 of 52
1.4 LAGGE-projektet
Projektet ”Landscape Greenhouse Gas Exchange” (LAGGE) startades 2009, finansieras av
det statliga forskningsrådet Formas och syftar till att kartlägga växthusgassänkor- och källor i
ett borealt skogslandskap utifrån ett holistiskt perspektiv, det vill säga att landskapet som
helhet beaktas. Tidigare har främst den vertikala transporten av CO2 mellan skog och
atmosfär beaktats medan transporten av kol och kväve från mark till vattendrag och den
påföljande transporten av CO2, CH4 och N2O från vattendragen till atmosfären har ignorerats.
För att komma tillrätta med denna kunskapslucka görs inom LAGGE-projektet studier på
flöden av CO2, CH4 och N2O, samt av flöden av de föreningar som kan bilda dessa gaser
mellan:



Land och atmosfär
Land och sötvattenekosystem
Sötvattenekosystem och atmosfär
Ett så kallat ICOS-område har inrättas för att långsiktigt bevaka flöden av växthusgaser för
hela avrinningsområdet (svenska ICOS, 2011). Sex svenska universitet samt två europeiska
deltar i projektet, som utförs i området Skogaryd (N 58° 21.919', E 12° 8.761'), mellan
Vänersborg och Uddevalla.
LAGGE-projektet är uppdelat i tre ”workpackages” (WP).
I WP1 görs mätningar av gasutbytet mellan land och atmosfär. Detta görs på flera olika skalor
och med olika metoder för de olika skalorna. För gasutbytet mark-atmosfär används tillslutna
kammare i markplan, för gasutbytet träd-atmosfär mäts de vertikala vindflödena, skillnaden
mellan mängden växthusgaser som tillförs och som lämnar trädet. För större skalor (km2)
används ett flygplan (Sky Arrow 650 ERA) som mäter växthusgas fluktuationer över hela
landskapet.
I WP2 görs mätningar på transport av växthusgaser inom och från sötvattenekosystem. Det
som då mäts är:


Transport av växthusgaser i vattendrag samt utbyte av växthusgaser mellan vattendrag
och atmosfären.
Utbyte av växthusgaser mellan sjöar och atmosfären, sedimentation av kol i dessa
samt vattenkemin.
I WP3 används den erhållna informationen för att ta fram modeller för hur växthusgas
fluktuationerna ser ut för hela landskapet och hur de påverkas av markens kol och kväve
innehåll.
Sida 14 of 52
1.5 Skogaryd
Skogaryd blev en forskningskog år 2006. Området ägs sedan år 1995 av FryxellLangenskiöldska Stiftelsen som har som uppgift att driva rationellt jord- och skogsbruk för att
sedan dela ut en del av avkastningen som pensioner eller bidrag till handikappade och som
stipendier till skolor och universitet. När det gäller Skogaryd har man dock en speciell vision,
att utveckla området till ett skogligt utbildningscentrum.
Området har en lång historia som gränstrakt mellan Sverige och Danmark-Norge och blev ett
flertal gånger härjat, innan Bohuslän blev svenskt år 1660. Ortsnamnet betyder antagligen
röjd mark i skogsbygd/utmarksskog (Hallberg, 1983). Både markanvändningen och ägandet
av området har varierat genom tiderna.
Före år 1692 tillhörde området, och var utmark till, gården Skottene och kallades då för
Skottene skog.
Mellan åren 1692 och 1738 ingick området i allmänningen Ryrs skog, det vill säga att de
omkringboende kunde nyttja området, dock med vissa statliga restriktioner. Det kallades då
för den norra rekognititionsskogen.
Mellan åren 1738 och 1817 nyttjades området som kolningsskog av Kollerö järnbruk, mot
ersättning till staten. Bruket köpte loss marken från staten år 1817 och fortsatte att bedriva
verksamheten tills år 1887, då bruket lades ner och norra rekognititionsskogen, nu kallad
Skogaryd, avskildes från detta.
Redan på 1870-talet hade dock delar av Skogaryd börjat dikas ut för odling och på 1890-talet
fanns ett mejeri på platsen. Området användes alltså då för första gången, så vitt man vet, som
odlingsmark istället för skogsbruk. Jordbruket i området blev dock inte speciellt långvarig, i
slutet av 1950-talet planterades återigen skog (gran) på den utdikade marken. Under andra
världskriget fanns långtgående planer på att bryta torv i Skogaryd. Planen var att sälja denna
till Trollhättans kommun, då tillgången på olja var strypt. Inget blev dock av affären och den
elektriska och automatiska torvupptagningsmaskinen står fortfarande kvar i skogen
(Hill, 1999).
Sida 15 of 52
Figur 5 Skogaryd ligger drygt 10 km vardera från Vänersborg och Uddevalla. (Karta ifrån Google Maps).
Sida 16 of 52
Figur 6 Karta över allmänningen Ryrs skog från år 1732. Norra rekognitionstrakten, som
Skogaryd då kallades, är på kartan utmärkt med A. Området innehöll 500 tunnland (ungefär 2,5 2 km)
och var beväxt med gran och fur. Mastytan är markerad med svart cirkel.
Kartan kommer från boken Skogaryd (Hill, 1999).
Sida 17 of 52
Figur 7 Karta över norra rekognitionsskogen från år 1811. Mark märkt med B är för det mesta god
skogsmark som mestadels är beväxt med gran. Området var alltså år 1811 fortfarande skogbeväxt.
Mastytan är markerad med svart cirkel. Kartan kommer ifrån boken Skogaryd (Hill, 1999).
Sida 18 of 52
Figur 8 Utdrag ur Ekonomisk karta för större område från år 1890 – 97. Mastytan är markerad
med svart cirkel. Området är vid den här tidpunkten dränerat och uppodlat.
Kartan kommer ifrån boken Skogaryd (Hill, 1999) och är georefererad av Margareta Hellström.
Sida 19 of 52
Figur 9 Karta över avrinningsområdet i Skogaryd. Provtagningsintersektionerna på Mastytan är markerade. Kartan
är georefererad av Margareta Hellström.
Sida 20 of 52
1.6 Beskrivning av syfte samt platsen för provtagning
Provtagningarna för den här rapporten gjordes på den så kallade Mastytan i sydöstra
Skogaryd. Området kallas så för att det där står en mast som är utrustad med
mikrometeorologiskainstrument för mätningar av växthusgasemissioner från området.
Området är beväxt med minst 50 år gammal granskog och avgränsas söder och väster av berg
i dagen, i norr av ett kärrområde och i öster delvis av berg i dagen, delvis av ett yngre
granbestånd. Mastytan är ungefär 0,075 km2 stort och relativt plant område, svagt sluttande åt
väster. På tre sidor är området genomkorsat av diken för avvattning. Det norra diket är
djupast, ca 1,5 m. De södra och det västra diket andra är mellan 1 och 0,5 m djupa. Området
är även genomkorsat av en grusväg, denna verkar ha haft i stort sätt samma sträckning sen i
alla fall år 1811.
Området var troligen skogbeväxt fram till år 1870, varefter det dikades ut och användes som
jordbruksmark fram tills slutet av 1950-talet, då Mastytan återigen började brukas som
skogsmark. Plogdjupet var då troligen 20 – 30 cm (Eriksson m.fl., 2005). Att dikena som
grävdes, speciellt då det norra, är så djupa, tyder på att området kunde bli väldigt blött, kanske
i samma omfattning som kärret norr om Mastytan.
Större delen av området ligger ovanpå sur intrusiv bergart (granit med flera). Den västra delen
vilar dock på ultrabasisk berggrund (gabbro, diorit, diabas). Jordarterna i området är främst
glacial lera, med inslag av postglacial silt och postglacial finsand. (SGU)
Figur 10 Mastytans berggrund. Karta från Sveriges Geologiska undersökning, georefererad av Margareta Hellström
(Lunds Univ.).
Sida 21 of 52
Figur 11 Jordarternas fördelning på Mastytan. Karta från Sveriges Geologiska undersökning (SGU), georefererad av
Margareta Hellström (Lunds Univ.).
Syfte:
Syftet med undersökningen som ligger till grund för denna rapport var att få dataunderlag från
Mastytan till den modellering av växthusgasutbytet i Skogaryd som görs inom ramen för
LAGGE-projektet. De parametrar (delsyften) som undersöktes för att ge dataunderlag var:

pH

Spatial utsträckning av skenhälla

Markprofil

C/N

Organisk halt
Sida 22 of 52
Syftet med att ta reda på pH-värdet i marken var att pH-värdet kan påverka en rad olika
processer i marken, för att nämna några:
 Omsättningstiden hos det organiska materialet i marken. Nedbrytare trivs i regel bättre
i mark med högt pH-värde än i sådan med lågt.
 Nitrifiering påverkas också av pH-värdet.
 Klassificeringen av humusen underlättas även av att pH-värdet är känt (mull eller mår)
samt uppskattningen av hur eventuell rostjord kan ha bildats.
 Vittringshastigheten av underliggande berggrund ökar vid lägre pH-värden (Eriksson
m.fl., 2005).
Syftet med att ta reda på kväve och kolhalten var att få reda på källstyrkan för dessa, det vill
säga, hur mycket av dessa ämnen som mest kan transporteras till sjöar via vattendrag i
området. Analysen av halterna kol och kväve gav även C/N, vilket kan tala om hur
immobilisering respektive mineraliseringsgraden är i marken. Den organiska halten ger ett
värde för hur stor del av marken som utgörs av nedbrutet organiskt material, detta består inte
bara av kol. En glukosmolekyls massa består till exempel till 40 % av kol, 53 % av syre och
till 7 % av väte.
Syftet med att undersöka markprofilen är även det kopplat till omsättningstiden och mängden
organiskt material i marken. Normalt utgörs markprofilen i en barrskog av en podsol.
Mastytan har ju dock tills för 50 år sedan varit uppodlad och markprofilen är sannolikt
fortfarande påverkad av detta. Jordbruksmark är i allmänhet brunjordar. Dessa har högre pH,
högre organisk halt, kortare omsättningstid för det biologiska materialet och annorlunda
markprofil än podsoler.
En skenhälla har tidigare trotts finnas vid Mastytan. Skenhälla är ett samlingsnamn för hårda
marklager som uppkommit av olika anledningar. Skenhällor kan till exempel orsakas av
kraftig urlakning av järn, kisel och/eller kalcium föreningar till rostjorden. Rostjorden kan då
bli hård som cement. Kompaktering av marklager under istiden kan också ge upphov till
skenhällor. En skenhälla släpper inte igenom vatten till underliggande marklager och har
därför stor inverkan på avrinningen från området. Eftersom avrinningen har stor inverkan på
hur mycket kol och kväve som kan transporteras till vattendrag ifrån Mastytan så var det
viktigt att undersöka vilken spatial utsträckning skenhällan hade.
2. Metodik
2.1 Utläggning av Grid
Provtagningen på Mastytan föregicks av kartering. För att få överblick över området och för
att fastställa provtagningspunkter så delades området in en Grid. Griden gavs en nord-sydlig
samt väst-östlig utsträckning med 50 m mellan varje intersektion. I varje intersektion (punkt)
drevs en rödsprayad stolpe ned. Utläggningen av Griden gjordes med hjälp av kompass och
Sida 23 of 52
50 m måttband. Koordinater fastställdes sedan för varje intersektion med hjälp av en GPS,
inlånad från Sveriges lantbruksuniversitet. Den ursprungliga intentionen var att enbart lägga
ut Griden med hjälp av GPS. På grund logistiska problem valdes dock metoden med måttband
och kompass. GPS: en visades sig även ge en felmarginal på ca 4 m på grund av interferens
från träden. Metoden med kompass och måttband gav då en minst lika god precision som
GPS: en. Koordinater för intersektionerna togs dock för att kunna lägga in Griden i
datorprogrammet ArcGIS. Då båda metoderna som användes innehåller en stor felmarginal
ska dock koordinaterna inte ses som exakta punkter utan mer som approximationer. Det
viktiga var att kunna visa hur markprofilen varierar spatialt över området. Gridens
utsträckning är 250x300 m. Detta ger 36 intersektioner. Två av dessa ligger utanför
beståndsområdet (i område med en annan typ av skogsbestånd).
Intersektionerna lades in i ArcGIS ovanpå den ekonomiska kartan från 1890, som
dessförinnan hade georeferererats. Intersektionerna namngavs enligt Figur 11.
2.2 Provtagning
Endast två transekter i Griden valdes, på grund av att fälttiden i ett 15 poängs examensarbete
är kraftigt tidsbegräsnat, ut för provtagning. Provtagningen gjordes med en mindre
provtagningsborr, som maximalt kan ge en 72 cm lång borrkärna med en diameter på 2 cm.
Maximalt kunde en volym av 1,44 m3 samlas in vid varje provtagning. För att få tillräckligt
mycket analysmaterial för att kunna genomföra analys togs fem borrkärnor upp från varje
plats, med 60 cm avstånd från varandra. Förna samlades in från tre av borrplatserna. Från
varje plats samlades material in i plastpåsar och blandades till fyra generalprov:




Förna
0 – 10 cm
20 – 30 cm
Lera där sådan påträffades, annars för till exempel rostjord eller sand.
Detta förfarande genomfördes på två transekter med sammanlagt 11 intersektioner, en utgick
på grund av att den låg utanför det berörda skogsbeståndet. På övriga 27 intersektioner
gjordes stickprover för att undersöka hur djupt en eventuell skenhälla låg. Inget
analysmaterial samlades in från dessa platser.
2.3 Analys
Analysen utfördes i ett antal steg.
1) Grovsiktning
Materialet siktades i en sil, rötter och barr avlägsnades och varje prov lades i en
aluminiumform. Många av de insamlade förnaproverna visade sig innehålla mer humus än
förna. De bedömdes vara av likartad jordart som 0 – 10 cm proverna. Humusen från
förnaproverna slogs därför samman med 0 – 10 cm proverna från samma provtagningsplats.
Analysen utfördes då endast på 33 prover (tre djup från elva intersektioner). Då det finns
kraftigt med dagmaskar på provytan är det inte möjligt att skilja marklagren, varför det
Sida 24 of 52
översta delen av profilen klassas som brunjord, även om de översta cm kan innehålla ett
humuslager.
2) Torkning
Samtliga 33 prover torkades därefter i ca 2 dygn i 75˚C.
3) Finsiktning och mortling
Då många av proverna hade hårdnat under torkningen så mortlades dessa. Detta för att
underlätta hantering i senare steg i analysen. Kvarvarande barr, stenar och så vidare rensades
också bort. Vid behov silades också humusen nu en extra gång, denna gång med en finare sil.
Efter detta steg så delades proverna upp i en del som C/N analys utfördes på samt en del som
glödtest utfördes på.
4) Glödtest
Glödtestet utfördes i sex steg.






Vägning av deglarna när dessa var tomma.
Deglarna fylldes till hälften med analysmaterial, en degel per prov användes, det vill
säga 33 deglar.
Deglarna vägdes med analysmaterial i.
Deglarna med provinnehåll kördes i en brännugn på 550˚C i ca 20 timmar.
Deglarna med provinnehåll vägdes återigen.
Skillnaden i vikt, före och efter bränning, beräknades i både absoluta tal och i procent.
5)
Tre eppendorfrör fylldes upp till en tredjedel med material för varje provpunkt, det vill säga
99 stycken eppendorfrör användes. Till varje rör tillfördes två muttrar, för att materialet i röret
skulle malas såväl som blandas. Nio rör åt gången kördes i två minuter var i en Retsch
MM301 maskin. Materialet studerades i mikroskop för att säkerställa att kornstorleken var
tillräckligt fin för att C/N analys skulle kunna genomföras. När alla hade malts så
sammanfördes återigen respektive djup och provplats material i en mindre pappbehållare.
6)
En standard C/N analys utfördes på materialet i en EA 1108 Elemental analyzer. Från de övre
djupen användes ca 10 mg provmaterial och från de lägre ca 15-25 mg. Steg 6) i analysen tog
drygt ett dygn att slutföra.
Eventuella felkällor:
Vid glödtest så kan en del av viktförlusten, speciellt i leror, bero på att allt hårt bundet vatten
inte har avgått i den föregående torkningen (Troedsson & Nykvist, 1973). Det organiska
innehållet kan då överskattas. Detta försökte att undvikas genom att torkningen pågick i flera
dygn. Om invägningen efter torkning och glödgning sker innan materialet erhållit
rumstemperatur så kan avgående värme från provet även påverka den vikt som erhålls och
orsaka att denna överskattas. Att kolhalten undersöktes både genom C/N analys och glödtest
innebar att en jämförelse mellan de erhållna värdena kunde göras för att säkerställa att inte
alltför stora avikelser fanns.
Sida 25 of 52
F E D C B A
6
5
4
3
2
1
Figur 12 Griden (svarta punkter) inlagd på ekonomisk karta från 1890 över Skogaryd. Intersektionerna namngavs
enligt ovan.
Figur 13 De transekter i griden där provtagning genomfördes. Röda punkter  transekt 5. Gröna punkter 
transekt 3.
Sida 26 of 52
Figur 14 Hur analysen av jordproverna genomfördes.
Figur 15 Några av jordproverna efter glödtest.
Sida 27 of 52
Figur 16 EA 1108 Elemental analyzer, med vilken C/N analysen utfördes.
3. Resultat
Resultaten för delsyftena redovisas under separata rubriker.
3.1 pH
pH-värdet undersöktes aldrig på grund av tidsbrist. På Mastytan påträffades dock rikligt med
daggmask (möjligtvis Lumbricus rubellus). Att daggmask förekom rikligt i området är en
visar att markens pH-värde är relativt högt. Vid tidigare undersökningar har man funnit att pH
är ca 5 (pers com R. Björk). Personal inom LAGGE kommer att mäta pH inom vår grid för att
komplettera studien.
3.2 Spatial utsträckning av skenhälla
Ingen skenhälla påträffades på Mastytan. Dock påträffades lera på majoriteten av gridens
punkter. Denna kan ”fylla samma funktion” som en skenhälla genom att den hindrar vatten
från att nå lägre marklager.
Sida 28 of 52
Tabell 6 På vilka djup lera påträffades.
Intersektionsnummer
A6
A5
A4
A3
A1
B5
B4
B3
B2
C5
C4
C3
C2
C1
D3
D2
D1
E6
E2
E1
F3
F2
Uppnått djup (cm)
68
58
58
41
37
70
59
57
53
72
71
52
42
58
63
59
63
70
70
50
62
72
Djup där lera påträffats (cm)
58
10
45
30
35
64
26
30
32 – 42 (lerlager)
51
67
20
32
46
53
45
50
65
60-65 (lerlager)
40
Endast sporadisk lerförekomst
69
Figur 17 Förekomst av lera.
Sida 29 of 52
3.3 Markprofil
Markprofilen i området varierade spatialt mellan de östra och västra delarna av området. Tre
olika typer av profil kunde urskiljas:

Välblandad humus
Längst till väster (F3 och F5) var humuslagret mäktigt, mer än 50 cm tjockt. Rostjord
påträffade under denna, dock inte skarpt avgränsad mot humusen.

Rostjord och blekjord
Österut (E5 – C5 samt E3 – D3) var lagren tydligt avgränsade med humus, blekjord
(E-horisont) och rostjord (Bs-horisont). Blekjordens mäktighet varierade mellan 6 cm
till mindre än 1 cm. Mäktigheten minskade från väster till öster.

Lera
Längst österut (D5 – A5 samt C3 – B3) följdes humuslagret av lera. Denna var på
några av intersektionerna rödfärgad, på andra grå. Två av intersektionerna kan ses som
en övergång mellan rostjord och lerområdena (D3 och C5). På D3 påträffades
blekjord, rostjord och därunder sand och även något lerinnehåll. På C5 påträffades
blekjord, rostjord, sand samt därunder lera.
Generellt var förnalagret endast någon cm tjockt. Humuslagret (A -horisonten) bestod av
mull, vilket normalt återfinns i brunjordar. Den översta decimetern var något ”sockrad”.
Humuslagrets mäktighet minskade österut samt ännu tydligare, i den södra transekten jämfört
med den norra. Medelvärdet för humuslagrets tjocklek över hela området var ~40 cm.
Humusens färg efter glödgning varierade ifrån grå till mörkbrun medan de nedre lagren
varierade från olika nyanser av grått till rödaktigt.
Sida 30 of 52
Figur 18 Markprofilens spatiala variation i den norra och södra transekten.
Figur 19 På y-axeln ges mäktighet för humus för respektive punkt i cm. Humusens mäktighet minskar västerut och
ännu tydligare från norr till söder.
Sida 31 of 52
Tabell 7 Förekomst av olika typer av markprofiler på Mastytan.
Intersektionsnummer
Nedre gräns för
humus (aritmetiskt
medelvärde, cm)
Förekomst
av
blekjord
Förekomst
av
rostjord
Förekomst
av lera
Förekomst av
sand
F5
59
Nej
Ja (dock
svagt,
jorden är
välblandad)
Nej
Nej
E5
40
Ja
Ja
Nej
Nej
D5
41
Ja
Ja
Nej
Nej
C5
38
Ja
Ja
Ja
Ja
B5
56
Nej
Nej
Ja
Nej
A5
32
Nej
Nej
Ja
Nej
B3
36
Nej
Nej
Ja
Nej
C3
30
Nej
Nej
Ja
Nej
D3
34
Ja
Ja
Nej
Ja
E3
27
Ja
Ja
Nej
Nej
F3
51
Ja
Ja (dock
svagt,
jorden är
välblandad)
Nej
Nej
Summa
40 cm
55 %
63 %
45 %
18 %
Sida 32 of 52
Figur 20 Provtagning på intersektion C5, tydlig lagerföljd.
3.4 Kol-kväve kvot
Resultatet av C/N analysen presenteras i form av diagram samt kartor för att åskådliggöra den
spatiala fördelningen. För resultatet i siffror, se bilaga 1, 2 och 3. Det ska understrykas att det
nedersta marklagrets djup varierade mellan de olika intersektionerna. Både kolinnehållet och
kväveinnehållet var högst i de intersektioner där lera påträffades och lägst där sand
påträffades, med rostjorden där i mellan. Då C/N beror på kol och kväve halten innebar det att
denna blev som lägst i de intersektioner där lera påträffades och högst där sand påträffades.
För C/N var detta tydligaste i 20 – 30 cm:s djup och i det nedersta lagret. För kol och kväve
var det tydligast på 0 – 10 cm och 20 – 30 cm:s djup.
Tabell 8 Spridningskvot mellan största och lägsta erhållna värde.
0 – 10 cm
20 – 30 cm
Nedersta provdjupet
Kolhalt
4,9
12,1
10,4
Kvävehalt
5,7
13,8
13
C/N
1,7
1,7
2,9
Sida 33 of 52
Figur 21 Hur C/N varierade mellan intersektioner med olika markprofil i de översta 20 – 30 cm. Alla resultat för koloch kvävehalt, C/N samt organiskt innehåll presenteras som i denna figur i bilaga 5 – 16.
Figur 22 C/N i provmaterialet, erhållet vid C/N analys.
Sida 34 of 52
Figur 23 Andel kol i provmaterialet, erhållet vid C/N analys.
Figur 24 Andel kväve i provmaterialet, erhållet vid C/N analys.
Sida 35 of 52
Figur 25 Den spatiala fördelningen av C/N i det översta marklagret.
Figur 26 Den spatiala fördelningen av C/N i de 20 – 30 översta cm.
Sida 36 of 52
Figur 27 Den spatiala fördelningen av C/N i det nedersta marklagret.
Figur 28 Den spatiala fördelningen av kol i det översta marklagret.
Sida 37 of 52
Figur 29 Den spatiala fördelningen av kol i de 20 – 30 översta cm.
Figur 30 Den spatiala fördelningen av kol i det nedersta marklagret.
Sida 38 of 52
Figur 31 Den spatiala fördelningen av kväve i det översta marklagret.
Figur 32 Den spatiala fördelningen av kväve i de översta 20 – 30 cm.
Sida 39 of 52
Figur 33 Den spatiala fördelningen av kväve i de nedersta marklagren.
3.5 Organisk halt
Resultatet av glödtestet presenteras i form av diagram samt kartor för att åskådliggöra den
spatiala fördelningen. För resultatet i siffror, se bilaga 4. Det ska understrykas att det nedersta
marklagrets varierar mellan de olika intersektionerna. En jämförelse mellan det kolinnehåll
som erhölls vid C/N analysen och den fraktion av organiskt innehåll som erhölls vid glödtest
visade att resultatet var rimligt, dessa skiljde sig åt med runt ~ 40%, vilket teorin predikterar.
Den höga organiska halten i marken gör att den klassificeras som en mineralblandad mulljord,
sandig i väster och lerig i öster.
Tabell 9 Spridningskvoten mellan största och lägsta erhållna värde.
Organiskt innehåll
0 – 10 cm
20 – 30 cm
Nedersta provdjupet
5
6
11
Tabell 10 Hur mycket kolinnehållet enligt C/N analysen skiljde sig ifrån det organiska innehåll som erhölls vid
