Home About Browse Search
Svenska


Effects of stump harvesting and site preparation on mercury mobilization and methylation

Eklöf, Karin (2012). Effects of stump harvesting and site preparation on mercury mobilization and methylation. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2012:76
ISBN 978-91-576-7723-5
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

Mercury (Hg) is an element of major concern in boreal freshwater ecosystems, due to high concentrations of Hg in fish. Forestry operations have been reported to increase the concentrations and loads of Hg to surface waters. In this thesis a series of catchment-scale experiments were used to determine forestry effects on total mercury (THg) and methyl mercury (MeHg) runoff concentrations caused by stump harvest, site preparation and antecedent logging.

The stump harvest did not increase Hg concentrations in runoff relative to traditional site preparation in either of the stump harvest studies. The lack of treatment effects caused by stump harvest and site preparation in one of the stump harvest studies focused attention on the antecedent logging. The question of whether the logging was of major importance when compared with the subsequent soil disturbance caused by site preparation was further investigated in the Balsjö catchment study. Contrary to the stump harvest study, the concentrations of THg and MeHg increased after both logging and site preparation by around 30-40 %, but no significant effect was detected after logging only. The more pronounced effect of site preparation in the Balsjö study might be due to more soil disturbance caused by site preparation that was carried out in early summer compared with the logging that was carried out in winter when snow protected the ground. The season and weather conditions present during forestry operations might therefore be of importance when considering possible treatment effects on Hg. The variation in forestry effects on Hg between catchments in this thesis, as well as in earlier studies, indicates that the catchment sensitivity to forestry operations varies. This variation could be due to differences in the biogeochemical status of soils and waters. It is thus vital to determine what factors influence THg and MeHg concentrations in different catchments. The importance of total organic carbon (TOC) was highlighted by a strong correlation between THg and TOC both within and between the study catchments in this thesis. The discharge was also found to have a positive influence on the THg and TOC concentrations, while temperature had a positive influence on the MeHg concentrations.

This thesis suggests that when and how forestry operations are implemented might be more important than the treatment type in some catchments. This thesis also identifies a variation in catchment sensitivity to forestry operations that requires further investigation.

Authors/Creators:Eklöf, Karin
Title:Effects of stump harvesting and site preparation on mercury mobilization and methylation
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Höga halter av kvicksilver (Hg) i fisk är ett stort problem i boreala sötvattens
ekosystem. Skogsbruksaktiviteter har visat sig öka koncentrationer och
belastningar av Hg till ytvatten. I denna avhandling utvärderas skogsbrukets
effekter på avrinning av Hg efter stubbskörd, markberedning och den tidigare
avverkningen, i ett antal försök på avrinningsområdesskala.

Stubbskörden ökade inte Hg koncentrationen i avrinnande vatten vid
jämförelse med traditionell markberedning. Avsaknaden av en
skogsbrukseffekt orsakad av stubbskörd samt markberedning i en av
stubbskördsstudierna, riktade istället uppmärksamhet mot den tidigare
avverkningen. Frågan om huruvida avverkningen är huvudorsaken till
eventuella skogsbrukseffekter eller ej, i jämförelse med påverkan från den
efterföljande markberedningen, undersöktes vidare i Balsjö försöksområde. I
motsats till den tidigare nämnda stubbskördsstudien, ökade koncentrationerna
av total Hg (THg) och metylkvicksilver (MeHg) med 30-40 % efter både
avverkning och markberedning medan ingen signifikant skogsbrukseffekt gick
att detektera efter enbart avverkning. Den större påverkan från markberedning
än avverkning i Balsjö, skulle kunna orsakas av en kraftigare markstörning vid
markberedningen som skedde under sommarförhållanden jämfört med den från
avverkningen vilken genomfördes under vintern då ett snötäcke skyddade
marken. Vilken årstid, samt vilka väderförhållanden, som råder då man brukar
skogen, föreslås därför vara en möjlig faktor som kan påverka effekten av olika
skogsbruksaktiviteter när det gäller Hg. Variationen i skogsbrukseffekter på Hg
i denna avhandling, samt i tidigare studier, tyder på att avrinningsområdets
känslighet för skogsbruk varierar. Denna variation skulle kunna orsakas av de
olika biogeokemiska förhållanden som råder i mark och vatten i olika
avrinningsområden. Det är därför mycket viktigt att utvärdera de faktorer som
styr variationen av THg och MeHg koncentrationer i olika områden.
Betydelsen av halter av totalt organisk kol (TOC) belystes genom starka korrelationer mellan THg och TOC både inom avrinningsområden men också
mellan avrinningsområden från alla de studier som ingår i denna avhandling.
Flödet hade också en positive påverkan, både på THg och TOC
koncentrationerna, medan temperatur hade en positiv påverkan på MeHg
koncentrationerna.

Denna avhandling föreslår att när och hur skogsbruk utförs är av betydelse
för eventuella skogsbrukseffekter. Den identifierar även en variation i
skogsbrukseffekter som föreslås bero på avrinningsområdets känslighet för
skogsbruk. Något som bör följas upp med fortsatt forskning.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :September 2012
Volume:2012:76
Number of Pages:57
Papers/manuscripts:
NumberReferences
I.Eklöf, K., Fölster, J., Sonesten, L., Bishop, K. (2012). Spatial and temporal variation of THg concentrations in run-off water from 19 boreal catchments, 2000-2010. Environmental Pollution. 164, 102-109
II.Eklöf, K., Meili, M., Åkerblom, S., von Brömssen, C., Bishop, K., (2012). Impact of stump harvest on run-off concentrations of total mercury and methylmercury. Forest Ecology and Management. DOI:10.1016/j.foreco.2012.05.039
III.Eklöf, K., Kraus, A., Weyhenmeyer, G.A., Meili, M., Bishop, K. (2012). Forestry influence by stump harvest and site preparation on methylmercury, total mercury and other stream water chemistry parameters across a boreal landscape Ecosystems. DOI:10.1007/s10021-012-9586-3
IV.Eklöf, K., Schelker, J., Sørensen, R., Meili, M., von Brömssen, C., Laudon, H., Bishop, K. Impact of forestry on THg and MeHg in aquatic ecosystems; distinguish site preparation effects from logging effects. (manuscript).
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Inst. för vatten och miljö, Sveriges lantbruksuniversitet
Associated Programs and Other Stakeholders:SLU - Environmental assessment > Data from Environmental Assesment (FoMA) is used
SLU - Environmental assessment > Programme Forest
SLU - Environmental assessment > Programme Lakes and watercourses
SLU - Environmental assessment > Programme Non-Toxic Environment
ISBN for printed version:978-91-576-7723-5
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:K Forestry > K10 Forestry production
P Natural resources > P01 Nature conservation and land resources
T Pollution > T01 Pollution
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 105 Earth and Related Environmental Sciences > Geochemistry
Agrovoc terms:surface water, boreal forests, mercury, methylation, stumps, stump removal, forestry operations, site preparation, leaching, runoff water, water pollution, sweden
Keywords:Forestry, Treatment effects, Boreal streams, Catchments, Methylation, Discharge, Organic carbon
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-637
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-637
ID Code:9104
Department:(NL, NJ) > Dept. of Aquatic Sciences and Assessment
External funders:Swedish Energy Agency and FORMAS and Future Forests and Holmen and MISTRA and Swedish Environmental Protection Agency and Svenska cellulosa AB and Skogssällskapet and Sveaskog
Deposited By: Karin Eklöf
Deposited On:02 Oct 2012 08:59
Metadata Last Modified:09 Nov 2017 12:17

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits