How brownification and eutrophication effects a drinking water source – with Lake Bolmen, Sweden, in focus

Abstract

The ongoing human impact in form of deforestation, urbanization and intense agriculture is affecting the natural hydrology and our freshwater lakes negatively. Both eutrophication and brownification has seen to increase with the ongoing environmental change which can potentially have large impact on our freshwater ecosystems.
Using a mesocosm experiment, this study investigates the individual and synergistic effects between eutrophication and browning. Specifically with focus on phytoplankton and zooplankton abundance and community structure, as well as toxicity of cyanobacteria. The mesocosm experiment was run over 32 days in Lake Bolmen, Sweden in July-August 2021.
The result from this study shows that zooplankton diversity decreases, and zooplankton abundance increases with brownification. A community shift from Rotifera to Copepoda and then to Cladocera was also noticed independent of treatment. Green algae were the most prominent phytoplankton group in the experiment, followed by diatoms and lastly Cyanobacteria. Both Green algae and Cyanobacteria had highest abundance in the treatment only simulating eutrophication. The highest toxicity per cell, for cyanobacteria, was however found in the treatment simulating brownification and in the Control.
According to results gathered from this study, synergistic effect between eutrophication and brownification may not pose a big threat to zooplankton or phytoplankton abundance and community structure in Lake Bolmen. However, as global warming also is an ongoing problem which both phytoplankton and zooplankton have seen to be affected by, there is still need for further research. Any synergistic affects between brownification, eutrophication and warming need to be investigated as all three environmental changes will continue in the future.

Popular Abstract (Swedish)

Kan förhöjda halter av näring och humusämnen från jordbruksmark och skog påverka kvalitén på vårt dricksvatten?

Försämrad vattenkvalitet, ökade farliga algblomningar och minskad biodiversitet kan vara framtiden för våra vattendrag, på grund av de miljöförändringar vi står inför idag. I detta projekt undersökte jag hur framtiden kan se ut för en av våra sjöar vi får dricksvatten från här i söder, Bolmen. Resultatet visade att kombinationen av mer näring och humusämnen inte verkade ha lika stor påverkan på organismerna som mer näring och humusämnen individuellt.

Sjöar, floder och vattendrag förgyller inte bara vår syn på landskapet utan dom har en väldigt viktig roll i naturen, de skapar balans. Alla djur behöver vatten att dricka och många djur är beroende av dessa sjöar för att överleva. På senaste tiden har dessa vattendrag blivit mer hotade, hotade på grund av oss människor. Att vi människor fortsätter skövla skog, använder market till jordbruk och till städer, påverkar vattnets kretslopp. När vi människor bara blir fler och fler sätter vi också press på vår dricksvattenproduktion, då vi som djuren, är beroende av färskt vatten. Många sjöar används idag till att ge oss vatten att dricka. Tyvärr har det setts en minskande trend i vattenkvalitet på grund av den näring vi låter rinna ut som överskott från jordbruket och den ökade mängden organiskt kol i form av humusämnen från skogsbruket som rinner ut i vattnet.

I detta projekt undersökte jag hur ökad mängd näring och humusämnen kan påverka växt- och djurplankton i en dricksvattentäkt, specifikt Bolmen, i södra Sverige. Jag undersökte hur de två viktiga grupperna av plankton påverkades av olika kombinationer av framtidscenarior, antingen bara med mer näring eller humusämnen separat, eller kombinationer med båda. Organismerna som undersöktes var växtplankton, de som skapar stora slemmiga algblomningar och djurplankton som genom att äta växtplankton och blir ätna av fiskar, kopplar ihop näringskedjan. Djurplankton har ingen direkt påverkan på oss människor. Växtplankton kan dock ha det, specifikt om algblomningen består av giftiga alger (cyanobakterier) som kan orsaka svåra leversjukdomar om människor och djur får i sig dem. Detta är inget vi vill ha i vårt dricksvatten, därför undersökte projektet om detta verkar vara en risk för Bolmen.

Kombinationen av näring och organiskt kol påverkade kompositionen av både växtplankton och djurplankton vilket kan komma påverka ekosystemet avsevärt, då dessa också påverkar fiskar och andra djur ovanför vattnet. De goda nyheterna är att kombinationen av ökad näring och humusämnen inte gynnade tillväxten av cyanobakterier i projektet. Tyvärr går det inte att pusta ut än för andra aktiva miljöproblem såsom den globala uppvärmningen i kombination med mer humusämnen har visats att gynna tillväxten av de farliga växtplanktonen. Vilket gör det viktigt att fortsätta forskningen om hur olika framtidscenarior kan komma påverka våra vattendrag så vi är beredda med lösningar när det väl händer. Även om vi inte vet exakt hur, kommer en fortsatt påverkan på vattenkvalitén ske. Eftersom förändringen till stor del beror på oss människor har vi också en skyldighet att se till så att vattenkvalitén inte blir för dålig, se till så att både människor och djur kan fortsätta nyttja det livsviktiga vattnet.

• author: Stomberg, Stina
• supervisor: Anna Borgström; Johanna Sjöstedt
• organization: Studies in Environmental Science; Centre for Environmental and Climate Science (CEC)
• course: MVEM12 20221
• year: 2022
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: brownification, eutrophication effects, drinking water, phytoplankton, Lake Bolmen, mesocosm
• language: English
• id: 9094933
• date added to LUP: 2022-07-01 11:52:10
• date last changed: 2022-07-01 11:52:10