Skip to main content
SLU publication database (SLUpub)

Report2014

Förbättrad skattning av typhalter av N och P från skogs- och myrmark i södra Sverige inför PLC6 : kan modeller baserade på kNN-data användas?

Fröberg, Mats; Löfgren, Stefan

Abstract

Inom PLC5 beräknades typhalterna för kväve (N) och fosfor (P) iavrinningen från skog i norra Sverige utgående från deras höjdberoende,medan de oorganiska fraktionerna hanterades som konstanter. För södraSverige användes typhalter baserade på medianvärden uppmätta i ett antalvattendrag med skog och myr som dominerande markslag iavrinningsområdet. Den enda skogsskötselåtgärd som man tog hänsyn tillvar hyggen. För N baserades hyggestyphalterna på ett samband med Nnedfalletoch uppmätta halter i markvatten i södra Sverige. I norra Sverigeskattades hyggestyphalten genom att multiplicera skogstyphalten medfaktorn 2. För fosfor multiplicerades på samma sätt skogstyphalten med enfaktor för att erhålla en hyggestyphalt.Inom ramen för tre tidigare SMED-projekt (SMED rapport nr 52:2011,SMED rapport nr 100:2011, SMED rapport nr 109:2012) har halterna avkväve (N) och fosfor (P) i avrinningen från skogs- och myrmark studeratsgenom mätningar i bäckvatten vid utloppet av ca 200 slumpmässigt utvaldasmå avrinningsområden i Dalälven och sydvästra Sverige (Viskan, Ätran,Nissan och Lagan). I dessa tidigare projekt har skogstillståndet (tillväxt,biomassa, trädslag etc.) klassificerats genom analyser baserade på metodenProbilistic Classifier och data från satellitbilder och Riksskogsinventeringen(RIS). Modeller har därefter skapats för att skatta typhalterna för N och P.Dessa modellers förklaringsgrad var betydligt högre än de som användesinom PLC5. Mätdata från de slumpade vattendragen visade också att PLC5typhalterna påtagligt underskattade halterna N och P i sydvästra Sverige.Inför PLC6 föreligger det därför ett behov att förbättra N och P typhalternafrån skog och myr särskilt i södra Sverige.Skogstillståndet klassat med Probilistic Classifier metoden saknas för storadelar av landet, vilket innebär att förbättrade typhalter inte kan tas fram tillPLC6 för dessa områden. I detta projekt har vi därför använt rikstäckandegeografiska data från kNN-Sverige och Lantmäteriet för att beskriva skogstillståndet.kNN-Sverige är en annan metod för att karaktäriseraskogstillståndet och även den baseras på satellitbilder och RIS-data.Med hjälp av dessa allmänt tillgängliga data över skogstillståndet har kväveochfosforhalterna i avrinningen från skogs- och myrmark i södra Sverige,söder om Siljan, modellerats för fyra årstider. Validering avmodellresultaten har därefter skett mot 22 vattendrag i södra Sverige som6ingår i nationell och regional miljöövervakning samt Skogsstyrelsensskogsmarkskalkningsprojekt (SKOKAL).Resultaten av analyserna visar att data för skogstillståndet baserat på kNNinte tillför någon väsentlig information till modelleringen. De viktigasteförklarande variablerna var istället geografiska koordinater (nordlig ochostlig koordinat samt höjd över havet) och andelen skog och myr iavrinningsområdet.Baserat på modeller utan kNN-data som förklaringsvariabler visade sigmodelleringen fungera relativt bra för total-N med R2 mellan 0,22 och 0,46för de slumpmässigt utvalda bäckarna i kalibreringsdatasetet och R2 mellan0,11 och 0,51 för de 17 bäckarna med data för total-N i testdatasetet. Förtotal-P fungerade modelleringen sämre, med R2 mellan 0,04 till 0,27 förkalibreringsdatasetet och förklaringsgrad nära noll för testdatasetet (22bäckar). Med de nya modellerna skedde dock i många fall en vissöverskattning av koncentrationerna av både kväve och fosfor i vattendrageni testdatasetet. Orsaken är sannolikt vattnets längre omsättningstid i desenare, vilket innebär större potential för retention av N och P.Baserat på modeller utan kNN-data som förklaringsvariabler beräknadesnya N- och P-koncentrationer för PLC5-delavrinningsområden. I genomsnittär de nya koncentrationsskattningarna högre än de som användes i PLC5,framför allt i låglänta områden i sydligaste Sverige. De nya typhalterna förN är bättre än de som användes i PLC5 och kan användas i södra Sverige(söder om Siljan) för PLC6. I sydost är N-typhalterna osäkra p.g.a. avsaknadav vattenkemisk data från slumpmässigt utvalda småbäckar. Där bör nyastudier initieras för att verifiera modellernas giltighet. De modelleradetyphalterna för P bör inte användas för PLC6 p.g.a. låg precision iskattningarna.

Published in

Rapportserie SMED
2014, number: 141
Publisher: Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut