Experiment med våtmarker kan rädda övergödda hav

Antonia Liess väntar på mig i bilen nedanför Harplinge kyrka, strax utanför Halmstad.
Jag följer efter in på en liten grusväg, vi kör försiktigt igenom en stor hästgård, ut på ytterligare en grusväg och till slut in på en gräsväg ner i en svacka. Där ligger Högskolan i Halmstads experimentvåtmarksanläggning och framför en liten bod väntar doktoranden Josefin Nilsson.
Det är en vacker dag med lätt vind i månadsskiftet augusti–september.

Himlen är nästan molnfri, en stor rovfågel svävar över fälten, getingarna är sensommarslöa och mycket intresserade av bullarna som Antonia Liess bjuder på.
– I det här jordbrukslandskapet är det problem med övergödning i många av vattendragen. Här fyller våtmarkerna en viktig funktion att ta bort kväve.

Mer naturlig våtmark
I den här experimentverksamheten vill vi efterlikna naturliga våtmarker och titta på olika sätt att förbättra kvävereduceringen, säger Antonia Liess, som är lektor vid Högskolan i Halmstad.
Bredvid ligger de 18 dammarna som på lite avstånd mest ser ut som ruggar med vass. Men vid närmare besiktning ser man att vissa av de 10×4 meter stora dammarna är fyllda med vatten, andra
är för tillfället torrlagda.

Anlagda våtmarker har betydelse för biologisk mångfald i landskapet. Antonia Liess pekar på en trollslända som pilar runt över en av dammarna.
– I dammarna finns många sländlarver, vattensalamandrar och grodor. Det är riktigt kul, säger hon.

Anläggningen byggdes 2002.
– Det började med att man uppmärksammade övergödningen i haven kring Sverige och att man insåg att ett stort problem var kväveläckage från jordbruket, berättar seniorprofessor Stefan Weisner som var med från början.

Utformningen viktig för effektiviteten
Markägare fick då bidrag och började anlägga våtmarker i jordbrukslandskapet, men frågan var hur våtmarkerna skulle utformas för att vara effektiva.
– Den här experimentvåtmarksanläggningen i Plönninge anlades för att man skulle kunna testa olika utformning av våtmarker så att de ska fungera så effektivt som möjligt för att ta bort kväve. Poängen
är att de 18 dammarna har samma form och är på samma ställe.

Därför kan man riktat testa eller manipulera enstaka faktorer för att bedöma kvävereningseffektivitet.
– Vi kan justera djupet, vattengenomströmningen och växtligheten i dammarna. Vi planterade sex dammar vardera med vass, sex dammar med undervattensväxter, och sex med inga växter alls. Vi kunde också dela in dem i undergrupper, hälften med grundare och hälften med djupare vattennivå.

Kompenserar för slumpen
I och med att man har sex dammar av varje typ kompenserar man för slumpmässiga skillnader.
– Det är det unika med den här anläggningen, att vi på statistiskt säkerställt sätt vetenskapligt kan testa olika parametrar för kväverening. Under tolv år hade vi samma experimentuppsättning med olika växtlighet och vattendjup. Vi kunde också följa hur växtligheten i experimentdammarna utvecklades. De här våtmarkerna har mognat från ganska onaturliga system till ganska naturliga.

Det visade sig att plantering av vass kan påskynda en våtmarks mognadsprocess.
– Kvävereningen var under många år effektivast i våtmarker som planterats med vass, men efter ett antal år då vegetationen utvecklats naturligt så utjämnades denna skillnad, säger Stefan Weisner.

En lång rad projekt har använt våtmarksanläggningen som studieobjekt och experimentområde.
– Och under åren har vi har haft mycket internationellt samarbete, och många studiebesök som kommit från olika länder som Italien, Nederländerna och Tjeckien.

Tanken var från början att i framtiden kunna göra andra tester.
– Men det blev bättre än vi kunde ana, att vi kunnat hålla på så länge. Vi har också kunnat göra en långtidsutvärdering, säger Stefan Weisner.

Analys över tolv år
Det är Josefin Nilsson som har gjort utvärderingen och skrivit en vetenskaplig artikel där hon analyserar tolv års mätvärden från anläggningen.
– I princip finns det mätserier sedan anläggningen startade, men vi har förstås manipulerat dammarna på olika sätt under tiden, säger hon.

Tillbaka till nutid i Plönninge. Josefin Nilsson genomför den senaste serien experiment här. Hon undersöker i vilken utsträckning fångdammar för översvämningar kan rena vatten från kväveföroreningar.
– Jag vill kolla hur kvävereduktionen kan kombineras med fler ekosystemtjänster, som att förhindra översvämningar. Det är som ett mellanting mellan kontrollerade experiment och riktig fältstudie. De här dammarna är ju riktiga våtmarker i miniformat. De har exempelvis naturliga kanter, säger Josefin Nilsson. Hon är doktorand i limnologi vid Uppsala universitet, men anställd vid Högskolan i Halmstad.

