Projektet beskrivelse
Formålet med projektet er at belyse effekten af reaktivt kvælstof på den aktuelle tilstand og fremtidige udvikling for skov, hede, overdrev og klitnatur i Danmark. Vi vil dokumentere, om der er sket en ophobning af kvælstof og organisk stof i jorden, og undersøge, om der er ubalance i forholdet mellem kvælstof, fosfor og andre næringsstoffer i jord og planter i disse naturområder. Vi vil undersøge om ubalance i næringsstof-fer kan knyttes sammen med artsændringer. Betydningen af drift og pleje for balancen mellem nærings-stoffer vil blive undersøgt, og vi vil udvikle forvaltningsværktøjer til at optimere pleje og forvaltning med henblik på at imødegå effekter af kvælstof på skov og lysåben natur.

Formål

• At undersøge miljøkvalitet, naturtilstand og biodiversitet i nye danske søer.
• At fastlægge det fysiske design og de hydrologiske, kemiske og biologiske løsninger, der optimerer miljøtilstand og biodiversitet i nye søer og fastlægger kosteffektive løsninger for forbedringer i etablerede søer.
• At benytte moderne teknik til at måle stofomsætning, udveksling af drivhusgasser (automatiske lys-, temperatur- og iltsensorer), fødekæder, kulstofbalancer (stabile isotoper) og planteudvikling
  (sidescanner og drone).
• At inddrage borgere (citizen science) i undersøgelser af fiskebestandes størrelse og kondition, fuglebestandenes sammensætning og i indsamling af vandprøver.

Over en 3-årig periode (april 2017- april 2020) vil vi måle naturkvalitet og biodiversitet i omkring 30 nye, større søer spredt ud over landet og fastlægge betydningen af søernes fysiske design, vandudskiftning, næringstilførsel og -omsætning. Betydning af beliggenhed for indvandring af arter for at opnå den optimale naturkvalitet og biodiversitet indgår. Arternes biologiske træk (niché karakteristika) og deres faktiske tilstedeværelse vurderes i forhold til de levemuligheder, søerne tilbyder. De detaljerede studier gennemføres over ét år for hver sø.

Vi vil fastlægge størrelsen af næringsfrigivelse ved vanddækning af forskellige jordtyper og vurdere metoder til forbehandling af jorden, så næringsfrigivelsen fra bunden i nyoprettede søer kan minimeres. Vi vil søge at vurdere nye søers tidslige udvikling og indsvingningstid ved sammenligning af søer af forskellig alder og vurdere, hvilket design og hvilken forvaltningsmæssig praksis, som sikrer en optimal tilstand på længere sigt. Vi bakker konklusioner og anbefalinger op ved sammenligning med eksisterende data fra gamle og nye søer i vores databaser.

Vi undersøger søerne som samlede økosystemer og vurderer, hvordan deres tilstand afhænger af oplandet, de nære omgivelser og søernes biologi. Søernes naturkvalitet og biodiversitet afhænger af søernes fysiske udformning, vandkvalitet og næringsforhold, hvorfor målinger af disse kontrollerende forhold er nødvendige. Planterne stabiliserer og skaber levesteder i bredzonen, mens fiskebestandenes opbygning strukturerer fødekæderne og derigennem vandkvaliteten (fx vandets klarhed), især hvis søernes indhold af næringssalte (kvælstof og fosfor) er tilstrækkeligt lavt. Planter, fisk og næringssalte står derfor centralt i undersøgelsen.
Vi inddrager i udvalgte, egnede søer de nyeste automatiske sensorer til kontinuerlig måling af vejret og søernes temperatur, lysforhold og iltindhold, for at opnå et præcist tidsbillede af vandkvaliteten og miljøforholdene. I øvrige søer måles de samme parametre med mellemrum, som sikrer en vurdering af den gennemsnitlige tilstand. De højfrekvente, kontinuerlige målinger tillader daglige beregninger af søernes samlede stofomsætning, som vi udbygger med bestemmelse af udvekslingen af drivhusgasser (CO2, methan og lattergas) med atmosfæren. Det gør det muligt at vurdere nye søers betydning i et klimaperspektiv. Stabile isotoper (kulstof og kvælstof) benyttes til at belyse stoftransportveje i fødekæderne og betydningen af organisk stof tilført søerne. Stabile isotoper analyseres i søer, der dækker spektret i søstørrelse, næringsniveau og udformning af plante- og fiskesamfund.

