| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Vidensstatus for sammenhængen mellem tilstanden i grundvand og overfladevand

4 Den økologiske kvalitet i overfladevande i relation til grundvand

Jens Skriver, Jens Peder Jensen og Tage Dalsgaard

4.1 Problemformulering

Udvekslingen af grundvand mellem overfladevande og de forskellige grundvandsmagasiner kan potentielt påvirke vandkvaliteten mellem på den ene side grundvand og på den anden side vandløb, søer og marine områder. I områder med et højt indhold af næringsstoffer i grundvandet, herunder især fosfor, kan stor tilførsel af grundvand således påvirke vandkvaliteten i søerne negativt, fordi øget næringsstofindhold skaber øget vækst af planktonalger og mere uklart vand. Omvendt kan en stor tilførsel af grundvand med lavt næringsstofindhold have en positiv indflydelse på tilstanden i vandløb, søer og kystnære marine områder, fordi der sker en fortynding af overfladevandenes øvrige hydrauliske tilførsel, der ofte består af mere næringsrigt overfladevand.

Ændret tilstrømning af grundvand kan også direkte påvirke vandføringen i vandløb samt søers vanddybde og dermed en række forhold med betydning for vandkvaliteten. Vandløbenes vandføring har stor betydning for dels de hydrauliske og substratmæssige forhold, for sedimentation samt for de biologiske forhold. I søer har vanddybden stor indflydelse, på både de fysisk-kemiske forhold som eksempelvis hyppigheden og graden af ophvirvling af bundmateriale i forbindelse med blæst, samt indflydelse på de biologiske forhold, som eksempelvis undervandsplanternes dybdemæssige udbredelse.

Udsivning af forurenet overfladevand til grundvandet kan evt. have en negativ indflydelse på grundvandets kvalitet, men sandsynligvis er dette problem af ringe omfang. Forhøjede koncentrationer af miljøfremmede stoffer i grundvand kan ligeledes påvirke vandkvaliteten i vandløb, søer og kystnære marine områder.

Der er i det følgende foretaget en sammenstilling af eksisterende dansk og udenlandsk viden til belysning af eventuelle økologiske konsekvenser for vandløb, søer og marine områder som følge af menneskeskabte ændringer i grundvandsstand og tilførsel af grundvand til overfladevand. Det har været målet at forsøge at afdække eventuelle væsentlige huller i den eksisterende viden.

4.2 Vandløb

4.2.1 Økologiske effekter af vandets mængde

Oppumpning af grundvand og en deraf følgende reduktion i vandføringen vil i de fleste tilfælde medføre en reduktion i det vanddækkede areal af vandløbsbunden. Konsekvenserne for den del af floraen og faunaen der befinder sig i disse områder kan være betydelig, og kan medføre reduktion i antal og udbredelse eller eventuelt en fuldstændig eliminering inden for området. Omfanget af påvirkningen på de biologiske forhold vil afhænge af længden såvel som af hyppigheden af tørlægning, samt en række faktorer som er knyttet til de biologiske forhold. Dette gælder fx. arternes eventuelle tilpasninger til udtørring som følge af morfologiske, fysiologiske eller adfærdsmæssige forhold. Derudover vil tilgangen til mulige refugier være afgørende for både smådyrfaunaen og for fiskefaunaen.

Udover en egentlig tørlægning vil reduktion i vandføringen generelt medføre lavere strømhastigheder med deraf følgende øget tendens til sedimentation af sand og finere partikler. Sådanne ændringer af bundforholdene er rapporteret i mindre vandløb i forbindelse med lave afstrømninger, idet der ofte sker en fuldstændig overlejring med sand eller aflejring af silt som lukker og sammenkitter de små åbninger og sprækker i bundsedimentet. Dette forringer de biologiske forhold for både smådyr og for fisk (Wood and Armitage 1999; Wood et al. 1999). Men de store vandføringer har ligeledes betydning for bundforholdene og dermed for de biologiske forhold, idet de store afstrømninger er afgørende for at vandløbsbunden omlejres, hvorved de finkornede fraktioner resuspenderes og omlejres.

I vandløb som hvert år har reduceret vandføring eller som helt mangler vand i en kortere eller længere periode har faunaen på forskellig vis tilpasset sig de aktuelle livsbetingelser (Hynes 1970). Fx. har mange arter af smådyr udviklet en livscyclus som på forskellig måde betinger, at eksistens er mulig på trods af de vanskelige livsbetingelser. Tilpasninger til udtørring kan bl.a. være evnen til at søge ned i vandløbsbunden, og her overgå til et inaktivt stadie (diapause) som først kommer frem i vandløbet igen når der på ny er vand til stede. En sådan tilpasning ses fx. hos visse arter af slørvinger. Andre måder at klare en udtørring kan være, at det voksne insekt tilbringer sit voksenliv på land i et inaktivt stadie samtidig med at vandløbet er udtørret. Æg som tåler udtørring kan også være løsningen på manglende vand. Denne tilpasning ses hos bl.a. visse vårfluer. Andre dyr vælger at forlade den vandløbsstrækning som tørrer ud ved passiv drift med strømmen som det typisk ses hos vandløbets smådyr. Visse andre arter af smådyr kan ikke klare forholdene med lidt eller slet intet vand. Alligevel vil nogle af disse arter meget hurtigt genfindes i vandløbet når vandet vender tilbage. Årsagen er at disse dyr har en særlig evne til at sprede sig og derved genindvandrer enten ved flyvning af voksne insekter eller ved vandring af de vandlevende stadier op mod strømmen. For arter der flyver som voksne insekter vil især arter der har flere generationer årligt være blandt de første arter til på ny at genindvandre.

På trods af visse arters evne til at overleve perioder med ugunstige hydrologiske forhold vil hovedparten af smådyrfaunaen blive påvirket i forskelligt omfang af udtørring eller betydelig reduktion i den normale vandføring. Effekterne på smådyrfaunaen er en generel reduktion i artsantallet og i individtætheden. Undersøgelser af rekoloniseringen (genindvandringen) viser, at denne i nogle tilfælde vil foregå hurtigt, og allerede vil være tæt på det normale efter et år. Mens den i andre tilfælde vil tage to til flere år.

Forskellige indeks har været anvendt til at identificere effekter på smådyrfaunaen. I England anvendes BMWP og ASPT til biologisk monitering af vandløb (Armitage et al. 1983). Disse indices er baseret på en overordnet identifikation af faunaen. Forskellige score værdier er knyttet til de enkelte faunagrupper afhængigt af deres generelle følsomhed. BMWP værdien udgør den samlede score, mens ASPT værdien udgør den gennemsnitlige score pr. faunagruppe. Der er blevet påvist mindre værdier af disse udtryk i vandløb påvirket af ringe vandføring, hvilket svarer til en mere artsfattig fauna bestående af mere robuste arter. I Danmark har systemet Dansk Vandløbsfaunaindeks, DVFI (Miljøstyrelsen 1998) forsøgsvis været afprøvet på stationer under det nationale overvågningsprogram som både har biologiske og hydrologiske data. De foreløbige resultater har ikke været helt entydige. DVFI har dog vist en overordnet sammenhæng med de hydrologiske forhold som bekræfter at vandløb med et reduceret hydrologisk potentiale har generelt dårligere miljømæssige forhold. Et specialtilfælde af reduceret vandføring ses i danske vandløb i forbindelse med den såkaldte "døde å" strækning ved dambrug. En undersøgelse af 5 dambrug har vist varierende ændring af faunaen i disse strækninger. Dels i form af kvalitative og kvantitative ændringer i faunaen ved især et enkelt af dambrugene. Og dels i form af reduktion i faunaklassen ved to af de fem dambrug (Skriver et al. 2001).

Der er i England udviklet et særligt system (LIFE) baseret på smådyrfaunaen til kvantificering af effekten som følge af ændring af de hydrauliske forhold (Extence et al. 1999). Systemet er baseret på at de enkelte smådyrarter som er blevet inddelt i 6 grupper afhængigt af deres præferens for strømhastigheden. Denne inddeling er foretaget på baggrund af ekspertvurderinger. Herefter tildeles hver enkelt art en score værdi som er baseret dels på individantallet i en semi-kvantitativ ketcherprøve og dels på indplaceringen i ovennævnte strømpræferens grupper. Det endelige resultat, kaldet LIFE scoren, findes som summen af alle arternes score værdier divideret med antallet af arter. I den engelske undersøgelse som var baseret på naturlige forskelle i afstrømningen (våde og tørre år) blev der fundet en entydig sammenhæng mellem LIFE værdien og forskellige hydrologiske udtryk, idet LIFE scoren var signifikant lavere i år med ringe vandføring (figur 4.1). Smådyrsamfundene reagerer således på de hydrologiske forhold under naturlige omstændigheder. Dette er utvivlsomt også tilfældet i forbindelse med menneskeskabte påvirkninger.

