INVERKAN PÅ MILJÖN

Luftföroreningarnas effekter på skogsnaturen har i Österbotten kartlagts med bioindikatorundersökningar sedan början av 1970-talet. De första undersökningarna gjordes i Kristinestadsområdet åren 1972-1973 och i Karleby 1977. De första omfattande undersökningarna i Jakobstad, Vasa och Seinäjoki genomfördes kring år 1990.

Bioindikatorundersökningarna går vanligtsvis ut på att kartlägga lavar som växer på tallarnas stammar, bedöma tallarnas barrbortfall, genomföra kemiska analyser av tallbarren samt bestämma metallhalterna i mossor. Även halterna av grundämnen i lavar och humus har undersökts samt markens surhet.

Nedan följer en presentation av de vanligaste metoderna och en lägesbeskrivning baserad på resultaten av senaste undersökningar. År 2000 genomförde Skogsforskningsinstitutets forskningsstation i Parkano bioindikatorundersökningar i Jakobstad-Nykarleby, Vasa, Seinäjoki och Sydbotten. Ansvarig forskare i alla utredningar har varit FD Hannu Raitio. År 2002 genomfördes bioindikatorundersökningen i Karlebynejden av Jyväskylä universitet.

Forskningsmetoder

Lavar som indikatorer för luftens kvalitet

Bilden längst till vänster visar exempel på en bra luftkvalitet med friskt lavbestånd. Bilden längst till höger visar extremt stor kvävebelastning med följden att alger börjar tillväxa på stammen. Övriga bilder visar grader däremellan.

Lavar är organismer där svampar och alger lever i symbios . Svampmycel bildar stommen för laven och algcellerna finns på mycelets yta. Jämvikten störs lätt i en sådan samverkan och därför är lavar känsliga för olika former av föroreningar. Lavarna tar all näring direkt från luften, från regnvatten eller från vatten som rinner nedför trädstammen.

På trädstammar växer sk epifytiska lavar, som är speciellt lämpliga när man vill undersöka hur luftföroreningar inverkar på naturen. Trädstammen är ett växtunderlag med jämn kvalitet och de epifytiska lavarna utsatts för luftföroreningar under hela året. Svaveldioxid och kväveoxiderna är de föreningar som i första hand inverkar på lavarnas liv och tillväxt, men även ozon och tungmetaller påverkar lavarna.

Artantalet på platser med likartade livsbetingelser avspeglar i allmänhet avståndet till föroreningskällan. Ju kortare avståndet till föroreningskällan är, desto mera utarmat är artbeståndet. Man kan inte dra några slutsatser av täckningsprocenten för lavarna, eftersom en del rent av drar nytta av förorenad luft och breder ut sig på andras bekostnad. Därför måste man, när man mäter täckningsgraden, använda endast vissa bestämda arter, som reagerar på samma sätt på luftföroreningar.

Känsligheten för svaveldioxid bland de lavarter som allmänt används i undersökningar är följande (Kuusinen et al. 1990):

Halter av grundämnen i tallbarr

Med hjälp av grundämnesanalyser gjorda på barr kan man bedöma om det föreligger näringsbrist eller förgiftning. Halterna av grundämnen speglar förändringar i markens näringstillstånd och hur luftens orenheter inverkar på träd.

Näringsämnena kan uppträda på olika sätt i växterna. Växten kan transportera näringsämnen (bl a N, P, K och S) mellan olika delar av växten. Eftersom näringsämnena transporteras till yngre växtdelar kommer en eventuell brist visa sig i de äldre delarna. I allmänhet minskar halten av näringsämnen, när barren blir äldre. Ifall näringstillgången är god, kan situationen vara den motsatta. Växten klarar inte av att transportera alla näringsämnen (bl a Ca) lika lätt, och därför syns bristsymptom först i yngre växtdelar.