Studierne af naturkvalitet og biodiversitet fokuserer på planter, fisk og fugles udvikling i forhold til arternes karakteristika, miljøforhold og intern konkurrence i søerne, spredningskilder i oplandet og søernes alder. Planter og fisk har som nævnt en afgørende betydning for søernes naturtilstand og nyder, sammen med fuglene, stor bevågenhed fra borgerne. Ynglefugle og rastende fugle danner et solidt grundlag for biodiversitetsanalyser, og de kan forventes i høj grad at afspejle søernes fysiske udformning, fødeudbud og beliggenhed.

Citizen science benyttes i størst muligt omfang i relevant dataindsamling og for at stimulere interessen for naturen og for naturgenopretning.
Vi vil endvidere samarbejde med projektet ”Genopretning af biodiversitet i vandløb: Strategi og metodevalg”, om at oprette hjemmesider til løbende formidling af – og meningsudveksling omkring projekterne. Vi vil samarbejde med ovennævnte projekt ved formidling af metoder og konklusioner til medarbejdere i konsulentfirmaer, kommuner og statslige styrelser.

Status 2020

Studierne af nye søer har skabt ny viden og et bedre grundlag for at planlægge og forudse deres kvalitet. Her følger nogle vigtige anbefalinger med hensyn til placering, fysisk design, vandkvalitetet og biodiversitet i nye søer.

Placering og fysisk design – Nærings- og kalkfattige søer kan etableres i Vest- og Nordjylland, hvor der er potentiale for indvandring af sjældne og rødlistede arter af planter og smådyr. Næringsfattige, kalkrige søer dannet ved råstofgravning tilbyder levesteder for truede kransnålalger. Etablering af bynære søer dækker et voksende folkeligt ønske om flere rekreative muligheder og naturoplevelser.

I nye søer kan øer og en uregelmæssig kystlinje med vige og holme fremme artsrigdommen af planter og fugle. Søens beliggenhed, størrelse og fysiske udforming bestemmer eksporten af organisk stof og fosfor i sedimentpartikler fra søen og omflytningen fra bølgeeksponerede til stillestående, dybe områder.

Et hensigtsmæssigt fysisk design af nye søer kan således fremme den økologiske kvalitet Vandkvalitet – Den sikreste vej til at opnå en høj vandkvalitet i en ny sø er at etablere den i et udyrket opland, så næringstilførslen af især fosfor udefra bliver lav. Ligger søen på næringsrig jord, kan topjorden graves bort eller pløjes ned for at minimere udslippet af næringsstoffer fra den oversvømmede jord. Alternativt kan sand eller fosforbindende jern tilsættes. Fosforfrigivelsen fra sedimentet er især stor umiddelbart efter etablering af en ny sø, men udgør ikke nødvendigvis et vedvarende problem med mindre søen har en langsom vandudskiftning eller en stor mobil næringspulje i sedimentet. Derfor bliver det afgørende at sikre en lav næringstilførsel udefra. De mest næringsfattige søer opstår i råstofgrave med næringsfattig mineraljord og næringsfattigt grundvand. Næringsfattige søer i råstofgrave kan langtidssikres bedre i fremtiden ved at inddrage karakteristika for de udgravede søer i designet af fremtidige nye søer. Truslen mod biodiversiteten pga. historiske afvandinger og eutrofiering af søer kan derfor modvirkes ved etablering af nye søer, endog næringsfattige søer.

Vandplanters biodiversitet – Arealdækningen af vandplanter i nye søer er tæt knyttet til det belyste areal, som stiger med vandets klarhed og lavere vanddybder. De fleste undersøgte nye søer er næringsrige og lavvandede. De opnåede hurtigt, efter én-to vækstsæsoner, den størst mulige planteudbredelse i tæt overensstemmelse med det belyste bundareal. De undersøgte søer havde udbredt tilstedeværelse af høje næringskrævende arter. Men inddragelse af næringsfattige søer sikrede tilstedeværelse af nøjsomme arter, så 31 søer samlet rummede 72 arter. Med tilstrækkelig variation af miljøforholdene mellem søerne kan en stor andel af den nationale artspulje af vandplanter være repræsenteret i endog ret få søer.

