Advanced

Källmiljöer i svensk skog: metoder för att mäta och förhindra påverkan på källmiljöer från skogsbruk

Bergengren, Marie LU (2018) VTGM05 20181
Engineering Geology
Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
Abstract (Swedish)
Källmiljöer är grundvattenberoende ekosystem med en betydande roll för den biologiska mångfalden. Svenska skogar är rika på källor, som riskerar att påverkas av närliggande skogsbruk. I EU-projektet GRIP on LIFE IP som bland annat Skogsstyrelsen deltar i ska våtmarker och vattendrag uppmärksammas och eventuellt restaureras och i dessa naturområden ingår källmiljöer. Syftet med detta examensarbete är att ge kunskap om hur källor kan påverkas av närliggande skogsbruk och hur man kan mäta och även förhindra dessa förändringar.

En litteraturstudie, en analys av grundvattendata och en fältstudie har utförts. Litteraturstudien visade bland annat att en vanlig påverkan på grundvattennivån vid en skogsavverkning är höjd grundvattennivå och att... (More)
Källmiljöer är grundvattenberoende ekosystem med en betydande roll för den biologiska mångfalden. Svenska skogar är rika på källor, som riskerar att påverkas av närliggande skogsbruk. I EU-projektet GRIP on LIFE IP som bland annat Skogsstyrelsen deltar i ska våtmarker och vattendrag uppmärksammas och eventuellt restaureras och i dessa naturområden ingår källmiljöer. Syftet med detta examensarbete är att ge kunskap om hur källor kan påverkas av närliggande skogsbruk och hur man kan mäta och även förhindra dessa förändringar.

En litteraturstudie, en analys av grundvattendata och en fältstudie har utförts. Litteraturstudien visade bland annat att en vanlig påverkan på grundvattennivån vid en skogsavverkning är höjd grundvattennivå och att ett vanligt hot mot källmiljöer är körskador från skogsmaskiner. I dataanalysen studerades grundvattennivåer från mätstationer som legat nära ett avverkningsområde. Två olika metoder användes: visuell bedömning med linjär regression och modifierad double mass-analys. I fältundersökningen besöktes två områden med källor i närheten av avverkningsområden, och det gjordes bland annat mätningar av vattenflödet genom att ett objekt fick flyta på ytan av källbäcken.

Resultatet från den modifierade double mass-analysen visade en höjning av grundvattennivån till följd av närliggande avverkningar för två av sju stationer. Den visuella bedömningen med linjär regression visade sig inte vara en passande metod för denna sortens dataanalys. Vid fältundersökningen hittades fler källor än vad som fanns angivet i SGU:s källarkiv. Ingen av dem var dock skadad av körspår. Metoden för att mäta flöden gav ett relativt osäkert resultat och gick inte att använda i en av källorna.

Att grundvattenstationerna inte var optimalt placerade för denna studie utgjorde en felkälla för dataanalysen, som eventuellt hade visat grundvattennivåökningar i fler fall om stationerna var placerade så att de säkert stod i hydraulisk kontakt med avverkningsområdet. Modifierad double mass-analys visade sig dock vara ett användbart och tydligt verktyg för att undersöka grundvattennivåförändringar över tid. Ett mer tillförlitligt sätt att mäta källflöden på än vad som användes i fältundersökningen verkar vara att använda flödesmätare för källor med tydligt källflöde.

Även om en skogsavverkning skulle resultera i höjd grundvattennivå och ökat vattenflöde vid en källa är det inte säkert att det skulle ha negativ påverkan på källmiljön. Däremot kan det försumpa marken vilket i sin tur ökar risken för körskador från skogsmaskiner. Det finns vedertagna metoder för att visa naturhänsyn i skogsbruket och etablerade målbilder från skogssektorn specifikt avsedda för källor och källpåverkad mark. Dock kan skogsägare vara omedvetna om källor på sin mark och deras naturvärde vilket ökar risken för att källmiljöerna skadas. Det går i viss mån att restaurera påverkade källmiljöer men en första prioritering bör vara att skydda källmiljöerna och därmed förhindra negativ påverkan på dem. (Less)
Abstract
Spring environments are groundwater dependent ecosystems, which play an important role for biodiversity. In Swedish forests there is an abundance of springs, many of which risk being affected by forestry nearby. In the EU project GRIP on LIFE IP where, among others, the Swedish Forest Agency take part, wetlands and streams will be brought to attention and possibly restored. In these biotopes, spring environments are included. The purpose of this master thesis is to provide knowledge about how springs can be affected by forestry nearby and how it is possible to measure and also to prevent these changes.

A literature study, an analysis of groundwater data and a field study have been performed. The literature study showed among other... (More)
Spring environments are groundwater dependent ecosystems, which play an important role for biodiversity. In Swedish forests there is an abundance of springs, many of which risk being affected by forestry nearby. In the EU project GRIP on LIFE IP where, among others, the Swedish Forest Agency take part, wetlands and streams will be brought to attention and possibly restored. In these biotopes, spring environments are included. The purpose of this master thesis is to provide knowledge about how springs can be affected by forestry nearby and how it is possible to measure and also to prevent these changes.

