Klimaeffekter på ferske vande Nikolai Friberg
Klimaeffekter på ferske vande Nikolai Friberg
Klimaeffekter på ferske vande Nikolai Friberg
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET 3. marts 2010<br />
<strong>Klimaeffekter</strong> <strong>på</strong> <strong>ferske</strong> <strong>vande</strong><br />
<strong>Nikolai</strong> <strong>Friberg</strong><br />
Forskningschef<br />
Afd. for Ferskvandsøkologi<br />
DMU – Aarhus Universitet<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Bidragsydere – mange tak!<br />
› Erik Jeppesen, Brian Kronvang, Hans Estrup Andersen,<br />
Martin Søndergaard, Jes Rasmussen, John Dybkjær,<br />
Torben Lauridsen, Lone Liboriussen, Mariana<br />
Meerhoff,– DMU, Afd. for Ferskvandsøkologi<br />
› Benoit Demars – Macaulay Institute, UK<br />
› Guy Woodward, Doris Pichler - Queen Mary, University<br />
of London<br />
› Gisli Gislason, Jon Olafsson, Elisabet Hannesdottir,<br />
Rakel Gudmunsdottir University of Iceland & Institute<br />
of Freshwater Fisheries<br />
1
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Hvordan undersøger vi noget<br />
der sker i fremtiden?<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
ABERDEEN NØ Skotland 2007<br />
2080??<br />
2
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Space for time<br />
substitution<br />
( (<strong>på</strong> å godt<br />
dansk)<br />
Stream sites<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Næringsstof - klima samspil fra<br />
sedimentkerner og lange tidsserier<br />
Temperature ( 0 C)<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
1965<br />
1970<br />
1975<br />
Girnock<br />
Mean Spring Temperature<br />
1980<br />
1985<br />
Year<br />
1990<br />
1995<br />
2000<br />
2005<br />
3
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Eksperimenter<br />
Paired streams for nutrient diffuser<br />
experiments<br />
pH: 7 - 8<br />
T: 5 – 10 °C<br />
Cond. 100 - 150<br />
pH: 7 - 8<br />
T: 20 – 25 °C<br />
Cond. 300 - 400<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Modeller<br />
Form u lae for N an d P load in g m od els.<br />
The m odels for both N and P are on the form<br />
( ) + α + β ⋅ ( Q ) + β ⋅ D + β ⋅ S + β ⋅ H + ⋅ V<br />
log N ij = μ i j 1 log ij 2<br />
3<br />
4 β 5 ,<br />
where<br />
i = indexing year,<br />
j = indexing month,<br />
Q ij = runoff,<br />
D = percentage of arable land in catchm ent,<br />
S = p ercen tage of san d y so ils in catch m en t,<br />
H = percentage of organic soils in catchment V = p ercen tag e of w etlan d s in catch m en t.<br />
The m odel explained 80% and 65% of the variance for<br />
N and P, respectively.<br />
Mere om validering i Andersen et al. (2006), Sci. Tot. Env. 365, 223-237.<br />
4
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Direkte effekter<br />
› Temperatur<br />
› Nedbør<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Alkoholindhold i vin i Alsace<br />
Duchéne and Schneider 2004<br />
5
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Dansk klima 2100 – temperatur<br />
Tempperature<br />
(°C)<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
Control A2 Scenario<br />
J F M A M J J A S O N D<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Vandtemperatur i danske søer<br />
6
m -2 s -1 metabolism (μg O2 m )<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
200<br />
0<br />
-200<br />
-400<br />
-600<br />
7 °C 25 °C<br />
4 L s -1<br />
37 L s -1<br />
-800<br />
18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00<br />
time (hh:mm)<br />
-ER (g O2 m -2 day -1 )<br />
100<br />
10<br />
cold<br />
warm<br />
1<br />
0 5 10 15 20 25 30<br />
Temperature (°C)<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Næringsstofoptaget<br />
NH4 U<br />
stiger g med<br />
temperaturen<br />
(mg m –2 h –1 ( )<br />
U NO 3 –<br />
(mg m –2 h –1 )<br />
U PO4 (mg m –2 h –1 )<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
15<br />
12<br />
9<br />
6<br />
3<br />
0<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
R 2 = 0.900<br />
R 2 = 0.914<br />
R 2 = 0.955<br />
8 10 12 14 16 18<br />
Temperature (°C)<br />
7
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Der er en øget effekt af P <strong>på</strong> algevæksten ved<br />
stigende temperatur når N ikke er længere er<br />
begrænsende<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Trophic height<br />
Woodward et al. (in press, Global Change Biology)<br />
Bækørred<br />
Simulium spp.<br />
8
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
7 °C<br />
4 L s -1<br />
25 °C<br />
37 L s -1<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Direkte effekter<br />
› Temperatur<br />
› Nedbør<br />
9
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Greve 2007<br />