Figur 4.1.
Sammenhæng mellem hydrologiske og økologiske (b og c) udtryk i et engelsk vandløb (Extence et al. 1999). En høj LIFE score opnås når faunaen generelt består af strømelskende arter. 180 day RSM angiver den gennemsnitlige vandføring gennem de seneste 180 "sommerdage" (running summer mean).

Der er foretaget enkelte undersøgelser af effekten på ørred og laks, hvor grundvandsindvinding har medført udtørring eller reduktion i vandføringen i vandløb, men hovedparten af de undersøgelser der er beskrevet for fisk skyldes naturlig tørke som følge af væsentligt mindre nedbør end normalt. Umiddelbart efter en egentlig udtørring er det generelle billede, at bestandene af fisk vil blive elimineret. De længerevarende konsekvenser har været meget forskellige. Der er således rapporteret om fuldstændig normale forhold med hensyn til artssammensætning og samlet biomasse i det efterfølgende år med normale nedbørs- og vandføringsmæssige forhold. Dette var betinget af en hurtig rekolonisering fra nærtliggende vandløbsstrækninger som ikke havde været udtørret. I andre tilfælde tager det flere år med normale nedbørsforhold før fiskebestanden opnår den tidligere artssammensætning, tæthed og aldersstruktur.

For ørred og laks er der dokumenteret elimination af en eller flere årgange af fisk. Dødelighed har været konstateret som følge af svampeangreb på æg hos kildeørred i tre undersøgte vandløb i forbindelse med stærkt reduceret vandføring. Og dødelighed har været konstateret for hele den yngste årgang af yngel hos laks ved reduceret vandføring – muligvis som følge af forhøjede temperaturer.

Sammenlignet med den normale tæthedsafhængige dødelighed hos ørred er der i flere tilfælde konstateret et øget tab af yngel og 1 års fisk. Dette er blevet kædet sammen med en reduktion i de tilgængelige levesteder (egnet habitat) for ørred på grund af det mindre vanddækkede areal. En sådan reduktion i en eller flere årgange kan i visse tilfælde medføre, at antallet af smolt (ørred der bliver blanke og vandrer ud i havet) efterfølgende reduceres. Dette er påvist for en population af havørred, og medførte senere at antallet af gydemodne ørred der vandrede tilbage fra havet var tilsvarende reduceret. Effekten af en reduktion i vandføringen påvirker derfor ikke kun fiskebestanden kortvarigt, men kan række et antal år ud i fremtiden.

Reduktion i væksten er også blevet konstateret hos ørred der har været udsat for tørke. Konsekvensen for unge havørred var, at størrelsen ved smoltificering ligeledes var reduceret. Dette medførte forøget dødelighed ude i havet og færre kønsmodne ørred vendte siden hen tilbage for at gyde.

I forbindelse med oppumpning af grundvand nær floden Piddle i Dorset, er det blevet beregnet, at oppumpningen på visse strækninger kan forårsage et tab i habitatarealet for yngel og 1-års ørred på op til 77%. Det blev endvidere dokumenteret, at antallet af ørred var lavere på strækninger som var påvirket af oppumpning af grundvand. Modeller der beregner det tilgængelige habitat areal for ørred er i flere tilfælde blevet anvendt i England i forbindelse med beslutning om tilladelse til indvinding af grundvand. En række metoder til fastsættelse af økologisk acceptabel vandføring er behandlet i afsnit 4.3.

Bentiske algers biomasse, produktion, diversitet og artsantal reduceres ved store afstrømninger som følge af både en fysisk "afslibning" af faste substrater samt transport og omlejring af sedimentet. Men også udtørring forårsager en reduktion i algernes biomasse og produktion. De bentiske alger når dog hurtigt tilbage til tidligere niveauer – typisk inden for få uger. Også makrofytterne påvirkes, idet en egentlig udtørring af mindre vandløb forårsager en eliminering af de egentlige vandplanter. Afhængigt af de hydrologiske forhold er det muligt, at skelne mellem forskellige plantesamfund, idet de enkelte arter udviser forskellig tolerance for kortere eller længere tids udtørring. I forbindelse med ansøgning om tilladelse til indvinding har det i England været overvejet om der eventuelt kan meddeles yderligere tilladelser til indvinding, såfremt der ikke foretages skæring af makrofytterne i vandløbet. Herved kan det vanddækkede areal opretholdes med mulighed for mindre skadevirkning på de biologiske forhold.