Fisks biodiversitet – Hundestejler kan dominere fiskesamfundet i de første år i en ny sø, men med kontakt til nabosøer eller vandløb vil almindelige arter hurtigt indvandre og etablere pæne bestande efter 2-3 år. Aborres og Geddes etablering kan være forsinket. For nye søers vandkvalitet og fødekæder skal man være opmærksomme på etableringen af rovfisk. En sammenligning mellem nye og naturlige søer viste lidt større repræsentation af Karusse, Suder og Karpe i nye søer, men omvendt flere Brasen, Flire og Hork i naturlige søer.

Artsrigdommen i den enkelte sø afhænger af artsrigdommen i dens opland. Korrigeres for denne effekt var artsrigdommen størst ved pH omkring 8. Artstallet steg med søernes klorofylindhold som tegn på øget næringsrigdom, planteproduktion og flere fisk. Men artstallet faldt ved høj eutrofiering og høj pH over 8. Desuden steg artstallet med søers areal og centrale beliggenhed i det hydrologiske netværk.

Fugles biodiversitet – Der var flere arter og især flere vadefugle i helt nye søer end i naturlige søer. Sjældne arter forekom oftere i helt nye end i naturlige søer. Med øget søalder blev vadefuglene færre, mens rørsumpens arter blev flere, fordi bredzonen vokser til. De nye søer er ledsaget af store fugletætheder, fordi tilgangen på smådyr er rigelig og fiskene, som fødekonkurrenter til fuglene, ikke er fuldt etablerede i søernes allertidligste år. Skal fuglerigdommen fastholdes over tid skal dele af søbredden holdes åben og tilgængelig for vadefugle.

Rekreative interesser – Nye søer er populære. De besøges i stort omfang af lystfiskere, naturinteresserede og motionister. Bynære søer er generelt vigtige natur- og rekreative områder for borgerne; den nye Årslev Engsø ved Århus har flest observationer af alle fuglelokaliteter. Nye søer bidrager til en stor mangfoldighed af arter, især når de varierer indbyrdes i næringsrigdom og beliggenhed. I flere tilfælde sikrer de overlevelsen af meget sjældne og stærkt truede arter Nye søer beriger på talrige måder naturen og landskabet i Danmark.

Status 2019

Arternes tidsudvikling – Fugle og planter indvandrer lynhurtigt. Artstallet af invertebrat-ædere og vadefugle topper typisk allerede i søens første år, hvor konkurrencen fra fiskene er minimal, men derefter falder antallet. Fiskespiserne når et maksimum senere i takt med, at fiskebestandene, der fødes, etableres.

I projektperioden er undersøgt ialt 31 søer.

Studierne omfatter:

1. Fysiske og kemiske målinger i søernes vand og sedimenter
2. Arters tilstedeværelse blandt planter, fisk og fugle over tid
3. Metoder til at begrænse fosforfrigivelse fra sedimentet
4. Frigivelse af klimagasser
5. Fødekædernes opbygning. Dertil kommer flere særundersøgelser. Lad os kort påpege tidsudviklingen for planter, fisk og fugle samt eksempler på fødekæders opbygning.

Planternes artstal topper typisk 10-20 år efter søens etablering, hvorefter det falder, måske fordi sedimentet pga. ophobning af organisk stof bliver mindre egnet til plantevækst.Fiskenes artstal udvikler sig langsommere, når mætning men falder derefter ikke, som planterne og fuglene ofte gør.

Fødekædernes struktur vurderet med stabile kulstof- og kvælstofisotoper i to udvalgte søer – I Nørballe Nor er fødekæden meget lineær, og alle fiskearter har omtrent samme kulstofsignal, som indikerer, at de især fouragerer på åbent vand. Som forventet ligger invertebrater og zooplankton lavest i fødekæden (y-aksens N-15 signal).

Blandt fiskene er skalle og suder lavest, rovfisken aborre ligger højere og gedde øverst. Isotopen N-15 beriges gradvist for hvert led i fødekæden.

Fiskene i Gravlev sø har derimod meget forskellig kulstofisotopværdier. De er mest negative for små skaller (< 10 cm), som især henter føden på åbent vand, mens isotopværdierne for større skaller (>10 cm) og hundestejler viser, at de primært har hentet føden i bredzonen. Fødenettet er mest forskelligartet i Gravlev Sø. Afstandene mellem isotopsignaler mellem forskellige taksonomiske grupper bliver større, når søerne bliver mere næringsrige og uklare som Gravlev Sø. og søen opdeles i en åbenvandszone og en bredzone med hver deres fødekilder og omsætningsveje.

