Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Hypoxi är ett växande problem i både marin miljö och sötvatten. Syrehalten i vattendrag påverkas av biotiska och abiotiska faktorer som fotosyntetisk aktivitet, respiration, temperatur och tryck. Hypoxi i vattendrag tenderar att variera starkt med årstid och tid på dygnet och upptäcks därför sällan utan högfrekventa mätningar. Syftet med denna uppsats var att med hjälp av högfrekventa mätningar från åtta sydsvenska vattendrag undersöka hypoxiska perioders förekomst och omfattning, att diskutera möjliga ekologiska konsekvenser och eventuella orsaker. Mätningarna gjordes var 15:e minut med optiska sensorer på sonderna InSitu AquaTROLL 600 och YSI EXO2 under provtagningstider på cirka fyra månader till åtta år. Även temperaturdata från sonderna
noterades. En hypoxisk gräns på DO (löst syrgas) <3 mg/L samt DO <5 mg/L undersöktes. Resultatet visade att hypoxi och DO <5 mg/L förekom i alla undersökta vattendrag men i olika omfattning. Totalt uppmättes DO <3 mg/L i 4,1% av alla mätningar och DO <5 mg/L uppmättes i 10,1% av mätningarna. Låga syrenivåer var främst ett sommarfenomen. Den genomsnittliga tiden som hypoxi varade varierade mellan 0,1–8,7 h och maxvärdet för ett hypoxiskt event varierade
mellan 0,5 h–18 dygn. Den genomsnittliga tiden som vattendragen hade en syrenivå under 5 mg/L varierade mellan 0,1–22,6 h och maxvärdet varierade mellan 0,5 h–34 dygn. En större andel av dygnen var delvis hypoxiska än konstant hypoxiska för varje lokal. Spearmans rangkorrelation
visade inga signifikanta resultat när andel hypoxisk tid jämfördes med avrinningsområdets storlek, andel jordbruksmark i avrinningsområdet eller lutning vid provtagningsplatsen. Vetenskaplig litteratur visar att syrenivåer under de undersökta riskerar att få negativa konsekvenser för flera olika artgrupper av akvatiska organismer, däribland salmonider och EPT-taxa. Även kortare
perioder av hypoxi riskerar att inducera stress eller direkt dödlighet för vissa organismer, varför högfrekventa mätningar är viktiga för att förstå ekologiska konsekvenser.

Hypoxia is a growing problem in both marine and freshwater ecosystems. The amount of oxygen in streams is affected by biotic and abiotic factors such as photosynthetic activity, respiration, temperature and pressure. Hypoxia in streams tends to have strong seasonal and diurnal cycles and is therefore rarely detected without high-frequency monitoring. The aim of this paper was to use high-frequency measurements from eight southern Swedish streams to investigate the occurrence and extent of hypoxic events, to discuss possible ecological consequences and causes. Measurements were made every 15 minutes with optical sensors on the probes InSitu
AquaTROLL 600 and YSI EXO2 during sampling periods of approximately four months to eight years. Temperature data from the probes were also recorded. A hypoxic limit of DO (dissolved oxygen) <3 mg/L and DO <5 mg/L were investigated. The results showed that hypoxia and DO <5 mg/L occurred in all surveyed streams but to different extents. In total, DO <3 mg/L was measured in 4.1% of all measurements and DO <5 mg/L was measured in 10.1% of measurements. Low oxygen levels were mainly a summer phenomenon. The average duration of hypoxia ranged from 0.1 to 8.7 h and the maximum value for a hypoxic event ranged from 0.5 h to 18 days. The average duration of oxygen levels below 5 mg/L ranged from 0.1 to 22.6 h and the maximum value ranged from 0.5 h to 34 days. In each site more days were partially hypoxic than constantly hypoxic. Spearman's rank correlation showed no significant results when the percentage of hypoxic time
was compared with the size of the catchment area, the proportion of agricultural land in the catchment area or the slope at the sampling sites. Scientific literature shows that oxygen levels below those investigated in this report risk having negative consequences for several different
groups of aquatic organisms, including salmonids and EPT taxa. Even shorter periods of hypoxia risk inducing stress or direct mortality for some organisms, which is why high-frequency measurements are important for understanding ecological consequences.