Náttúrufræðingurinn - 2020, Qupperneq 73

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
73
8. mynd. Á myndum A–C má sjá hlutföll leysts fosfórs, A) P-total (TDP), B) PO4 (DIP), C) P-total (TDP), á móti styrk leysts ólífræns köfnunarefnis
(DIN) í lindum og útfalli Þingvallavatns við Steingrímsstöð. Brotalínan táknar það hlutfall næringarefna sem er nauðsynlegt ljóstillífandi lífverum
(Redfield-hlutfallið). Neðan línunnar takmarkar köfnunarefni (N) vöxt þörunga en ofan línunnar takmarkar fosfór (P) vöxtinn. Mynd 8C sýnir á ein-
faldaðan hátt hvernig frumframleiðni (1 og 3) og köfnunarefnisákoma og/eða binding úr andrúmslofti (2) hefur áhrif á P og N á dvalartíma vatnsins
í Þingvallavatni, og má skýra styrkbreytingar efnanna með þessu. – The ratio of dissolved phosphorus and nitrogen. The broken line represents
the Redfield ratio, which is the elements molar N/P ratio needed in photosynthesis. Below the line the photosynthesis is limited by nitrogen (N)
and above the line by phosphorus (P). Figure 8C shows a simple model that can explain how primary productivity (1 and 3) and nitrogen influx
and /or nitrogen fixation by cyanobacteria (2) affects P/N ratio during the residence time of the water in the lake.
jókst um 16% frá því fyrir iðnbyltingu
til 200535 og samkvæmt gögnum frá
Umhverfisstofnun Bandaríkjanna (EPA)
jókst losun N2O um 8% frá 1990 til 2013.
Spár benda til þess að N2O aukist um
5% frá 2005 til 2020 í Bandaríkjunum,
mestmegnis vegna aukinnar losunar
frá landbúnaði.36 Aukinn styrkur N2O
í andrúmslofti veldur auknum styrk
NO3 í úrkomu. Það veldur aftur auknu
næringarefnaframboði á landi sem
getur haft alvarlegar afleiðingar fyrir
ferskvatnslífríki á svæðum þar sem
ljóstillífun takmarkast af köfnunarefni,
svo sem í Þingvallavatni, og getur leitt
til aukinnar þörungamyndunar sökum
ofauðgunar í vatninu.
Greiningar á köfnunarefni í úrkomu
á Mjóanesi við Þingvallavatn frá 2008
til 2012 og á Írafossi frá sama tíma gefa
ekki til kynna styrkbreytingar á NO3 og
NH4 á þessu stutta tímabili.
37 Styrkur
þeirra er þó mjög breytilegur yfir rann-
sóknartímabilið. Styrkur NO3 og NH4 var
mestur á sumrin þegar vindstyrkur var
lítill og heildarefnastyrkur uppleystra
efna (TDS) í úrkomunni var lítill. Styrkur
NH4 var minni en styrkur NO3 í 35%
sýnanna en allt að fimm sinnum meiri
í 50% sýnanna. Í 15% úrkomusýnanna
var styrkur NH4 meira en fimm sinnum
hærri en styrkur NO3. Hæsti styrkur NH4
í úrkomusýnunum frá Mjóanesi fellur
saman við óvenjuháan styrk brennisteins,
en brennisteinn í úrkomu á þessu svæði
er bæði ættaður úr sjó og úr jarðhita. Því
má telja líklegt að NH4 berist yfir vatna-
sviðið með jarðhitagufum frá Nesja-
völlum og/eða Hellisheiði.
Á 9. mynd er sýndur samanburður á
styrk efna í sýnum frá 19753 og 2007–
2014. Þar sést að tvö efnasambönd,
SO4 og NO3, skera sig úr og er styrkur
þeirra ólíkur á báðum þeim stöðum sem
hér eru bornir saman, Flosagjá 1975/
Silfru 2007–2014 og Vatnsviki 1975/
Vellankötlu 2007–2014. Styrkur annarra
efna í Vatnsviki 1975 er sambærilegur
við styrk þeirra í Vellankötlu og útfall-
inu við Steingrímsstöð en þessi efna-
styrkur var ólíkur í Flosagjá og Silfru
og bendir það til þess, eins og áður kom
fram, að vatn úr þeim sé ef til vill ekki
samanburðarhæft. Styrkur SO4 í sýnum
úr lindunum frá 1975 var að meðaltali
34% meiri en úr sýnum frá 2007–2014.