Svavelhalten i barren har varit av speciellt intresse, när man har undersökt effekten av orenheter i luften eftersom totalsvavelhalten i barr är en god indikator på mängden svavelnedfall i skog. Numera har svavelutsläppen minskat och svavelhalten i barr uppgår mycket sällan till en skadlig nivå.

Kväve är det viktigaste mineralnäringsämnet, eftersom kvävetillgången är starkt kopplat till tillväxthastigheten hos träd. Under naturliga förhållanden råder det i allmänhet brist på kväve, men via våt- och torrdeposition kan trädet också få för mycket kväve, vilket kan vara skadligt.

Mossor ansamlar metaller

Mossor och lavar är de mest använda ackumuleringsindikatorerna, när man undersöker luftkvalitetens inverkan på naturen, eftersom de ansamlar orenheter från sin omgivning. Mossornas förmåga att anrika bl a ämnen från luften baserar sig på deras näringsupptagning.Mossor saknar rötter och kan inte i nämnvärd omfattning uppta näringsämnen från marken. Näringsämnen tas i stället från luften antingen i form av nedfallande partiklar eller upplösta i regnvatten. Dessutom möjliggör det täta växtsättet en effektiv filtrering. I skydd under träden kan metallnedfallet minska, träden har en filtrerande inverkan. Nedfallet kan också öka på grund av en urlakning och anrikning i förnan, eftersom speciellt barrträd samlar upp aerosoler effektivt.

Situationen i Österbotten

Lavar

En kartläggning av lavar genomfördes år 2000 i undersökningsområden i Jakobstad-Nykarleby, Vasa och Sydbotten och år 2002 i Karleby. Skillnaderna mellan de olika undersökningsområdena beträffande observationsfältets genomsnittliga artantal är betydande ( Bild 1).

I området Jakobstad-Nykarleby är genomsnittliga antalet lavarter få, medan det i Sydbottenområdet är mycket stort. Antalet lavarter i Vasaområdet och Karlebyområdet låg mellan dessa två. Luftföroreningarnas effekt på lavbeståndet anses påtaglig då det sammanräknade artantalet inklusive alger har sjunkit till fem eller färre. I Karlebyområdet och i Jakobstadsområdet motsvarade ca 20 % av observationsfälten denna typ, i Vasa < 5 %, och i Sydbotten 0 %. Ett observationsfält, där det växer endast arter som gynnas av luftföroreningar (flarnlav, trädgrönelav och alger), kallas för lavöken. Lavöknar observerades inom undersökningsområdena endast vid två observationsfälten i Karleby.

Bild 1. Genomsnittligt antal lavarter, minimi och maximi på observationsfältet år 2000/2002, då flarnlav och trädgrönelav/alger medräknas.

Orsaken till ett minskat lavbestånd är i allmänhet många, varav ett flertal är naturliga. Det låga antalet lavarter runt Jakobstad-Nykarleby kan inte helt förklaras av lokala utsläpp, trots att en partiell korrelation med barrens svavelhalt konstaterades. I Sydbotten, där artbeståndet var rikast, var svaveldioxidutsläppen (ca 1500 ton år 2000) fortfarande klart större än i Vasa och i Karleby (1000 ton) eller i Jakobstad (<300 ton). Utsläpp från de stora utsläppskällorna sker dessutom i allmänhet på en hög nivå. Det låga antalet lavarter kan bero t.ex. på tidigare decenniers kraftiga svaveldioxidbelastning. Lavarternas tillfrisknande har visat sig vara en långsam process.

Även beträffande förhållandena på undersökningslokalerna finns det många naturliga skillnader mellan de olika områdena. Det undersökta skogsbeståndena i Sydbotten och Vasa är tämligen gamla, i Sydbottenområdet är andelen observationsfält med en ålder som överstiger 100 år drygt 80 % och i undersökningsmaterialet som gäller för Vasa drygt 60 %, men av observationsområdena i Jakobstad är i genomsnitt endast 14 % äldre än 100 år. Man har konstaterat att lavarterna ökar i antal då skogens trädbestånd blir äldre.