A literature study, an analysis of groundwater data and a field study have been performed. The literature study showed among other things that that a common effect from deforestation is an increased groundwater level and that a common threat to spring environments is damage from soil disturbance. In the data analysis, groundwater levels from groundwater stations close to deforested areas were studied. Two different methods were used: visual evaluation with linear regression, and modified double mass analysis. In the field trip, two locations with springs close to deforested areas were visited, and among other things, a measurement of water flow was performed with an object floating on the water surface.

The result from the modified double mass analysis showed an increase of the groundwater level following deforestation in two of seven groundwater stations. The visual evaluation with linear regression showed not to be a suitable method for this kind of data analysis. In the field study, more springs than were stated in SGU's spring archive were found. None of them were harmed by soil disturbance. The method for measuring water flow gave a relatively vague result and could not be used in one of the springs.

The fact that the groundwater stations were not optimally placed for this study was a source of error for the data analysis, which possibly could have shown ground water level increases in more cases had the stations been placed so that they definitely had hydraulic contact with the deforestation areas. However, modified double mass analysis showed to be a useful tool for examining changes in groundwater levels over time. A more reliable method of measuring spring water flows than the one used in the field study seems to be to use a flow meter, for springs with a distinct flow.

Even if deforestation would result in an increased groundwater level and spring water flow, it is not certain that it would have a negative impact on the spring environment. However, it might make the soil waterlogged which in turn increases the risk of soil disturbance. There are recognized methods of preservation of nature values in forestry and established goals from the forest sector specified for springs and spring affected areas. However, forest owners can be unaware of springs on their land and the value of the springs, which increases the risk of harming the spring environments. It is to some extent possible to restore damaged spring environments but a first priority should be to protect the spring environments and thereby prevent negative effects on them. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Där grundvatten strömmar ut på marken i en tydlig punkt uppstår en källa. Källor kan se ut på många olika sätt, allt från stora åskällor där flera hundra liter vatten i sekunden strömmar ut till små moränkällor där bara en liten rännil sipprar fram. Vissa källor syns tydligt med en väldefinierad källspegel och ringlande källbäck. Andra kan man bara upptäcka för att vegetationen är lite annorlunda på just den platsen. Källvattnet har nämligen några speciella egenskaper som lockar till sig vissa arter av växter och djur: det håller en jämn temperatur, det är ofta rikt på mineraler och vanligen finns det tillgängligt året runt eftersom källor inte brukar frysa på vintern eller torka ut på sommaren. Källan och de källälskande arterna som... (More)
Där grundvatten strömmar ut på marken i en tydlig punkt uppstår en källa. Källor kan se ut på många olika sätt, allt från stora åskällor där flera hundra liter vatten i sekunden strömmar ut till små moränkällor där bara en liten rännil sipprar fram. Vissa källor syns tydligt med en väldefinierad källspegel och ringlande källbäck. Andra kan man bara upptäcka för att vegetationen är lite annorlunda på just den platsen. Källvattnet har nämligen några speciella egenskaper som lockar till sig vissa arter av växter och djur: det håller en jämn temperatur, det är ofta rikt på mineraler och vanligen finns det tillgängligt året runt eftersom källor inte brukar frysa på vintern eller torka ut på sommaren. Källan och de källälskande arterna som håller till i närheten av källvattnet utgör källmiljön. Källmiljöer är viktiga för den biologiska mångfalden och är skyddade enligt lag. Men de är känsliga och tyvärr riskerar de att förstöras till exempel om en skogsmaskin kör för nära. En slutavverkning av ett skogsbestånd, alltså en avverkning där i stort sett alla träd tas bort, brukar orsaka en höjning av grundvattennivån. Kanske kan detta också påverka källmiljöerna.

I det här examensarbetet har påverkan på källmiljöer från skogsbruk studerats, närmare bestämt påverkan från körskador och slutavverkningar. Syftet är att ge kunskap om hur man kan mäta sådan påverkan och hur man kan förhindra den. En litteraturstudie för att ge bakgrundsinformation, en analys av grundvattendata och en fältstudie har utförts. I dataanalysen studerades grundvattennivåer från mätstationer som legat nära avverkningsområden med två olika metoder. I fältundersökningen besöktes två områden med källor i närheten av avverkningsområden och där gjordes det bland annat mätningar av vattenflödet genom att ett objekt fick flyta på ytan av källbäcken.

Dataanalysen visade att en slutavverkning i vissa fall kan orsaka en höjning av grundvattennivån. Datan kom dock från befintliga grundvattenstationer som inte har placerats ut just för det här projektet, vilket innebar att deras placering inte var optimal för att ge tydliga resultat. En av metoderna som användes, modifierad double mass-analys, gav tydliga resultat av hur grundvattennivån har varierat över tid i de olika stationerna och visade sig vara användbar i den här sortens undersökningar. Fältundersökningen fick oturligt nog göras när snö fortfarande täckte marken så man såg inte hur nära källorna skogsmaskinerna hade kört. Metoden för att mäta flöden kunde dock användas, och det visade sig att även om man med hjälp av denna metoden fick fram en grov uppskattning av källflödet hade en flödesmätare varit en bra investering om man vill få mer tillförlitliga resultat.