Elben, Dresden 2003<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
Grønland 2005<br />
Bangladesh 2007<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
10
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Procent ændringer i månedsafstrømning for 4<br />
store vandløbsoplande i DK mellem 1961-90 til<br />
2071-2100<br />
mellem kontrol and scenarie (%)<br />
Ændring i afstrømning<br />
50.0<br />
40.0<br />
30.0<br />
20.0<br />
10.0<br />
0.0<br />
-10.0<br />
-20.0<br />
-30.0<br />
-40.0<br />
-50.0<br />
januar februar marts april maj juni juli august september oktober november december<br />
Odense Å Varde Å Øvre Gudenå Vrangstrup<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Store ændringer i afstrømningsrytmen henover<br />
året.<br />
11
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Fordobling af antal dage med udtørring i Ølholm<br />
Bæk<br />
Ølholm Bæk Antal År<br />
Antal dage med udtørring Kontrolperioden Scenarieperioden<br />
0-10 13 7<br />
10 10-20 20 12 6<br />
• I kontrolperioden 20-30 udtørrer Ølholm 3 Bæk i gennemsnit 11 12 dage om<br />
året, 30-40 i scenarieperioden udtørrer 2den 20 dage om året 4<br />
> 40 0 1<br />
• Antallet af år med længere perioder af udtørring stiger<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET 3. marts 2010<br />
Ferskvandssymposiet 2010<br />
Kan vi forvente flere ekstremer i form af<br />
oversvømmelser og udtørringer af vandløb?<br />
12
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Rekruttering af ørreder er afhængig af<br />
nedbøren<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Indirekte effekter<br />
Klima + miljø<strong>på</strong>virkninger<br />
13
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Dansk klima 2100 – Sydeuropas<br />
afgrøder <strong>på</strong> vores marker<br />
(from Jens-Christian Svenning)<br />
14
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Land-vand koblingen - pesticider<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Vandløb<br />
15
Diffuse total Nitrogen losss<br />
(kg N/ha)<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Total N og P udledning til vandløb fra<br />
diffuse kilder<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Sandy soil<br />
Loamy soil<br />
0 200 400<br />
Runoff (mm)<br />
600 800<br />
Diffuse total Phosphhorus<br />
loss (kg P/ha)<br />
2,5<br />
2<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
Sandy soil<br />
Loamy y soil<br />
0 100 200 300 400<br />
Annual storm runoff (mm)<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
06 juni sø-vandløbs<br />
fotos 029....<br />
16
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Mere fosfor forlader søbunden, når det<br />
er varmt<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Biologisk struktur i søer langs en<br />
temperatur gradient<br />
17
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Aborre fra syd til nord i Sverige<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Biologisk struktur og belastning<br />
18
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Effekter af ændret klima - direkte<br />
› Øget transport af N, P, C og andre stoffer – men<br />
muligvis også øget optag<br />
› Højere metabolisme rater – større iltforbrug og<br />
emission af CO2 + andre DHG<br />
› Øget g pres p <strong>på</strong> p vandløbshabitater – forhøjet j erosion om<br />
vinteren, øget sedimentation om sommeren<br />
› Øget antal af oversvømmelser og udtørring af mindre<br />
vandløb<br />
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Effekter af ændret klima - indirekte<br />
› Samme næringsstofkoncentration vil have større<br />
negativ effekt <strong>på</strong> klorofylindholdet i søer<br />
› Følsomme plantesamfund i ådale vil blive mere<br />
næringsstof <strong>på</strong>virket<br />
› Den biologiske g struktur vil ændres med generelt g<br />
mindre individstørrelse og sandsynligvis mere<br />
omnivori – invasive arter vil få nye muligheder<br />
› Chancen for pesticideksponeringen øges<br />
19
DANMARKS<br />
MILJØUNDERSØGELSER<br />
AARHUS UNIVERSITET Ferskvandssymposiet 2010<br />
3. marts 2010<br />
Tilpasningsstrategier<br />
› Mindre udledning af næringsstoffer og pesticider<br />
› Reducering af diffust tab fra risikoområder og bredzonen i<br />
vandløb<br />
› Tilbageholdelse af kulstof og øget omsætning af<br />
næringsstoffer – øget retention i vandløb<br />
› Vandløbsrestaurering inkl. tilstedeværelsen af dødt ved<br />
› Ændring af vegetationen langs vandløb – skygning<br />
giver lavere temperatur og øget vandløbsareal<br />
› Udlægning af permanente kantzoner med trævegetation<br />
› Modvirkning af ændringerne i den biologiske struktur<br />
› Restaurering og beskyttelse af søer og vådområder<br />
20
Change language