Även lokala effekter av föroreningar kan konstateras; ett minskat antal lavarter kunde t.ex. observeras i Jakobstad-Nykarlebyområdet på undersökningslokaler som låg nära pälsdjursfarmer. Förekomsten av trädgrönelav och grönalg nära pälsdjursfarmer var hög eftersom dessa arter utnyttjar kvävenedfall och är svaveltåliga. Tätortsområdenas reducerande effekt på lavbeståndet, konstaderades både i Vasa och i Jakobstad-Nykarleby.

I Karleby de lägsta artantalen observerades i Yxpila industriområde, där utsläppen har ännu en årtionde sedan varit höga. Tätortsområdenas reducerande effekt på lavbeståndet kunde dessutom konstateras både i Karleby, Vasa och i Jakobstad-Nykarleby.

Det genomsnittliga antalet lavarter i Sydbottens undersökningsområde är klart högre än det genomsnittliga artantalet på tall i södra Finland. Resultaten av kartläggningen av lavar i Sydbotten visar att känsliga arter förekommer och även att luftkvaliteten i undersökningsområdet förbättrats klart under den senaste tioårsperioden. Förekomsten av trädgrönelav och grönalg har minskat i Sydbottenområdet, vilket visar att kvävebelastningen minskat.

I Vasaområdet korrelerar förekomsten av de föroreningskänsliga tagellavarna och skägglavarna negativt med halter av många näringsämnen i tallens yngsta barr. De tåliga flarnlavarna och trädgrönelavarna blev däremot vanligare då luftföroreningarna och näringsbelastningen ökade; förekomsten korrelerade positivt med kväve-, fosfor-, svavel-, järn-, aluminium- och kopparhalterna i tallens yngre barr. Lavindikatorerna visar att läget sedan år 1990 förvärrats, eftersom de känsliga arterna minskat och flarnlav, som utnyttjar nedfall, i motsvarande mån ökat. Eftersom svaveldioxidutsläppen i området minskat kan inte svavlet vara orsaken till utvecklingen. Kväveoxidutsläppen i området ligger däremot fortfarande på en hög nivå vilket kan ha inverkat på lavbeståndet.

Barrens halter av näringsämnen

Tallbarrens halter av näringsämnen analyserades år 2000 i undersökningsområdena i Jakobstad-Nykarleby, Vasa och Seinäjoki. I Sydbotten gjordes analyserna på granbarr.

Grundämneshalterna i tallens yngre barr i observationsområdena år 2000 samt i observationsområdena inom nationell uppföljning av skogsekosystem (ICP-F) år 1999

På undersökningsområdet i Karleby undersöktes näringshalterna i två år gamla tallbarr. Svavelhalterna var förhöjda på provområden söder om industriområdet i Yxpila, i centrum av Karleby och på provområden söder om Trulleviudden. Även halterna av många tungmetaller var förhöjda i Yxpila.

Observationsträd i Jakobstad-Nykarleby lider inte av kvävebrist, vilket antas bero på utsläppen av kväveföreningar från trafik och framförallt från pälsdjursfarmer. Halterna av övriga huvudnäringsämnen, särskilt magnesium var lägre i äldre barr, vilket betyder att trädet vid näringsbrist överfört dessa näringsämnen till yngre barr. Svavelhalterna ligger nära den naturliga nivån.

I undersökningsområdet i Vasa är kvävesituationen hos tallarnas yngre barr relativt god. De högsta kvävehalterna påträffas nära centrum och i områden med bebyggelse, av vilket man kan dra slutsatsen att åtminstone en delorsak till den goda kvävesituationen är trafiken och den övriga samhälleliga verksamheten. Fosfor-, kalium- och magnesiumsituationen i det observerade tallbeståndet tycks på basen av barranalyser vara mycket god. Barrens svavelhalt ligger nära den naturliga nivån, men de högsta halterna är koncentrerade till centrumområdet.