glödtest.
0 – 10 cm
20 – 30 cm
Nedersta provdjupet
45 %
37 %
46 %
Sida 40 of 52
Tabell 11 Det aritmetiska medelvärdet för den organiska halten på de olika provdjupen.
0 – 10 cm
20 – 30 cm
Nedersta provdjupet
Totalt
25 %
8%
4%
13 %
Figur 34 Det organiska innehållets andel av provmaterialet, erhållet vid glödtest.
Figur 35 Den spatiala fördelningen av organiskt innehåll i det översta marklagret.
Sida 41 of 52
Figur 36 Den spatiala fördelningen av organiskt innehåll i de översta 20 – 30 cm.
Figur 37 Den spatiala fördelningen av organiskt innehåll i det nedersta marklagret.
Sida 42 of 52
4. Diskussion
Markprofilen varierade spatialt över området och kan sägas vara något svårbestämd, vilket
beror markhistoriken och den tidigare markanvändningen. Då jordarterna på Mastytan är
glacial lera i väster och söder samt postglacial silt och postglacial finsand i nordöst kan det
tänkas att området i perioder varit en sjö eller havsvik dit leran har transporterats från norr via
isens smältvatten efter den senaste nedisningen. Silt och sand har då avsatts i de mer skyddade
delarna av området i nordöst. Den berggrund som området vilar på är troligen av mindre
betydelse för markförhållandena än områdets hydrologiska och ekologiska historia. Området
har varit beväxt av skog i historisk tid, hur fuktig marken varit är dock inte känt. Att den
dikades ut med hjälp av djupa diken när den skulle börja användas som jordbruksmark tyder
dock på att grundvattnet borde ha stått ganska högt i marken. Mastytan kan i så fall ha varit
beväxt med småväxt gran och tall och i alla fall den östra delen av området kan ha varit täckt
av ett mindre torvlager. som har dikats ut, varit jordbruksmark i knappt hundra år och sedan
dess återigen varit skogsmark.
Leran var på en del av intersektionerna rödfärgad, vilket visar på att material har vandrat ner i
denna ifrån ovanliggande marklager, detta kan även ha haft inverkan på den höga organiska
halten i de lägre marklagren.
Utmärkande för denna mark är att den har ett tjockt humuslager av mull med högt organiskt
innehåll och med riklig förekomst av daggmask, men att den uppvisar vissa drag som man
inte ser i en brunjord, främst då de tydliga övergångarna mellan lagren men också blekjorden
och rostjorden i den västra delen av området. Förekomst av dessa lager brukar innebära att en
mark klassificeras som en podsol. Det skulle kunna vara en rest från innan dess att
uppodlingen av området skedde. Det som talar mot det är dock att humuslagret är så mycket
mäktigare än plogdjupet (20 cm mot över 50 cm på flera intersektioner). I ren en podsol är
inte heller den organiska halten så hög eller humuslagret så mäktigt som på Mastytan. C/N är
även den mer typisk för en brunjord än för en podsol.
En möjlig förklaring är att området innan utdikningen var en våtmark och då i någon
utsträckning var täckt med torv. Denna försvann dock helt och ersattes av fastmarkshumus på
grund av den djupa dräneringen som utdikningen innebar. Torvytan kan då ha sänkts till den
nya grundvattennivån, vilket förklarar att den inte är mäktigare än maximalt 60 cm.
Rost- och blekjorden borde inte ha kunnat uppkomma under förhållanden med högre
vattenstånd. Dessa lager borde därför ha uppkommit efter utdikningen. Det måste dock då ha
bildats fortare än vad som är vanligt, endast 1 cm blekjord tar runt 100 år att bilda. På
Mastytan var blekjorden på en intersektion 6 cm fast att den endast har haft mellan 50 och 150
år på sig att bildas (150 år sedan utdikning, 50 år sedan beskogning) . Vad detta beror på kan
inte den här rapporten svara på, möjligtvis kan podsoleringstakten varit högre än normalt på
grund det höga organiska innehållet och därmed den rika förekomsten av humussyror.
Det höga näringsinnehållet i den östra delen av området beror troligen på att leran och
humusen bildar humus-ler komplex, innehållande kol och kväve. Den jordmånsklassificering
som ligger närmast är kulturjordmån, som i väster uppvisar viss podsolering. Områdets
ekologiska, geologiska och kulturella historia påverkar dock fortfarande denna starkt.
Sida 43 of 52
Markens egenskaper är mer typiska för en brunjord än för en podsol, dock med undantag för
rost- och blekjordsförekomsten i västra delen av området. Detta område är troligen en instabil
brunjord och kommer att med tiden helt omvandlas till en podsol. De södra och östra delerna
av Mastytan har dock högt lerinnehåll, vilket kommer att motverka podsolering.
Humusens mäktighet samt den höga organiska halten indikerar att ett torvlager täckt området.
Detta måste tas i beaktande när källstyrkan från området beräknas inom ramen för LAGGEprojektet. Även det faktum att ingen skenhälla påträffades samt lerans spatiala utbredning är
viktig i detta sammanhang. Leran är speciellt intressant ur det avseendet av vatten har en lång
retentionstid i denna. Eventuell rörelse nedåt i marklagren av organiskt material bör också
beaktas.
Förslag på vidare forskning:

