Langtidsutvikling for veinære innsjøer utsatt for veisaltavrenning, studert med paleolimnologiske metoder

Abstract

Veisalt brukes for å sikre gode kjørevilkår på veiene under vinteren i Norge, men veisaltavrenning kan føre til fysiske, kjemiske og biologiske konsekvenser i innsjøer. Veisaltavrenning kan føre til permanente saltsjiktninger i innsjøer på grunn av saltvannets høye tetthet. Dette kan påvirke primærproduksjonen i innsjøer på grunn av endrede vekstforhold. Denne oppgaven fokuserer på om veisaltavrenning til veinære innsjøer har ført til økt eller minket primærproduksjon. Ved hjelp av paleolimnologisk metode er langtidsutviklingen i tre veinære innsjøer undersøkt: Søndre Brutjern, Kutjern og Tussetjern. Vannkvaliteten i innsjøene har tidligere blitt undersøkt av Statens Vegvesen som målte sterkt utviklede oksygen- og saltgradienter i innsjøene. Langtidsutviklingen i innsjøene ble undersøkt ved å analysere en sedimentsøyle fra hver innsjø, som ble samlet inn i august 2017. Sedimentsøylene ble estimert datert ut fra målt cesium-137 og pigmenter ble målt for å bestemme total klorofyll a i sedimentet som er et mål på primærproduksjonen i innsjøer. Dry bulk density ble bestemt fra tørrstoffinnhold og volum og gir informasjon om sedimentet domineres av organisk eller mineralsk materiale. Principal component analysis (PCA) ble utført for å sammenligne pigmentsammensetningen i innsjøene og forklare variasjonen mellom de ulike variablene. Ledningsevne, oksygen og temperatur ble målt gjennom vannsøylen under feltarbeidet. Resultatene viste at innsjøene var saltsjiktet med anoksisk bunnvann, trolig på grunn av veisaltavrenning. Primærproduksjonen har totalt sett økt i alle innsjøer gjennom de estimerte tidsperiodene. Flere ulike faktorer kan ha påvirket dette så det er vanskelig å skille ut en klar årsak til endringer i langtidsutviklingen for primærproduksjon i innsjøer. For Kutjern er sannsynligvis klima og humus viktige faktorer for endring i vekstforhold for algene. I Søndre Brutjern samsvarer økning i primærproduksjon med økt temperatur i de to varmere klimaperiodene 1930-1950 og 1990-2016. I Tussetjern samsvarer økning i primærproduksjon med økt tilgang til næringsstoffer. Hvorvidt veisaltavrenning har påvirket primærproduksjonen er usikkert. Det bør derimot ikke utelukkes at veisalt har påvirket innsjøene da det ble målt høye ledningsevner og saltgradienter ved feltarbeid. Statens vegvesen bør fortsette sine undersøkelser i innsjøene for å følge utviklingen i vannkvalitet fremover. Fremtidig forskning kan undersøke om det er et skifte i artssammensetning til mer salttolerante arter i innsjøene.

Road salt is used to ensure safe driving conditions on the roads during winter in Norway, but road salt runoff may lead to chemical, physical and biological consequences in lakes. Road salt runoff can cause a permanent salt gradient in lakes because of the high density of saltwater. This may affect the primary production in lakes because of changes in growing conditions. This thesis is focusing on if the road salt runoff to roadside lakes has caused an increase or decrease in primary production. This is studied with paleolimnological methods in three roadside lakes: Søndre Brutjern, Kutjern and Tussetjern. The water quality in these lakes were previously examined by the Norwegian Public Roads Administration, who measured strongly developed oxygen- and salt gradients in the lakes. The long-term development was examined by analysing a sediment core collected in August 2017 from each lake. The sediment cores were estimated dated from measured cesium-137 and pigments were measured to determine the amount of total chlorophyll a, which is a measure of primary production in lakes. Dry bulk density was determined from dry weight and volume, and gives information about the sediment composition. Principal component analysis (PCA) was used to compare the pigment composition in the lakes and illustrate the variations for the different variables. Conductivity, oxygen and temperature were measured in the water column during the fieldwork. The results showed that the lakes had developed a salt gradient and the bottom water was anoxic, possibly because of road salt runoff. The primary production has increased in all lakes through the estimated time periods. Several different factors may have affected this and therefore it is difficult to define a specific cause to changes in the long-term development of primary production. Climate and humus are probably important factors for altering the growing conditions for algae in Kutjern. In Søndre Brutjern the increases in primary production correspond to increasing temperature in the two warmer climate periods of 1930-1950 and 1990-2016. In Tussetjern the increases in primary production correspond to increasing access to nutrients. Whether road salt runoff has affected the primary production in the lakes is uncertain. It should however not be excluded that road salt has affected the lakes since high conductivity was measured and the lakes had developed a salt gradient during the field work. The Norwegian Public Roads Administration should continue their research in the lakes to monitor the development in water quality. Future research may examine if there has been a shift in the species composition to more salt tolerant species in the lakes.