4.2.2 Økologiske effekter af næringsstoffer

Næringsstof niveauet har betydning for algernes primærproduktion – i det mindste ved lave koncentrationer. Næringsstof niveauet i danske vandløb betragtes dog generelt som så højt, at yderligere tilførsel ikke bevirker øget algebiomasse. I upåvirkede eller svagt påvirkede vandløb vil en øget tilførsel af fosfor imidlertid ofte give anledning til en øget algebiomasse. I en række danske vandløb havde den maksimale algebiomasse i forårsperioden således signifikant sammenhæng med det gennemsnitlige indhold af opløst fosfat op til en koncentration på ca. 100 ug/l. Denne sammenhæng blev konstateret på fintkornet sediment, hvorimod der på sten ikke var nogen entydig sammenhæng – muligvis som følge af at algebiomassen blev reguleret af algeskrabende insektlarver. Der ses derimod ingen mærkbar påvirkning af de faunamæssige forhold som følge af forhøjet næringsstof indhold. Både invertebratfaunaen og fiskefaunaen kan således have en optimal sammensætning på trods af at såvel kvælstofindhold som fosforindhold ligger langt over baggrundsniveauet.

4.2.3 Økologiske effekter af organisk stof, forsuring og okkerbelastning

Effekten af letomsætteligt organisk stof (BI₅) på makroinvertebratfaunaen i vandløb er veldokumenteret. Med øget indhold af BI₅ ændres makroinvertebratfaunaens artssammensætning og individtæthed. Effekterne på faunaen i vandløb ses primært i forbindelse med direkte udledning af spildevand til overfladevand. Men indirekte effekter kan forventes, såfremt der sker en reduktion i grundvandstilstrømningen til vandløb, hvorved udledte spildevandsbidrag fortyndes relativt mindre. I vandløb med lille vandføring i sommerperioden kan effekten blive betydelig. I små vandløb, hvor spildevandsbidraget stammer fra spredt bebyggelse, behøver effekten dog ikke at blive mærkbar (Fyns Amt 1999). Årsagen hertil er at spildevandet ofte ikke når frem til vandløb som følge af udsivning fra dræn til den omgivende jord. I situationer, hvor spildevand tilføres i form af markante punktudledninger, vil en generel reduktion i grundvandsbidraget derimod medføre en mindre fortynding af spildevand med mulighed for en dårligere miljøtilstand.

Forsuring er ikke et generelt problem i danske vandløb, men lavt pH kan dog forekomme lokalt fx. i forbindelse med dræning af okkerpotentielle jorder (Okkerredegørelsen 1984) og i nåleskovsvandløb på sandbund. På regionalt plan kan forsuring også spille en rolle i sandjords områder, men dog ikke i samme målestok som ved pyritiltning i forbindelse med dræning. Invertebratfaunaen er følsom over for forsuring, og fx. krebsdyr, døgnfluer, og snegle tåler ikke større fald i pH. Derimod er mange slørvinger tolerante over for surt vand. Der er i Norge, Sverige og Tyskland udviklet indeks baserede systemer til beskrivelse af graden af påvirkning af makroinvertebratfaunaen.

Okker udgør et væsentligt problem især i de vestjyske amter, hvor 8-18% af vandløbsstrækningerne er så påvirkede, at de ikke opfylder deres målsætninger (Skriver et al. 1997), som følge af dræning og efterfølgende pyritiltning i den tidligere vandmættede zone. Jernforbindelserne har skadevirkning både på vandløbenes makroinvertebratfauna og på fiskefaunaen. En sænkning af grundvandsspejlet som følge af oppumpning af grundvand til markvanding eller til drikkevandsformål kan få tilsvarende konsekvenser for de biologiske forhold.

