Horizontal distribution of organic matter, nitrogen and sulfur in the sediments of an eutrophic lake; Årungen, Norway

Abstract

The sediments are an important part of the total lake system that is traditionally underestimated in water management. Knowledge about the lake sediments can give important information on processes in the lake, and the distribution of substances in time and space. Most sediment studies focus on vertical distribution of parameters in the sediments, to reveal historical development in the lake, or to compare between lakes. The complexity of sediment processes arise a need for research on horizontal distribution in the lake. The horizontal distribution of organic matter, tot-N (nitrogen) and tot-S (sulfur) in the sediments in Lake Årungen has thus been mapped in this study. The stochiometry and relation to sediment characteristics have also been investigated. There has been a decrease in the content of all parameters in the last 30 years. From historical distribution in the sediments, it seems like the content of the sediments today is similar to the content back in the 1950s and 1960s. In other words, this could indicate that the supplies have decreased significantly. All parameters showed more variation in the littoral zone than in the rest of the lake. Based on C:S ratio, it seems to have been more anoxic episodes in the profundal. Organic matter seems to be a good predictor for tot-N, however does not explain the tot- S content quite as much. The clay content does not explain the distribution of any of the parameters. This study is one of four on the sediments of Lake Årungen. The findings of these four studies will give a good basis for further research on the sediment processes in Lake Årungen. Hopefully, these studies will enhance the understanding of important lake processes, and improve the management of lakes. Sedimentene er en viktig del av det totale innsjøsystemet. De er imidlertid tradisjonelt sett undervurdert i forvaltning av vannressurser. Kunnskap om innsjøsedimentene kan gi viktig informasjon om prosesser i innsjøen, og om fordelingen av stoffer i tid og rom. De fleste sedimentstudier som er gjort fokuserer på vertikal fordeling i sedimentet eller sammenligner en eller noen få kjerner mellom innsjøer. Det er imidlertid viktig å kjenne den horisontale fordelingen i innsjøen fordi sedimentprosessene er så komplekse. Den horisontale fordelingen av organisk materiale, nitrogen (tot-N) og svovel (tot-S) i sedimenter i innsjøen Årungen i Akershus, har derfor blitt kartlagt i denne studien. I tillegg har støkiometriske forhold og betydningen av sedimentegenskaper for fordelingen av næringsstoffer blitt undersøkt. Det ble funnet en nedgang i innholdet av alle undersøkte parametre i løpet av de siste 30 år. Sammenlignet med den historiske utviklingen i Årungen kan dette tilsvare tilstanden på 1950 og -60 tallet. Med andre ord kan det tyde på at det har vært en tilbakegang i tilførslene fra 1980-tallet. Det ble også funnet at innholdet av organisk materiale, nitrogen og svovel varierte mye mer i littoralsonen enn i resten av innsjøen. Organisk materiale ser ut til å være en bestemmende faktor for tot-N. Når det gjelder tot-S, blir en mindre del av fordelingen i innsjøen forklart gjennom tilstedeværelsen av organisk materiale. Innholdet av leire viser seg ikke å være noen god forklaringsfaktor for noen av variablene. Denne studien er en av fire som undersøker ulike problemstillinger i forbindelse med den horisontale fordelingen av sedimentene i Årungen. Funnene fra disse studiene, vil gi et godt grunnlag for videre forskning på sedimentprosesser i Årungen. Det vil forhåpentlig også være et bidrag til å øke forståelsen for viktige innsjøprosesser og dermed bedre forvaltningen.