Status september 2017 til september 2018

Højdepunkter i rapporten

Planter, fugle og fisk indvandrer alle ganske hurtigt til nye søer. Vegetationen er allerede veludviklet efter 1-2 år med især småbladede hurtigt voksende arter med effektiv spredning af mange små frø og frit drivende vegetative skud. Vadefugle og insektædende fugle er også tidligt på pladsen. Deres artantal falder over tid, mens fiskespisende fugles artstal stiger. Fiskene indvandrer med større forsinkelse i nye søer uden større tilløb, hvor alene hundestejler dominerer i de første 1 flere år. Forbehandling af jorden inden søetablering har i 100 dages laboratorieforsøg vist sig at hæmme frigivelsen af fosfor til vandet – resultaterne fra feltforsøget i den helt nye Rønnebæk Sø afventes med spænding. Frigivelsen af drivhusgasser umiddelbart efter etableringen af samme Rønnebæk Sø var særlig stor (stor indledende nedbrydning af organisk stof i landbrugsjorden) sammenlignet med noget ældre nye søer.

 

Generelt

Analyse af fysiske, kemiske og biologiske data i de nye søer sidste år er udført som planlagt. Enkelte huller i kemidatasættet pga. den sene vinter med islægning, som umuliggjorde prøvetagning, vil blive dækket i den kommende vinter.

Sara Egemose, SDU har lavet en oversigt over samtlige fysisk-kemiske data i de hidtidigt undersøgte søer fra 2017, som vedhæftes. Lars Båstrup-Spohr, FBL har udført en større analyse af data om vandplanter fra alle nye søer, som også vedhæftes. Af begge analyser fremgår det, at langt de fleste nye søer er lavvandede og stærkt næringsrige med lav gennemsigtighed i vandet. Endvidere er der ikke signifikante forskelle mellem miljøforholdene i de nye søer og i gamle naturlige søer, hvad angår størrelsen og de fysisk-kemiske forhold. Så de nye søer, vi hidtil har udvalgt, er fuldt repræsentative.

For at sikre større spredning af miljøgradienter i vores studium blev det imidlertid besluttet i 2018 at inddrage lidt dybere og formodentlig mere næringsfattige søer i datasættet; valget faldt på Fuglsang Sø og Lillelund Engsø ved Herning og Kerteminde Sø. For bedre at dække hele tidsforløbet, inklusive de allerførste år efter etablering af nye søer, blev det besluttet at inddrage Birkesø i Lille Vildmose og fire søer ved Næstved. Næstved søerne dækker en tidsperiode fra 1 til 5 år. AAGE V. JENSEN NATURFOND så gerne, at vi inddrog den nye Birkesø. Det har vi gjort, inklusive en særanalyse (FBL, KU) af ændringerne i sedimentet fra før etablering i efteråret 2017 til foråret og sommeren i 2018 efter etablering af søen.

Status 2017

Undersøgelsen er i sin tidlige fase, men kører som planlagt og for fuld kraft. I 2017 er 10 søer undersøgt intensivt ud over hele landet. Indledende studier er desuden indledt i 4 helt nye søer (0-2 år gamle) ved Næstved. Ti faste forskere er tilknyttet projektet. To Ph.D. studerende blev som planlagt ansat i maj måned, og fire bachelor- og en specialstuderende er tilknyttet projektet.

Intensive studier på ti søer

Her i projektets første år: maj 2017 – april 2018 undersøger vi i alt ti søer:

1. Alsønderup Engsø
2. Botofte Skovmose
3. Filsø – Mellem Sø
4. Gravlev Sø
5. Gyldensteen Sø
6. Jordbro Å Sø
7. Nørreballe Nor
8. Solbjerg Engsø
9. Strødam Engsø
10. Ølundgårds Inddæmning

Standardprogram

Søernes vand følges mht. generel kemi, næringsstoffer, algemængde og vandets klarhed. Sedimentet studeres for hårdhed (egnethed til vækst af vandplanter), kemiske sammensætning og næringsudveksling. Kemiske analyser og forsøg med sedimentets næringsudveksling pågår.

