Kemiska och fysiska effekter i ytvatten efter skogsbranden i Västmanland 2014 | Chemical and physical effects in surface waters after a wildfire in Västmanland, Sweden 2014

Under sommaren 2014 bröt den största skogsbranden ut i modern svensk historia. Branden startade i närheten av Sala och totalt brann cirka 14 000 ha. Till följd av klimatförändringar förväntas medeltemperaturen öka och nederbörden minska under sommarhalvåret i Sverige, vilket ökar risken för skogsbränder. Skogsbränder kan ha betydande effekter för akvatiska ekosystem och ett flertal studier av skogsbränders effekter har visat på förhöjda halter av näringsämnen, bas- och anjoner. Det branddrabbade området domineras av skogsmark, öppna torvmarker samt sjöar. Området har påverkats av ett intensivt skogsbruk och försurning. Med syfte att analysera brandens hårdhet och dess vattenkemiska effekter, utvärderades och klassificerades brandhårdheten. Analysen indikerade att ökad brandintensitet orsakat ökad brandhårdhet samt att skogsbeklädda dikade torvområden varit känsligare än öppna torvmarker. I området provtogs nio bäckar och tio sjöar. Under de första tre månaderna efter branden observerades höga halter av ammoniumkväve och sulfat i samtliga bäckar och i de flesta sjöarna inom det branddrabbade området. I Gärsjöbäcken var medianhalterna av ammoniumkväve 79 gånger högre efter branden. De höga ammoniumkvävehalterna medförde höga nitratkvävehalter till följd av nitrifikation. Surhet bedöms ofta genom pH och ANC (Acid neutralicing capacity) som är ett vattens förmåga att neutralisera en stark syra. Den initiala sulfatpulsen orsakade en sänkningav ANC i samtliga bäckar. Efter pulsen ökade ANC till följd av ökat läckage av kalium, kalcium och magnesium efter branden. Buffertkapaciteten varierade i bäckarna och i Myckelmossbäcken observerades högst sulfathalter och lägst ANC-värden. I april var ANC fortfarande lägre i Myckelmossbäcken än i övriga bäckar. Totalfosforhalterna ökade efter branden men inte i samma utsträckning som ammoniumkvävehalterna. Korrelationsanalyser gjordes mellan brandhårdhet och vattenkemiska parametrar. Maxhalterna av ammoniumkväve korrelerade positivt med svedd öppen torvmark och hårt brända kronor i skogsbeklädd torvmark. Det indikerade att när organiskt material förbränndes i öppna och skogsbeklädda torvmarker vid måttliga förbränningstemperaturer ökade läckaget av ammoniumkväve.

During the summer of 2014 the largest wildfire in Swedish modern history occurred. The fire was ignited in a forest close to the Swedish town Sala and incinerated a total of 14 000 ha. The frequency of wildfires is expected to increase, due to effects of climate change such as increased temperature and decreased precipitation during the summer months. Wildfires can have a considerable impact on aquatic ecosystems and previous studies of wildfires have shown elevated concentrations of nutrients, cat- and anions. The area of the fire mainly consists of forestland, peatland and lakes and has been affected by acidification and intensive forestry. To assess the fire severity and the effects on the water chemistry, the fire severity was analyzed and classified. The analysis indicated that increased fire intensity caused increased fire severity and that drained forested areas were more vulnerable to fire than undrained peatland. Measurements of water chemistry were conducted at nine streams and ten lakes inside the affected area. During the initial three months of the post-fire period large peaks of ammonium-nitrogen and sulphate were observed in the streams and in a majority of the lakes. In the stream Gärsjöbäcken the median concentrations of ammonium-nitrogen were 79 times higher after the fire. Due to nitrification the elevated concentrations of ammonium-nitrogen caused elevated concentrations of nitrate-nitrogen. ANC (Acid Neutralizing Capacity) and pH are often used to assess the acidity in surface waters, where ANC is the water’s ability to neutralize a strong acid. The initial peak of sulphate caused a drop in ANC but after the peak had past ANC increased due to elevated concentrations of base cations. The measured streams and lakes had different buffering capacity and in one stream Myckelmossbäcken the highest concentrations of sulphate and weakest buffering capacity were observed. In April ANC were still lower in Myckelmossbäcken than in other measured streams. Correlation analysis of fire severity and water chemistry indicated that the maximum concentrations of ammonium-nitrogen increased with severely burned canopies in drained forested peatlands and in scorched open peatland.