Mitigation of browning of lake waters – A pilot study in the Lagan River system with focus on Lake Bolmen

Browning of surface water, rivers and lakes is a major problem that affects the ecosystem and the water quality. For example, increasing browning reduced biodiversity in lakes by reducing the fish population and therewith the food web, it lowers the recreational value in tourism and requires higher effort to produce clean drinking water. Due to its complexity and the relatively young research field the governing processes and their interrelationship are not fully understood yet. But to mitigate the effect of browning, these processes need to be understood and suitable measures needs to be taken.

In our project we want to create the conditions for developing a toolbox of mitigation and verification methods that have been tested and verified to be efficient for reducing the browning of lakes. We expect these measures to be transferrable to many other lake systems since the problem is widespread in Sweden as wells as in other countries.

We plan to involve all problem owners and stakeholders in the Lagan water region and conduct the testing of different measures in the Lake Bolmen region. Our aim is to establish a good communication channel between the involved actors via workshops and to identify different surface and underground conditions on a large scale with the help of geophysics in combination with other sensors and in-situ investigations. The monitoring of the browning mitigation will be carried out in selected test areas to evaluate their impact, and to identify and delineate areas that require different mitigations strategies.

Mänskliga aktiviteter påverkar sjöar och vattendrag bland annat genom regleringar, övergödning och användning av omgivande mark. Ofta är påverkan negativ vilket märks som försämringar av sjöars och vattendrags vattenkvalitet. Lägre vattenkvalitet begränsar vattnens biodiversitet och möjlighet att leverera ekosystemfunktioner. Lagans avrinningsområde där sjön Bolmen, som är Sveriges tolfte största sjö, ligger, har vattenresurser av stor betydelse för dricksvattenförsörjning, vattenkraft och rekreation. Från Bolmen hämtas råvatten till västra Skånes dricksvattenförsörjning av det kommunägda företaget Sydvatten.

Skogsområdena på hela norra halvklotet från Kanada över Skottland till Finland uppvisar ökande brunfärgning i sina ytvatten. Brun färg är till största delen organiskt material som kan sedimentera på botten av sjön och därmed ackumuleras över tiden. Detta påverkar akvatiska ekosystem och ekosystemtjänster negativt. En brunare sjö minskar möjligheten för vattenväxter att få tillgång till solljus. Brunt vatten försvårar för rovfisk att hitta sitt byte. Brunt vatten kräver mer kemikalier och genererar mer avfall när det bereds till dricksvatten och minskar effektiviteten i olika desinfektionssteg för att ta bort patogena organismer från dricksvattnet.

Brunfärgning syns som ökande vattenfärg, och motsvarande minskning av siktdjup, vilket har mätts upp i Bolmen sedan mitten av 1990-talet. Färgtalet har ökat till nästan det dubbla sedan 1960, betraktat som ett årsgenomsnitt. Variationer i färgtalet förekommer inte bara i tiden utan även rumsligt, där det finns en stor skillnad mellan den norra och södra delen av Bolmen. Nederbörd och resulterande avrinning, ökad årsmedeltemperatur och förändrad markanvändning med ökande andel granskog är bland de viktigaste faktorerna som påverkar brunfärgningen.

Storån som är huvudinflödet till Bolmen mynnar i den norra delen av sjön. Storåns vatten påverkas av jordbruksmark, skogsmark och kärr- och myrmark innan det kommer in i Bolmen, vilket kan vara en av anledningarna till högre färgvärden och näringsämnen i den norra delen av sjön då Storåns vatten är brunt och näringsrikt.

Analys av markanvändning inom Bolmens avrinningsområde visar på en stor tillväxt av skog, framförallt barrträd, som förmodligen markant påverkat brunfärgningen. Vidare har andelen våtmarker minskat, vilket troligtvis har en inverkan på färgtalet. Mer undersökningar behövs emellertid för att fastställa hur våtmarker påverkar brunfärgningsprocessen. Hittills utförd analys indikerar att reduktionen av andelen våtmarker under de senaste 30 åren har påverkat brunfärgning, vilket tillsammans med ökningen av granskog uppvisar de klaraste sambanden med färgtalet i sjön. Strategiska ändringar av aktuell markanvändning och en möjlig övergång eller snarare återgång en mer naturlig markanvändning, behöver undersökas i mycket större omfattning för att ta fram kunskap om vilka åtgärder som skall vidtas för att minska brunfärgningsproblem.

I vårt projekt vill vi skapa förutsättningar för att ta fram en verktygslåda med metoder som kan användas till att förstå brunfärgningsprocesserna, och vilka åtgärder som kan motverka det. Mark och vatten kommer undersökas och redan genomförda åtgärder mot brunfärgning i och runt sjön Bolmen utvärderas, tillsammans med viktiga problemägare och intressenter i Lagans avrinningsområde. Vårt mål är att etablera en bra kommunikationskanal med aktörerna via workshops och andra möten. Vi ska använda geofysiska metoder i kombination med sensorer och undersökningar på plats för att dokumentera hur brunfärgning pågår och vad olika zoner som våtmarker, skogar, ängar och stränder i och vid Bolmen betyder för brunfärgningen. Vi tar även fram metodik för att identifiera och kartlägga områden där olika åtgärder, såsom förändring av markanvändning och vattnets flödesvägar, skulle kunna genomföras för att minska brunfärgningsproblematiken. Vi räknar med att dessa åtgärder också ska kunna användas i flera andra sjösystem i Sverige och globalt.