4.2.4 Økologiske effekter af pesticider og tungmetaller

Pesticider og tungmetaller kan også have stor betydning for de økologiske forhold i vandløb. Anvendelsen af pesticider i landbrug og skovbrug gennem en årrække har betydet, at en række af disse stoffer kan måles i vandløb (se tabel 3.6). Dette gælder også stoffer som er blevet forbudt, og som ikke længere anvendes. Effekten på de biologiske forhold er gennem årene blevet dokumenteret dels gennem laboratorieforsøg, forsøg i strømrender under semi-naturlige forhold samt undersøgelser i udenlandske vandløb. Direkte anvendelse af værdier fra laboratoriet for lethale og sublethale koncentrationer af pesticider skal tages med forbehold. Disse værdier kan ikke direkte anvendes ved konsekvensvurderinger i vandløbet, idet laboratorieforsøg kun foretages med få arter (typisk robuste) under forhold der er meget forskellige fra de naturgivne forhold. Værdier for pesticider angivet i tabel 3.6 i kombination med værdier af giftighed af pesticider fra laboratorieforsøg kan derfor ikke anvendes til at give et klart bud på de recipientmæssige konsekvenser i danske vandløb. Afhængigt af koncentrationen og typen af pesticider har effekten i udenlandske vandløb i nogle tilfælde være en fuldstændig elimination af hele invertebratsamfundet eller dele heraf. I andre tilfælde har der ikke været nogen målelig effekt. I nogle tilfælde vil påvirkningen i vandløbet kun være på en kort strækning, mens påvirkningen i andre tilfælde vil kunne registreres mange kilometer nedstrøms for et udledningssted. Invertebratsamfundets "recovery" kan tage dage, uger eller måske år afhængigt af rekoloniserings mulighederne. I værste fald vil visse arter ikke kunne vende tilbage fordi afstanden til den nærmeste bestand er for stor.

Effekten af pesticider på fisk kan enten være indirekte som følge af en elimination af makroinvertebratfaunaen der udgør fiskenes fødegrundlag. Eller effekten kan være direkte gennem fysiologiske ændringer og eventuelt øget dødelighed.

Forekomsten af tungmetaller i vandløb er knyttet til partikulært stof aflejret i bundsedimentet. Tungmetallerne kan være af naturlig oprindelse, udledt fra punktkilder, tilført gennem overfladeafstrømning fra marker eller via tilførsel af grundvand. I udlandet er der konstateret markante effekter på de biologiske forhold som følge af forurening af vandløb. I Danmark er direkte udledning fra virksomheder kendt fra fx. Grindstedværket med den konsekvens, at nedstrøms sedimenter og biota har akkumuleret tungmetaller. Det er imidlertid ikke muligt, at afgøre den økologiske betydning af denne udledning af tungmetaller, dels fordi der ikke foreligger oplysninger om tilstanden inden udledningen, og dels fordi udledning af spildevand og fysiske indgreb i vandløbet også har indflueret på den økologiske tilstand.

En anden og mere generel påvirkning med tungmetaller er forårsaget af anvendelsen af kunstgødning. Overfladeafstrømning fra marker kan forårsage tilførsel af tungmetaller i et sådant omfang, at afskåret grøde fra vedligeholdelsen af vandløb må bortskaffes til kontrolleret losseplads fordi gældende grænseværdier for tungmetaller er overskredet. Der er imidlertid ingen undersøgelser der har påvist økologisk skade i danske vandløb som følge af tungmetaller tilført som følge af dyrkning af jorden.

Effekten på de biologiske forhold i vandløb som følge af ændring i grundvandstilstrømningen og dermed mængden af pesticider og tungmetaller vil afhænge af mængden og kvaliteten af det vand der strømmer til vandløb, eller som udvindes til fx. vandforsynings formål. Effekten på de biologiske forhold i danske vandløb er endnu dårligt kendt, og kan være vanskelig at adskille fra andre antropogene påvirkninger. For eksempel vil vandløb i landbrugsoplande typisk være både regulerede og vedligeholdte, samtidigt med at de kan være belastede med spildevand og eventuelt tidligere være udsat for ulovlige udledninger.

4.2.5 Samlet vurdering af betydningen af de hydrologiske forhold

De hydrologiske forhold har stor betydning for bundsubstratet i vandløb gennem både erosion og sedimentation. Strømmen får derved indirekte betydning for de biologiske forhold på alle niveauer. Derudover afspejler ændringer i vandføringsforholdene sig i en række andre forhold som ligeledes har stor betydning for både primærproducenter, makroinvertebrater og fisk. Blandt disse kan nævnes strømhastigheden, iltindholdet, temperaturen, indholdet af næringssalte samt indholdet af forurenende stoffer i form af næringssalte, organisk stof og pesticider. Samspillet mellem tilstrømningen af grundvand og de hydrologiske forhold i vandløb er derfor afgørende for tilstedeværelsen af et alsidigt plante- og dyreliv. Især i mindre vandløb har dette samspil stor betydning. Der er imidlertid på nuværende tidspunkt i Danmark ikke indsamlet viden i større omfang der muliggør en forudsigelse af ændringer på de biologiske forhold som følge af ændringer i de hydrologiske forhold. Det vil her være væsentligt at kunne forudsige om en given målsætning kan forventes overholdt som følge af et givet indgreb i vandløbet.