Med grund i de data som samlats in i samband med denna rapport bör volymen av kol
och kväve kunna beräknas för hela området. Detta kan även med hjälp av ArcGIS
visas på ett bättre sätt, till exempel i 3D, än som gjorts i denna rapport.

Analys av lerhalten i jorden skulle ge viktig information om markstatusen. Det skulle
även tillåta att en jämförelse mellan lerinnehåll och C/N gjordes. Troligen är dessa
korrelerade.

Undersöka markprofilen i kärret norr om Mastytan för att kunna göra en jämförelse
mellan dessa.

Artbestämning av daggmaskarna i området.

Provtagning för att se hur pH – värdet varier spatialt samt med djupet i området. Detta
skulle bland annat underlätta klassificeringen av marken (se Syfte under 1.6).

Analys av kornstorleken av materialet i området, till exempel vilken finhetsgrad leran
har, samt sandens kornstorlek. Detta kan jämföras med SGU:s data för området.

Mäta höjden över havet på olika punkter på Mastytan, för att säkerställa i vilken
riktning vattnets navrinning sker.

All vidare forskning för att försöka avgöra vilka markförhållanden som rådde på
Mastytan innan utdikningen.
Sida 44 of 52
5. Slutsats
Spatial utsträckning av skenhälla
Ingen skenhälla påträffades, dock påträffades lera i områdets östra och södra del. Denna kan
med avseende på permeabilitet för vatten sägas fylla samma funktion som en skenhälla.
Markprofil
Markprofilen kan kallas för en kulturjordmån och befanns variera över området samt vara
väldigt påverkad av olika typer av markanvändning. Generellt är den mest lik en brunjord,
dock med vissa podsolliknade drag i västra delen av området. Markprofilen i denna del av
området kan klassificeras som en instabil brunjord. De delar av Mastytan där lera påträffades
kommer dock antagligen inte att podsoleras. Den organiska halten befanns vara högre än
förväntat, likaså lerhalten. Leran påverkar källstyrkan, genom att binda humus i ler-humus
komplex, samt avrinningen genom att minska markens vattengenomsläpplighet. Jordarten i
området klassificerade som en mineralblandad mulljord. Historiskt har området sannolikt varit
en våtmark som beväxts av fur och gran, som därefter dikats ut och brukats som
jordbruksmark för att därefter återigen varit skogbeväxt, nu dock med en mycket bättre syre
och näringsstatus än innan utdikningen.
Kol-kväve kvot
C/N befanns gynna mineralisering i området. Den ökade generellt längre ned i marken och var
som lägst där lera påträffades. Detta beror troligen på grund av att leran och det organiska
innehållet bildar humus-ler komplex.
Organisk halt
Den organiska halten befanns vara hög, maximalt 40 % och var som högst där lera
påträffades, troligen på grund av att leran och det organiska innehållet bildat humus-ler
komplex. Den organiska halten minskade med djupet i marken och befanns stämma överens
med de värden för kolinnehål som erhållts vid C/N analys.
Sida 45 of 52
6. Tackord
Jag vill tacka:

Professor Leif Klemedtsson vid Göteborgs universitet, som gav mig möjligheten att
genomföra denna underökning.

Dr Margareta Hellström vid Lunds Universitet, som georefererade den ekonomiska
kartan från år 1890.

David Albrand, för praktisk hjälp på Mastytan.

Sveriges lantbruksuniversitet för utlånande av GPS samt personal för att sköta denna.

Johanna Pihlblad och Emma Sjögren för gott sällskap och samarbete i fält.
7. Referenser

Arrhenius, O. (1921) Influence of Soil Reaction on Earthworms. Ecology,
Vol. 2, No. 4, 255-257.

Bernes, C. (2007) En ännu varmare värld. Värnamo: Fälth & Hässler.

Bernes, C. (2007) Bild: Växthusgasernas inverkan på strålningen. Bild ursprungligen
ifrån En ännu varmare värld Stockholm: Naturvårdsverket. Hämtat ifrån Wikimedia
Commons som medger användning av upplagda bilder, så länge upphovsrättshavaren
anges som källa.
Tillgänglig på Internet:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:V%C3%A4xthusgasernas_inverkan_p%C3%
A5_str%C3%A5lningen.png [Hämtad 2012-05-30].

Cole, J.J., Prairie, Y.T., Caraco, N.F., McDowell, W.F., Tranvik, L.J., Striegl, R.G.,
Duarte, C.M., Kortelainen, P., Downing, J.A., Middelburg, J.J. & Melack, J. (2007).
Plumbing the Global Carbon Cykle: Integrating Inland Waters into the Terrestrial
Carbon Budget. Ecosystems, 10:171 – 184.