Sigurður Reynir Gíslason og Peter
Torssander32 sýndu fram á allt að 43%
minnkun á styrk SO4 í Sogi við Þrast-
arlund vegna minnkandi hnattrænnar
mengunar frá 1973 til 2004. Það endur-
speglast í þeim breytingum sem orðið
hafa á styrk SO4 á lindarsvæði Þing-
vallavatns. Styrkur NO3 í lindarsýnum
frá 1975 var hins vegar umtalsvert minni
en í lindarsýnum frá 2007 til 2014. Töl-
fræðigreiningar á þessum gagnasöfnum
sýna að um marktæka breytingu er að
ræða.11 Þessi styrkaukning NO3 í Silfru
og Vellankötlu hefur orðið á sama tíma
og hnattræn aukning við losun NOx
34 og
á styrk N2O í andrúmslofti.
35
Mólhlutföll NO3/PO4 (N/P) í lind-
unum hafa breyst frá 1975 (10. mynd)
úr 4,5 í 6,4 (Flosagjá/Silfra) og úr 2,6 í
5,3 (Vatnsvik/Vellankatla). Aukningin
í Vellankötlu er þó líklega ekki alveg
svona mikil þar sem mæld gildi úr Vatn-
sviki 1975 liggja á milli niðurstaðna
greininga úr Vellankötlu og útfallinu við
Steingrímsstöð 2007–2014, og bendir
það til þess að sýnin úr Vatnsviki 1975
hafi verið blönduð vatni úr vatnsbol
Þingvallavatns (9. mynd), ólíkt sýnum
úr Vellankötlu 2007–2014 sem safnað
var utan áhrifasvæðis vatnsins. Hækk-
andi N/P-hlutfall í lindarvatninu gefur
til kynna aukið framboð köfnunarefnis
í innflæði Þingvallavatns. Hlutfall N/P
var hærra í útfallinu við Steingrímsstöð
á árunum 2009 til 2014 (sýnum frá 2007
og 2008 var sleppt vegna tækjabilunar)
en á Stöð 1 árið 1975, fyrst og fremst
vegna þess að fosfórstyrkur þar var meiri
árið 1975 en í útfallinu árin 2009 til 2014.
Vatnið á Stöð 1 er þó ekki alveg sam-
bærilegt við vatnið í útfallinu, þar sem
um 3 km eru á milli söfnunarstaðanna.
Það þýðir að dvalartími vatns í útfall-
inu er lengri en á Stöð 1. Því má gera ráð
fyrir að upptaka næringarefna hafi verið
meiri í vatninu í útfallinu en á Stöð 1.
A) B) C)
P-total (μmól/l)
0,0
0
4
8
12
16
0,5 1,0
(3) (2)
16N:1P
(1)
N
ó
líf
ræ
nt
(μ
m
ól
/l)
Steingrímsstöð Silfra Vellankatla
0
4
8
12
16
PO4-P (μmól/l)
0,0 0,5 1,0
16N:1P
N
ó
líf
ræ
nt
(μ
m
ól
/l)
0
4
8
12
16
P-total (μmól/l)
0,0 0,5 1,0
16P:1N
N
ó
líf
ræ
nt
(μ
m
ól
/l)
ja
n.
2
00
7
ja
n.
2
00
8
ja
n.
2
00
9
ja
n.
2
01
0
ja
n.
2
01
1
ja
n.
2
01
2
ja
n.
2
01
3
ja
n.
2
01
4
ja
n.
2
01
5
ja
n.
2
00
7
ja
n.
2
00
8
ja
n.
2
00
9
ja
n.
2
01
0
ja
n.
2
01
1
ja
n.
2
01
2
ja
n.
2
01
3
ja
n.
2
01
4
ja
n.
2
01
5
Steingrímsstöð Silfra Vellankatla
PO4 (μmól/l)P-total (μmól/l)
NO3 (μmól/l) NO2 (μmól/l)
NH4 (μmól/l) N-total (μmól/l)
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,00
0,02
20
15
10
5
0