4.3 Søer

Som nævnt i indledningen og som også afspejlet ved litteratursøgningen findes der kun meget få danske undersøgelser med fokus på grundvandet og dets interaktioner med søer og deres vandkvalitet. I det følgende giver vi en baggrund for grundvandets betydning for vandkvaliteten i søer suppleret med en række eksempler på hvordan grundvand i forskellige sammenhænge har påvirket søernes vandkvalitet.

4.3.1 Økologisk effekt af grundvandets indhold af næringsstoffer og pesticider

Søers næringsstofindhold er afgørende for vandkvaliteten, hvor høj næringsstoftilførsel fører til ringe vandkvalitet med uklart vand og mindsket biologisk mangfoldighed. Sammenhængen mellem næringsstoftilførsel og vandkvalitet er ikke altid lineær, og ikke mindst i området med fosforkoncentrationer mellem 0,02 og 0,2 mg P/l ses ofte meget store forskelle i vandkvaliteten og et skift fra den klarvandede og biologisk diverse sø til den uklare sø med et mindre varieret plante- og dyreliv (se fx. Jeppesen mfl., 1997). Skiftet mellem den uklare og klarvandede tilstand sker i lavvandede søer oftest mellem 0,05 og 0,15 mg P/l. Her kan forholdsvis små forskelle føre til store ændringer.

Som nævnt tidligere vil grundvandets indhold af næringsstoffer ofte være så lille i forhold til den øvrige tilførsel at grundvand generelt har en positiv indflydelse på søers vandkvalitet. Som det imidlertid også blev nævnt i afsnit 3.3 er grundvandets indhold af fosfor dog tilstrækkelig høj i en del områder til at det må forventes at kunne påvirke søtilstanden i negativ retning.

Som beskrevet i afsnit 3.4 indeholder en betydelig del af grundvandsmagasinerne rester af pesticider. Problemets omfang i forhold til påvirkninger i vandmiljøet er indtil videre stort set ukendt. Største effekter forventes i intensivt dyrkede områder og samtidigt også mest i de mindre søer, hvor fortyndingseffekten er mindst. På grund af opblanding vurderes effekten dog ikke at være så akut som ved vandløb, hvor kortvarige pulser med stor koncentration kan have stor betydning.

4.3.2 Eksempler fra danske søer

I det følgende er der givet nogle eksempler på hvordan grundvandet i forskellige sammenhænge kan påvirke danske søers miljøtilstand. Dels som følge af ændret vandstand eller temperatur betinget af klimatiske variationer og dels som følge af menneskelig påvirkning af grundvandstilførsel.

Betydningen af ændret vandstand i Ræv Sø

Rævsø er et eksempel på de effekter, der kan ses af ændringer i vandstand efter nedbørsrige år og stormfald. Den lille næringsfattige hedesø, Rævsø, ligger på udvaskede sandaflejringer i den tidligere tunneldal, Tingdalen i Midtjylland. Data stammer fra Hagelskær mfl. (1988) samt Århus Amt (upubliceret).

Søen, som er fredet, er ionfattig med lav eller ingen alkalinitet og en pH på 5-6. I 1977-80 var søen klarvandet med en sigtdybde på 4-7,8 m og store dele af bundet var dækket af grundskudsplanter (Strandbo, Tvepibet Lobelie og Sortgrøn Brasenføde). Koncentrationerne af planteplankton, fosfor og kvælstof var lave (Fig. 4.2).

Efter år med kraftig nedbør og sammenfaldende med et stormfald i søens opland steg vandstanden markant, så søens areal blev udviddet med omkring 50%, fra 4,6 til 6,8 ha og vandvolumet med 30%. Vandstandsstigningen og udvaskning af næringsstoffer og humusstoffer ændrede søens miljøtilstand radikalt. Søen blev brunvandet og koncentrationen af fosfor og kvælstof øgedes med en faktor 2-3 (Fig. 4.2). Det var især den organiske fraktion af fosfor og kvælstof, som blev større, formentlig bundet i opløste og partikulære humusstoffer. Samtidigt steg alkaliniteten en smule, hvilket bl.a. kan tilskrives en stigning i silikat. Det uklare vand betød at stort set alle karakteristiske grundskudsplanter forsvandt. Derimod steg algemængden målt som klorofyl a fra skønsmæssigt 10 m g/l til målte værdier på op til 82 m g/l og vandet blev mere uklart.

Siden er der sket et gradvist fald i næringsstofniveauet og alkaliniteten, uden at det dog i dag har nået niveauet fra 1970´erne. Der er tegn på at klorofyltoppene, som typisk forekommer i august-september, er aftaget i størrelse. Vandets klarhed udtrykt ved sigtdybden målt med en nedsænket hvid skive er i overensstemmelse hermed steget fra midten af 80érne til slutningen af 90´erne, men var dog stadig i 1997 væsentligt under niveauet i 70´erne.