Cunningham, W.P. (2008) Environmental science: a global concern. 10:e upplagan.
Boston: McGraw-Hill Higher Education.

Energimyndigheten (2009) Varför den starka växthusgasen lustgas bildas vid odling i
jord- och skogsbruk. Stockholm: Statens energimyndighet.

Eriksson, J., Stenberg, B., Andersson A., & Andersson R. (2000) Tillståndet i svensk
åkermark och spannmålsgröda. Uppsala: Naturvårdsverkets förlag.

Eriksson J., Nilsson I. & Simonsson M. (2005) Wiklanders marklära. Lund:
Studentlitteratur.
Sida 46 of 52

Forster, P., Ramaswamy, V., Artaxo, P., Berntsen, T., Betts, R., Fahey, D.W.,
Haywood, J., Lean, J., Lowe, D.C., Myhre, G., Nganga, J., Prinn, R., Raga, G.,
Schulz, M. & Van Dorland, R. (2007) Changes in Atmospheric Constituents and in
Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis.
Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the
Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New
York, NY, USA: Cambridge University Press.

Google Maps, sökning gjordes på koordinaterna: N 58° 21.919', E 12° 8.761'.
Tillgänglig på Internet:
http://maps.google.se/ [Hämtad 2012-05-30].

Hallberg, G. (1983) Ortnamn i Småland. Stockholm: Almqvist & Wiksell.

Hill, Ö. (1999) Skogaryd – En skogshistoria. Borås: Dahlins Tryckeri.

Kiehl, J.T. & Trenberth, K.E. (1997) Earth’s Annual Global Mean Energy Budget,
National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado. Bulletin of the
American Meteorological Society, Vol. 78.

Klemedtsson, L., von Arnold, K., Weslien, P. & Gunders, P. (2005) Soil CN ratio as a
scalar parameter to predict nitrous oxide emissions. Global Change Biology 11, 1142–
1147.

Le Treut, H., Somerville, R., Cubasch, U., Ding, Y., Mauritzen, C., Mokssit, A.,
Peterson, T. & Prather, M. (2007)
Historical Overview of Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical
Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of
the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and
New York, NY, USA: Cambridge University Press.

Lofs-Holmin, A. (1983) Influence of Agricultural Practices on Earthworms
(Lumbricidae). Acta Agriculturae Scandinavica, 33:3, 225-23.

NASA (2012) GISS Surface Temperature Analysis. Tillgänglig på Internet:
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs_v3/ [Hämtad 2012-05-30].

SGU, Kartgenerator. Tillgänglig på Internet:
http://maps2.sgu.se/kartgenerator/maporder_sv.html [Hämtad 2012-05-30].

SGU, Tvärprofil från Uppsalatrakten. Tillgänglig på Internet:
http://www.sgu.se/sgu/sv/geologi/jord/tolka-karta/exempel_profil.html [Hämtad 201205-30].

Svenska ICOS (2011) Integrated Carbon Observation System – en nationell svensk
forskningsinfrastruktur för mätning av växthusgaser. Tillgänglig på Internet:
http://www.icos-sweden.se/docs/ICOS_intro_english_flyer.pdf [Hämtad 2012-05-30].
Sida 47 of 52

Troedsson, T. & Nykvist, N. (1973) Marklära och markvård. Stockholm: Almqvist
och Wiksell.

Tyndall Centre. Global carbon budget 2010. Tillgänglig på Internet:
http://www.tyndall.ac.uk/global-carbon-budget-2010 [Hämtad 2012-05-30].

Weyhenmeyer, G.A. & Jeppsen, E. (2010) Nitrogen deposition induced changes in
DOC:NO3-N ratios determine the efficiency of nitrate removal from freshwaters.
Global Change Biology 16, 2358–2365