Vandplanternes artssammensætning og udbredelse er målt over sommeren. Fiskenes sammensætning og antal er tillige målt i sensommeren. Planteundersøgelser og befiskninger er meget tids- og mandskabskrævende og især på store søer (fx. 6 mand i tre dage til planteundersøgelsen på Filsø -Mellemsø). Rige vandplantebestande findes kun på Filsø, Gyldensteen Sø og Ølundgårds Inddæmning. De fleste søer med tilløb huser blandede fiskebestande, men Gyldensteen Sø og Ølundsgårds Inddæmning er uden større tilløb og er altovervejende domineret af hundestejler.

Til studier af fødekædernes sammensætning og længde er indsamlet omkring 900 prøver til analyse af stabile isotoper (N-16 og C-13) fra fisk, plankton, bunddyr med videre. Prøvepræparering og isotopanalyse er ikke afsluttet.

Studier af frigivelse af drivhusgasser (kuldioxid, methan og lattergas) er målt på seks af søerne i hver et døgn. Methan-frigivelsen er svær at måle, da den både sker som bobler fra søbunden og som molekylediffusion fra vandet til atmosfæren. Kuldioxids partialtryk i søvandet er målt over flere dage ved anvendelse af flydende kamre med indbyggede kuldioxid-elektroder og viser lovende resultater. En teknisk innovation i efteråret 2017 på FBL, KU gør det muligt for første gang (i 2018) at måle kuldioxid-frigivelsen løbende over flere dage med flydende kamre med automatisk udskiftning af kammerluften hver halve time. Denne desigforbedring vil kunne give bedre tidsmæssig dækning af målingerne i fremtiden.

Specialstudier af manipulering af dyrkningsjorden før søetablering

En række feltstudier er indledt i en kommende sø, Rønnebæk Sø (8 ha) ved Næstved (vand på ultimo 2017). I prøvefelter på 3 x 3 meter manipuleres jorden (og dermed det kommende søsediment) for at vurdere, om en bestemt forbehandling kan minimere sedimentets fosforfrigivelse til vandet. Der anvendes tre prøvefelter af hver behandling: 1) fjernelse af overfladejord, 2) nedpløjning af overfladejord, 3) Sandcapping (påført sandlag), 4) Membran af bentonit og 5) Kontrol. I laboratorieforsøg studeres endvidere effekten på fosforfrigivelsen af tilførsel af jernprodukter, aluminiumprodukter, Zeolit, okkerslam og knust beton.

Specialstudier af fire søer ved Næstved af forskellig alder

Udover de ovennævnte 10 søer er der foretaget en screening af vandkemi og vegetation i fire søer (4-8 ha) ved Næstved, som er henholdsvis 1 og 2 år gamle. Screeningen viser, at planteudviklingen sker ganske hurtigt. Vi overvejer at inddrage de fire søer i standardprogrammet i 2018 sammen med ovennævnte Rønnebæk Sø for at sikre en gradient af aldre for de alleryngste søer.

Formidling

Ved opstart af projektet offentliggjorde vi en pressemeddelelse og sikrede omtale af projektet i en række provinsdagblade, der dækker de områder, hvor søerne er beliggende.

Vi offentliggjorde også en større artikel om projektets baggrund og ide i fagtidsskriftet Vand & Jord og Aktuel Naturvidenskab (vedhæftet) . Med afsæt i projektets baggrund er der indsendt en inviteret afhandling til det prestigiøse tidsskrift, Advances in Plant Science (Sand-Jensen et al. 2017)

Hjemmesiden er lagt op og facebookomtalen kører fint.

 

Intensiv søer til næste år (tentativt)

Efter vores seneste fælles planlægningsmøde (3. november 2017) arbejder vi med følgende tentative liste til intensiv-søer i 2018:

1. Bunds Sø
2. Bølling Sø
3. Filsø – Søndersø
4. Fuglsang Sø
5. Hindemade
6. Jyllinge Sø
7. Kerteminde Sø
8. Mjels Sø
9. Sem Sø
10. Fire søer ved Næstved

Søvalget skal sikre dækning af alders- og næringsgradienten af nye søer, idet vi især skal have næringsfattige (Fuglsang Sø og Kerteminde Sø) og helt nye søer (Kerteminde Sø og fire søer ved Næstved ) repræsenteret.