Rævsø er således et illustrativt eksempel på at markante ændringer i grundvandsstanden her i kombination med stormfald kan have særdeles store og længerevarende effekter på miljøtilstanden i næringsfattige grundvandsfødte søer.

Betydning af grundvandsindpumpning for fosfor og kvælstof i Kvie Sø

Kvie Sø i Ølgod kommune er ligeledes en næringsfattig, lobeliesø. I forbindelse med en kalkforurering af søen i 1992, blev der i 1993 iværksat en indpumpning af grundvand for at reducere alkaliniteten og brunfarvningen af søvandet (Ribe amt, 2001). Indpumpningen fortsatte indtil starten af 1999.

Se her!

Figur 4.2.
Udviklingen i Ræv Sø 1975-2000.

I perioden 1993 til 1998 faldt årsgennemsnittet af totalfosfor og totalkvælstof fra 0,089 mg P/l og 1,37 mg N/l til 0,055 mg P/l og 0,091 mg N/l. Siden 1998 er koncentrationerne igen steget og var som årsmiddel i 2000 på 0,091 mg P/l og 0,13 mg N/l. Stigningen i koncentrationen af fosfor og kvælstof kan være forårsaget af, at der ikke længere pumpes grundvand ind i søen (Ribe amt, 2001). I perioden 1993 til 1999 steg sigtdybden i søen fra 1,2 til 1,6 m, men faldt i 2000 til 1,3 m som årsgennemsnit.

Selvom årsagen til ændringerne i næringsstofindhold og sigtdybde i Kvie Sø ikke entydigt kan tilskrives forskellig grad af grundvandsindpumpning indikerer det alligevel muligheden for at påvirke søtilstanden via grundvandstilstrømningen – i dette tilfælde er grundvandet indhold af næringsstoffer tilsyneladende lavt nok til at have en positiv indflydelse.

Betydning af grundvand for søers vandtemperatur (Søbygård Sø og Væng Sø)

Grundvandet kan også have betydning for søvandets temperatur og dermed blandt andet være en væsentlig faktor i diskussionen vedr. klimaændringer. Grundvandets betydning kan illustreres med to søer fra Midtjylland, hvor grundvandsandelen af den samlede vandtilførsel er vidt forskellig. Således er vandtemperaturerne i vintermånederne 0,5-0,7 ^oC højere i den 90%-grundvandsfødte Væng Sø end i Søbygård Sø, hvor kun 10% af vandtilførslen stammer fra grundvand (Tabel 4.1).

Tabel 4.1.
Den gennemsnitlige vandtemperatur (^oC) i Væng Sø og Søbygård Sø i vinter- og sommermånederne. Kun data hvor der er målt på samme datoer er medtaget. Grundvandets andel af den samlede vandtilførsel udgør omkring 90% i Væng Sø og 10% i Søbygård Sø.

Betydningen af varierende vandstand i den lavvandede Holm Sø

Holm Sø, der er en af overvågningssøerne, er en næringsfattig og klarvandet lobeliesø beliggende nordvest for Oksbøl. Søen har kun en middelvanddybde på 0,8 m (opmålt ved 12,02 m DNN) og samtidigt en meget varierende vandstand, der blandt andet skyldes varierende grundvandsspejl i forbindelse med nedbørsrige og nedbørsfattige år. Om sommeren betyder den lave vandstand, at store dele af søbunden tørlægges, mens høj vandstand i vinterhalvåret til gengæld betyder at nærliggende hedearealer oversvømmes.

Vandstanden i søen varierer i løbet af sommeren typisk med omkring ½ m med den laveste vandstand om sommeren (Fig. 4.3). Derudover varierer vandstanden i søen også betydeligt fra år til år afhængig nedbørsforhold, hvilket betyder at gennemsnitsdybden om sommeren også kan variere betydeligt. Et eksempel er årene 1995-96 hvor vandstanden om sommeren i 1995 lå på omkring 11,8 m (DNN), mens den i sommeren 1996 nåede ned på 11,2 m.

Figur 4.3.
Målinger fra Holm Sø i Ribe amt, der viser vandstand (over DNN), søvandets indhold aftotal fosfor og klorofyl.