I undersökningsområdet i Seinäjoki låg halterna av de viktigaste växtnäringsämnena i de yngsta barren mycket nära de riksomfattande bakgrundsvärdena. Trafiken i området kan ha bidragit till den förhållandevis goda kvävesituationen. Barrens svavelhalter konstaterades ha sjunkit jämfört med resultat från tidigare undersökningar, vilket beror på minskade halter av svaveldioxid i luften. I genomsnitt var barrens svavelhalter mycket låga, endast på två ställen överskreds det värde som anses naturligt.

I undersökningsområdet i Sydbotten genomfördes barranalyserna i granskog. Kvävesituationen i granarnas yngre barr är nöjaktig i området. Läget är dock bättre än i granskogar överlag i södra Finland. Halterna sjönk något då man rörde sig från kusten inåt landet vilket återspeglar de lokala utsläppens inverkan.

I Karleby har man undersökt näringsämnehalter i tallbarr år år 1992, 1997 och 2002. Under den här tidsperiod har svavelutsläppena i Karleby sjunkit från 3 400 ton (år 1992) till 1050 ton (år 1997) och 1200 ton (år 2002). Utveckling återspeglas också i svavelhalter i tallbarr.

Svavelhalt i tallbarr i Karleby år 1992, 1997 och 2002

Andra studier av luftföroreningspåverkan på miljön inom Kvarkenområdet

Sura sjöar

Försurning av småsjöarna i Norra Kvarken

Undersökningen av försurningen i små sjöar i Kvarkenområdet utfördes i ett finskt-svenskt samarbetsprojekt. Inom ett begränsat område i Kvarken finns det rikligt med sjöar av olika typer med varierande avrinningsområden och ålder. I undersökningen kartlades regnvattnets kvalitet på fyra observationsstationer i Finland och tre i Sverige. Vattenkvaliteten undersöktes i 51 små sjöar på finska sidan och i 29 på svenska sidan i Kvarkens kust och skärgårdsområde.

I sjöarna på finska sidan var jonsumman drygt en tredjedel mindre än i sjöarna på svenska sidan. Typiskt för de finska sjöarna är att humus är av större betydelse. De svenska sjöarna har bättre bufferförmåga, vilket syns på halterna och andelarna av bikarbonat- och kalciumjoner. Försurningen av sjöarna är något större på finska sidan.

Viktiga bakomliggande faktorer till försurning är avrinningsområdenas topografi, jord- och berggrundens kvalitet samt graden av havsvattenpåverkan.

Skogsprojektet

Granskogarnas hälsotillstånd i Kvarkenregionen

1992 inleddes ett treårigt forskningsprojekt med målsättning att kartlägga granskogarnas hälsotillstånd och faktorer som påverkar dem i Kvarkenregionen.

Resultaten av projekten var att granens tillväxt har inte förändrats i Kvarkenregionen på något avgörande sätt under de senaste årtiondena. I Österbotten stagnerar granens utveckling något kraftigare med ökande ålder än annorstädes i södra Finland. I Österbotten är granskogarna också mera utglesade och missfärgade än granskogarna av samma ålder belägna på likartade växtplatser i södra Finland eller i Västerbottens kustland. Rotröta, vind- och stormskador samt låg näringshalt i barren är vanligt på bägge sidor om Kvarken. Det är uppenbart att störningar i vatten- och näringshushållningen i granbestånden vid Österbottens kust leder till för tidig kronutglesning och en stagnerande tillväxt.

Fastän man i Kvarkens granskogar konstaterat påverkan av luftföroreningar bl.a. i form av cellskador i barren, är det klart att deras inverkan på granbestådens hälsotillstånd och tillväxt är mindre än inverkan av de naturliga miljöfaktorerna, eftersom granbeståndens dåliga hälsotillstånd har varit ett känt faktum under årtionden.