Weyhenmeyer, G.A. & Karlsson, J. (2009) Nonlinear response of dissolved organic
carbon concentrations in boreal lakes to increasing temperatures. Limnol. Oceanogr,
54, 2513–2519.
8. Bilagor
Tabell 12 Bilaga 1. Värden för C/N i materialet,
erhållna vid C/N analys.
A5
B5
C5
D5
E5
F5
B3
C3
D3
E3
F3
0-10 cm
20-30 cm Nedersta
(%)
(%)
(%)
18,25854
16,9264
21,89
21,28156 16,77854 28,80078
20,50425 23,50831 43,09139
15,92195 18,97501 52,93854
20,17546 18,86124 37,72835
26,41588 18,81804 33,93446
22,59126 15,75903 24,69734
17,07908
14,0911 18,48648
23,78477 20,97161 35,12866
19,35136
17,4087 21,04453
16,3085 16,39862 27,36405
Tabell 14 Bilaga 3. Andel kol i provmaterialet,
värden erhållna vid C/N analys.
A5
B5
C5
D5
E5
F5
B3
C3
D3
E3
F3
0-10 cm
20-30 cm Nedersta
(%)
(%)
(%)
13,76397 5,659678 4,249481
18,10777 6,683054 1,477146
3,732274 0,802114 1,358876
7,36149 1,465224 1,279436
9,739419
2,13684 2,818272
14,34062 2,679446 3,422609
15,28052 7,354876 4,164516
17,7711 4,571171 1,496153
7,269211 0,707818
2,14047
4,489717 0,605614 2,127377
7,307188 1,605532 0,408203
Tabell 13 Bilaga 2. Andel kväve i provmaterialet,
erhållna vid C/N analys.
A5
B5
C5
D5
E5
F5
B3
C3
D3
E3
F3
0-10 cm
20-30 cm Nedersta
(%)
(%)
(%)
0,753838
0,33437 0,194115
0,850866
0,39831 0,051288
0,182024
0,03412 0,031535
0,462348 0,077219 0,024168
0,482736 0,113293 0,074699
0,542879 0,142387 0,100859
0,676391 0,466709 0,168622
1,040519 0,324401 0,080932
0,305625 0,033751 0,060932
0,23201 0,034788 0,101089
0,44806 0,097907 0,014917
Tabell 15 Bilaga 4. Andel organiskt innehåll i
provmaterialet, värden erhållna vid glödtest.
A5
B5
C5
D5
E5
F5
B3
C3
D3
E3
F3
0-10 cm
(%)
32
40
12
16
28
28
33
40
27
13
8
20-30
cm (%)
16
16
3
5
6
7
18
13
4
3
6
Nedersta
(%)
7
3
4
4
2
11
5
5
1
3
2
Sida 48 of 52
Figur 38 Bilaga 5. Jämförelse mellan organiskt innehåll och markprofil på 0 – 10 cm:s djup.
Figur 39 Bilaga 6. Jämförelse mellan organiskt innehåll och markprofil på 20 – 30 cm:s djup.
Figur 40 Bilaga 7. Jämförelse mellan organiskt innehåll och markprofil i det nedersta marklagret.
Sida 48 of 52
Figur 41 Bilaga 8. Jämförelse mellan kolinnehåll och markprofil på 0 – 10 cm:s djup.
Figur 42 Bilaga 9. Jämförelse mellan kolinnehåll och markprofil på 20 – 30 cm:s djup.
Figur 43 Bilaga 10. Jämförelse mellan kolinnehåll och markprofil i det nedersta marklagret.
Sida 49 of 52
Figur 44 Bilaga 11. Jämförelse mellan kväveinnehåll och markprofil på 0 – 10 cm:s djup.
Figur 45 Bilaga 12. Jämförelse mellan kväveinnehåll och markprofil på 20 – 30 cm:s djup.
Figur 46 Bilaga 13. Jämförelse mellan kväveinnehåll och markprofil i det nedersta marklagret.
Sida 50 of 52
Figur 47 Bilaga 14. Jämförelse mellan C/N och markprofil på 0 – 10 cm:s djup.
Figur 48 Bilaga 15. Jämförelse mellan C/N och markprofil på 20 – 30 cm:s djup.
Figur 49 Bilaga 16. Jämförelse mellan C/N och markprofil i det nedersta marklagret.
Sida 51 of 52
Tabell 16 Bilaga 17. Kol- och kvävehalter, organiskt innehålll samt C/N kopplat till intersektionsnummer och
markprofil.
Kväve %
0-10 cm
>0.75%
A5
B5
C3
>0.40%
D5
E5
F5
B3
F3
<0.40 %
C5
D3
E3
C/N
>20
Brunjord/rostjord C5
D3
Övergång
18-20
Lera
D5
Rostjord
E5
Lera
F5
Övergång
<18
E3
Brunjord/rostjord F3
Rostjord
C3
Lera
B3
Övergång
A5
Lera
B5
>0.1%
A5
F5
B3
E3
>0.05%
Rostjord
B5
Brunjord/rostjord E5
Brunjord/rostjord C3
D3
Övergång
<0.05%
Övergång
C5
Övergång
D5
Rostjord
F3
Lera
Lera
Lera
Lera
>10 %
B3
A5
B5
C3
5-10 %
Övergång
D5
Rostjord
E5
Brunjord/rostjord F3
F5
Övergång
<5 %
Övergång
C5
Rostjord
D3
Brunjord/rostjord E3
Lera
Lera
Lera
Lera
>40
C5
D5
30-40
Övergång
E5
Rostjord
F5
Brunjord/rostjord D3
<30
Rostjord
A5
Brunjord/rostjord B5
Lera
B3
Lera
C3
Lera
E3
Lera
F3
Övergång
Övergång
>5%
A5
B5
B3
1-5%
D5
E5
Övergång
F5
Rostjord
C3
Övergång
F3
Brunjord/rostjord >1%
C5
Övergång
D3
Rostjord
E3
Lera
Rostjord
Lera
Övergång
Övergång
Övergång
Brunjord/rostjord
Övergång
Övergång
Rostjord
Brunjord/rostjord
Övergång
Lera
Lera
Lera
Lera
Rostjord
Brunjord/rostjord
Nedersta
>10 %
F5
5-10 %
B3
A5
C3
Övergång
<5 %
Rostjord
B5
Brunjord/rostjord C5
Brunjord/rostjord D3
D5
Övergång
E3
Övergång
E5
Rostjord
F3
Lera
Lera
Lera
Lera
20-30 cm
Lera
Lera
Lera
Lera
Brunjord/rostjord
Lera
Brunjord/rostjord
Lera
Rostjord
Nedersta
20-30 cm
0-10 cm
>10%
B5
B3
C3
A5
F5
5-10%
D5
E5
D3
F3
<5%
C5
E3
Nedersta
20-30 cm
0-10 cm
30-40 %
B3
A5
B5
C3
15-30 %
D3
E5
F5
<15 %
C5
D5
E3
F3
Kol %
>0.30%
A5
B5
B3
C3
Övergång
>0.1%
Rostjord
E5
Brunjord/rostjord F5
Lera
F3
Brunjord/rostjord <0.1%
C5
Övergång
D5
Övergång
D3
Rostjord
E3
Lera
Lera
Lera
0-10 cm
>25
F5
20-25
D3
B3
E5
B5
C5
<20
F3
E3
C3
D5
A5
Organiskt innehåll
20-30 cm
Brunjord/rostjord
Lera
Lera
Lera
Lera
Övergång
Övergång
Övergång
Rostjord
Rostjord
Brunjord/rostjord
Nedersta
>4%
A5
B3
2-4%
E5
Övergång
F5
Rostjord
D3
Brunjord/rostjord E3
Lera
<2%
Brunjord/rostjord B5
C5
Övergång
D5
Övergång
C3
Rostjord
F3
Lera
Lera
Lera
Lera
Lera
Rostjord
Brunjord/rostjord
Övergång
Rostjord
Lera
Övergång
Övergång
Lera
Brunjord/rostjord
Sida 52 of 52