Nitrogen runoff, constructed wetlands and the effect on catch of fish in the Öresund strait
(2020) MVEM12 20201Studies in Environmental Science
- Abstract
- Eutrophication and low dissolved oxygen levels are spreading all over the world, causing changes in fish distribution and decline in fish abundance and catch of fish. This study assesses the current nitrogen (N) surface runoff to the Öresund strait, the seafloor oxygen demand it cause, the subsequent effect on fish catch, and the constructed wetland area needed to retain current N loads. This is assessed using a nitrogen; phytoplankton; zooplankton; detritus (NPZD) model and historical N load and fish catch data. N loads to the Öresund strait have steadily decreased since 1995 as the total annual fish catch declined with 77% between 1997 and 2017. The results show no negative correlation between annual N load and annual fish catch, instead... (More)
- Eutrophication and low dissolved oxygen levels are spreading all over the world, causing changes in fish distribution and decline in fish abundance and catch of fish. This study assesses the current nitrogen (N) surface runoff to the Öresund strait, the seafloor oxygen demand it cause, the subsequent effect on fish catch, and the constructed wetland area needed to retain current N loads. This is assessed using a nitrogen; phytoplankton; zooplankton; detritus (NPZD) model and historical N load and fish catch data. N loads to the Öresund strait have steadily decreased since 1995 as the total annual fish catch declined with 77% between 1997 and 2017. The results show no negative correlation between annual N load and annual fish catch, instead a positive correlation can be seen for catch of benthopelagic species and total catch. The annual average oxygen demand produced by surface runoff N loading is equivalent to 0.37 mℓ ℓ-1. No conclusion can be drawn that current N loads cause hypoxia or have a negative impact on fish catch in the Öresund strait. The diminishing fish catch can instead be explained by lowered fishing quotas due to environmental status and declining fish populations in adjoining basins. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Fisket i Öresund är en stor ekonomisk källa för både Danmark och Sverige som årligen omsätter runt 570 miljoner SEK. Fiskfångsten i Öresund har kraftigt minskat de senaste decennierna, och mellan 1997 och 2017 gick den totala fångsten ned med 77%. Studiens resultat visar dock att dagens kvävebelastning på Öresund har ett positiv samband med den totala fiskfångsten, vid ökad kvävetillförsel ökade även fångsten. De minskade fiskfångsterna beror till stor del på de reducerade fiskekvoterna för framförallt sill och torsk till följd av de dåliga ekologiska förhållandena i Östersjön. Resultaten visar även att kvävebelastningen genererar en relativt låg syreåtgång och kan därför inte anses ha någon direkt negativ effekt på syrehalterna på... (More)
- Fisket i Öresund är en stor ekonomisk källa för både Danmark och Sverige som årligen omsätter runt 570 miljoner SEK. Fiskfångsten i Öresund har kraftigt minskat de senaste decennierna, och mellan 1997 och 2017 gick den totala fångsten ned med 77%. Studiens resultat visar dock att dagens kvävebelastning på Öresund har ett positiv samband med den totala fiskfångsten, vid ökad kvävetillförsel ökade även fångsten. De minskade fiskfångsterna beror till stor del på de reducerade fiskekvoterna för framförallt sill och torsk till följd av de dåliga ekologiska förhållandena i Östersjön. Resultaten visar även att kvävebelastningen genererar en relativt låg syreåtgång och kan därför inte anses ha någon direkt negativ effekt på syrehalterna på havsbotten i Öresund. De åtgärder som tagits för att minska kvävebelastningen genom t.ex. anläggning av våtmarker och kontrollerad gödning inom jordbruket har gett goda resultat.
Tillförsel av näringsämnen som kväve och fosfor ökar tillväxten av alger som till en viss gräns kan medföra en ökad produktivitet med hög tillgång av föda för fisk och andra marina djur. För höga halter orsakar istället övergödning med giftiga algblomningar och döda bottnar som följd. Övergödning i hav och sjöar är ett aktuellt globalt problem och utbredningen av döda bottnar och minskade fångster av fisk och skaldjur ses över hela världen. Östersjön omfattas av the Baltic Sea Action Plan med tydliga mål att minska övergödning och återställa balansen med en god ekologisk status och en hälsosam fiskpopulation i Östersjön samt de danska sunden.
Anläggning av våtmarker är ett funktionellt sätt att fånga upp kväve från t.ex. jordbruk och reningsverk och på så sätt minska den mänskliga påverkan i hav och vattendrag. I våtmarken kan kvävet reduceras genom upptag och skörd av växter eller via frigivning av kvävgas som bildas under denitrifikation i sedimenten. För att genomföra kostsamma anläggningar av våtmarker eller andra gynnande förändringar i landskapet krävs finansiering, ofta från kommuner, landsting eller andra myndigheter. Genom att dra paralleller mellan kvävebelastning och ekonomiskt kvantitativa resurser t.ex. fiske, kan man ta fram ett tydligt och direkt underlag för politiker och andra intressenter. Detta kan ses som ett enkelt sätt att se möjliga vinster eller förluster, inte bara för naturen utan även för människor och myndigheten själv.
I detta arbete har en enkel metod använts för att göra en grov uppskattning av det syre som krävs för nedbrytning av organiskt material på havsbotten genererat av det tillförda kvävet från land. Det beräknade syrebehovet kan sedan användas för att ge en översikt över risken för syrebrist på havsbotten. Studien har även analyserat sambandet mellan landbaserad kvävetillförsel och fiskfångst i Öresund med linjär regression för att utvärdera kvävets påverkan på fisket. En kostnadsberäkning har även gjorts för anläggning av våtmark som krävs för att minska kvävebelastningen från land med ytterligare 30%. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9018729
- author
- Hedstigen Sundblad, Saga LU
- supervisor
- organization
- course
- MVEM12 20201
- year
- 2020
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- seafloor oxygen demand, fish catch, constructed wetland
- language
- English
- id
- 9018729
- date added to LUP
- 2020-06-16 14:17:40
- date last changed
- 2020-06-16 14:17:40
@misc{9018729,
abstract = {{Eutrophication and low dissolved oxygen levels are spreading all over the world, causing changes in fish distribution and decline in fish abundance and catch of fish. This study assesses the current nitrogen (N) surface runoff to the Öresund strait, the seafloor oxygen demand it cause, the subsequent effect on fish catch, and the constructed wetland area needed to retain current N loads. This is assessed using a nitrogen; phytoplankton; zooplankton; detritus (NPZD) model and historical N load and fish catch data. N loads to the Öresund strait have steadily decreased since 1995 as the total annual fish catch declined with 77% between 1997 and 2017. The results show no negative correlation between annual N load and annual fish catch, instead a positive correlation can be seen for catch of benthopelagic species and total catch. The annual average oxygen demand produced by surface runoff N loading is equivalent to 0.37 mℓ ℓ-1. No conclusion can be drawn that current N loads cause hypoxia or have a negative impact on fish catch in the Öresund strait. The diminishing fish catch can instead be explained by lowered fishing quotas due to environmental status and declining fish populations in adjoining basins.}},
author = {{Hedstigen Sundblad, Saga}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Nitrogen runoff, constructed wetlands and the effect on catch of fish in the Öresund strait}},
year = {{2020}},
}