Man vet inte riktigt vilken effekt en höjning av grundvattennivån har på källmiljöer. En möjlighet är att vissa växter skulle drunkna av en långvarig vattennivåhöjning. Något annat som händer när grundvattennivån höjs på ett ställe där den redan ligger nära markytan (som till exempel vid en källa) är att marken blir försumpad. Den blir då ännu mer känslig mot körskador än tidigare. En kombination av höjd grundvattennivå och körning med skogsmaskiner kan alltså vara ett problem för källmiljöerna. Det finns flera åtgärder som man kan vidta i samband med skogsbruk för att visa hänsyn till källmiljöer, som till exempel att använda sig av en markfuktighetskarta för att undvika att köra med skogsmaskiner i blöta partier. Skogssektorn har också tagit fram en samling med målbilder för källor och källpåverkad mark som förklarar hur man ska undvika att skada källmiljöerna. Tyvärr verkar inte detta vara tillräckligt eftersom källmiljöer fortfarande skadas och förstörs. Det verkar som att det saknas en länk mellan den teoretiska kunskapen om källmiljöer och det skogsbruk som riskerar att skada dem. För att skydda källmiljöer mot påverkan från skogsbruk behöver informationen om källornas naturvärden, åtgärderna man kan vidta för att visa hänsyn till källmiljöerna och inte minst var källorna finns någonstans, bli mer lättillgänglig för alla. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Bergengren, Marie LU
supervisor
organization
alternative title
Spring environments in Swedish forests: methods to measure and prevent effects on spring environments from forestry
course
VTGM05 20181
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
keywords
källa, källmiljö, skogsbruk, skog, trakthyggesbruk, avverkning, grundvatten, utströmningsområde, grundvattennivå, grundvattenflöde, ekosystem, biotop
report number
ISRN LUTVDG/(TVTG—5155)/1-70/(2018)
other publication id
ISRN LUTVDG/(TVTG—5155)/1-70/(2018)
language
Swedish
additional info
Examiner: Jan-Erik Rosberg
id
8944648
date added to LUP
2018-06-04 14:57:31
date last changed
2018-06-04 15:12:46
@misc{8944648,
  abstract     = {Spring environments are groundwater dependent ecosystems, which play an important role for biodiversity. In Swedish forests there is an abundance of springs, many of which risk being affected by forestry nearby. In the EU project GRIP on LIFE IP where, among others, the Swedish Forest Agency take part, wetlands and streams will be brought to attention and possibly restored. In these biotopes, spring environments are included. The purpose of this master thesis is to provide knowledge about how springs can be affected by forestry nearby and how it is possible to measure and also to prevent these changes. 

A literature study, an analysis of groundwater data and a field study have been performed. The literature study showed among other things that that a common effect from deforestation is an increased groundwater level and that a common threat to spring environments is damage from soil disturbance. In the data analysis, groundwater levels from groundwater stations close to deforested areas were studied. Two different methods were used: visual evaluation with linear regression, and modified double mass analysis. In the field trip, two locations with springs close to deforested areas were visited, and among other things, a measurement of water flow was performed with an object floating on the water surface. 

The result from the modified double mass analysis showed an increase of the groundwater level following deforestation in two of seven groundwater stations. The visual evaluation with linear regression showed not to be a suitable method for this kind of data analysis. In the field study, more springs than were stated in SGU's spring archive were found. None of them were harmed by soil disturbance. The method for measuring water flow gave a relatively vague result and could not be used in one of the springs. 

The fact that the groundwater stations were not optimally placed for this study was a source of error for the data analysis, which possibly could have shown ground water level increases in more cases had the stations been placed so that they definitely had hydraulic contact with the deforestation areas. However, modified double mass analysis showed to be a useful tool for examining changes in groundwater levels over time. A more reliable method of measuring spring water flows than the one used in the field study seems to be to use a flow meter, for springs with a distinct flow. 

Even if deforestation would result in an increased groundwater level and spring water flow, it is not certain that it would have a negative impact on the spring environment. However, it might make the soil waterlogged which in turn increases the risk of soil disturbance. There are recognized methods of preservation of nature values in forestry and established goals from the forest sector specified for springs and spring affected areas. However, forest owners can be unaware of springs on their land and the value of the springs, which increases the risk of harming the spring environments. It is to some extent possible to restore damaged spring environments but a first priority should be to protect the spring environments and thereby prevent negative effects on them.},
  author       = {Bergengren, Marie},
  keyword      = {källa,källmiljö,skogsbruk,skog,trakthyggesbruk,avverkning,grundvatten,utströmningsområde,grundvattennivå,grundvattenflöde,ekosystem,biotop},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Källmiljöer i svensk skog: metoder för att mäta och förhindra påverkan på källmiljöer från skogsbruk},
  year         = {2018},
}