Perioder med lav vandstand har stor betydning for indholdet af fosfor i søvandet, hvilket ses af de markant højere koncentrationer, der blev set i især 1996 og 1992 i forbindelse med meget lav vandstand. I disse perioder blev fosforkoncentrationen mere end 5-doblet og øget fra et niveau på omkring 0,02 mg P/l til 0,12-0,18 mg P/l. Denne sammenhæng skyldes at den meget lave vandstand øger opkoncentreringen og fører til større påvirkninger fra sedimentet, herunder også forøget muligheden for ophvirvling af sediment i forbindelse med blæsende perioder (Ribe amt, 2001). Resuspension af sediment er kendt for ofte at kunne føre til markant forhøjede koncentrationer af suspenderet stof og næringsstofindhold inden for korte tidsrum i lavvandede søer.

4.4 Marine områder

De kystnære danske farvande er som hovedregel belastede med næringsstoffer med en større eller mindre eutrofiering til følge. Primærproduktionen er i den største del af året begrænset af tilgængeligheden af kvælstof, og det er således tilførsel af kvælstof, der fastholder kystvandene i den eutrofierede tilstand. Kvælstoftilførslen via åerne til det marine miljø er godt kendt idet det hvert år opgøres ud fra et stort antal målinger i de danske vandløb. Mængden af kvælstof der tilføres med grundvand, der siver direkte ud i det marine miljø, kendes derimod ikke.

Det er for nuværende ikke muligt at forudsige præcise konsekvenser af tilførsel af næringssalte til kystnære farvande, og dermed heller ikke muligt at forudsige effekten af grundvandstransporterede næringsstoffer. De mere kvalitative sammenhænge er dog kendte: Øget næringsstofbelastning medfører et skifte fra stabile miljøer med havgræsser over mod mere ustabile miljøer domineret af makroalger og phytoplankton med en større hyppighed af iltsvind. Skiftet mod mere ustabile miljøer medfører også et skifte i faunasammensætningen mod en mindre divers fauna, hvor arter med stor spredningskapacitet og større tolerance mod iltsvind dominerer.

Der er kun ganske få publikationer, hvor sammenhængen mellem grundvandstilførte næringsstoffer og den økologiske tilstand i kystvande er undersøgt. I 2 tilfælde er udbredelsen af havgræsser forsøgt korreleret til kvælstoftilførsel via grundvand. I det ene tilfælde var det ikke muligt at påvise nogen sammenhæng (Rutkowski et al. 1999), mens der i det andet tilfælde var en fin negativ korrelation mellem kvælstoftilførsel og biomassen af ålegræs (Lyons et al. 1995). Der blev også fundet en positiv sammenhæng mellem kvælstoftilførsel og biomassen af makroalger.

I de danske farvande er effekten af næringssalte tilført med grundvand ikke undersøgt. Imidlertid eksisterer der en undersøgelse af relationen mellem total kvælstof i vandet og dybdegrænserne for bundvegetation (Nielsen et al. 1989). Dybdegrænsen angiver den maksimale dybde en given plante kan vokse på, og på større dybde er der for lidt lys til at planten kan klare sig. Der blev fundet en negativ korrelation mellem kvælstofindholdet i vandet og dybdegrænsen for både rodfæstede planter, brunalger og andre makroalger. Større kvælstofindhold i vandet mindsker således muligheden for at have en udstrakt bundvegetation i de kystnære farvande. Det er imidlertid ikke trivielt at estimere kvælstofindholdet i vandet ud fra kendskab til tilførslen af kvælstof og nogen relation mellem kvælstoftilførsel og bundvegetationens udbredelse kan således ikke opstilles.

I en mere overordnet artikel beskriver Valiela et al. (1990) effekterne af kvælstoftilførsel via grundvand. De konkluderer, at effekterne er: 1) En mindre stigning i næringssaltkoncentrationerne, 2) Væksten af løstliggende makroalger øges kraftigt, 3) Væksten af ålegræs nedsættes, 4) Hyppigheden af iltsvind forøges og 5) Faunaen ændres til en mere iltsvindstolerante typer. Disse konklusioner er understøttet af undersøgelser fra Waquoit Bay, Massachussetts.

4.5 Konklusion

Betydningen af den kvantitative og kvalitative tilførsel af grundvand for den miljømæssige tilstand i vandløb, søer og marine områder må forventes at aftage i den nævnte rækkefølge. For søer vil der dog være tilfælde, hvor disse er lige så følsomme for grundvandstilskuddet som tilfældet er i mindre vandløb. Samspillet mellem de hydrologiske og biologiske forhold kan imidlertid endnu ikke betragtes som fuldt belyst.