För att simulera regn och torka får vatten flöda genom dammarna under en vecka varefter vattenflödet stängs av i två veckor. Därefter börjar processen om.

Grupperar dammarna
Josefin Nilsson har delat in våtmarksdammarna i två grupper. För att simulera fångdammar som tar emot vatten vid skyfall töms hälften av dammarna regelbundet.
Den andra hälften av dammarna är kontrollgrupp och får därför ha kvar vattnet hela tiden.
– I dag har flödena varit avstängda i två veckor så nu ska jag sätta på vattnet igen, säger hon.

Förberedelser av anläggningen för den här experimentserien startade i mars–april och fältexperimentet pågår september ut. Det finansieras med pengar från Naturvårdsverket.
Även i en forskningsanläggning lever naturen sitt eget liv. Nu när anläggningen funnits i nästan 20 år har de olika växterna spridits till alla dammarna.

Josefin Nilsson berättar att innan de här experimenten kunde börja var man tvungen att rensa bort överdrivet mycket vass som hade fått några av dammarna att nästan helt växa igen.
– De hade grundats upp och fått halverad vattenvolym. De hade ett 60 centimeter tjockt lager av vassrötter, ett rotsystem som innebar en rejäl kolinlagring. Det var ett hårt arbete att såga ut rotsystemet för hand, säger Josefin Nilsson.

Klumpar av rotsystemet ligger kvar bredvid dammarna, tillsammans med säckar med träflis som använts vid ett tidigare försök.

Lågteknologisk provtagning
Josefin Nilsson berättar att det inte är växterna som reducerar kväve i vattnet.
– Utan det är bakterier som gör kväveavskiljningen, de bildar en biofilm på alla ytor i en damm. Växterna mångdubblar den yta som bakterierna kan fästa sig vid i våtmarker. Därför behövs växtlighet i våtmarker och även i diken, säger hon och drar upp ett vasstrå och visar den klibbiga filmen.
– Bakterierna tar upp kväve i vattnet och gör kvävgas av det. I luften gör kvävgasen ingen skada, luft består ju till 80 procent av kväve, säger Antonia Liess.

Man tittar till anläggningen varannan dag under växtsäsongen och tar prover och för protokoll över inflöde och utflöde, tar vattenprover, mäter temperatur både i dammarna och i luften, och mäter nederbörd med både regnmätare och väderstation samt mäter vattennivå för att uppskatta avdunstningen. Själva provtagningen är lågteknologisk, inflöde och utflöde mäts med vattenkanna och stoppur.
– Vi tar bland annat prover i utloppen från dammarna, om det inte finns någon avrinning tar vi prover i själva dammarna, nära utloppsröret, säger Josefin Nilsson.

Det nuvarande projektet är en del i Josefin Nilssons avhandlingsarbete. Hon leder experimentet och organiserar arbetet, och genomför det tillsammans med forskningsgruppen, samlar in och analyserar data och skriver artiklar.

Stöds av Naturvårdsverket
Antonia Liess är forskningsledare för våtmarksgruppen vid Högskolan i Halmstad, ser till att det finns pengar, anställer när det behövs, hjälper till med det praktiska arbetet och är handledare till Josefin Nilsson. Stefan Weisner är andre handledare.
– Vi ingår i ett nätverk där alla fått pengar från Naturvårdsverket. I nätverket ingår bland andra Sveriges lantbruksuniversitet, universiteten i Lund, Linköping, Uppsala och Umeå samt Hushållningssällskapet i Halland. Vi har lite utbyte och konferenser och även internationella kontakter med forskare från bland annat Århus universitet i Danmark, säger Antonia Liess.
– Den här anläggningen är unik, den är Sveriges första och största, den är en väldig tillgång för oss, lägger hon till.

Vad gör du här?

Per Magnus Ehde, forskningsingenjör vid Högskolan i Halmstad.
– I våra experimentvåtmarker tar vi alltid vattenprover och det är jag som analyserar dem. Vi vill
se hur bra våtmarkerna är på att ta bort olika föroreningar. Jag åker ut flera gånger i veckan och tar vattenprover och så är det all möjlig skötsel, reglera vattenflödet, klippa gräs, röja och exempelvis köpa nya kranar när det behövs.

Det är alltså en blandning av vetenskapligt arbete och fysiskt arbete?
– Ja, jag är också med när vi skriver vetenskapliga artiklar. Jag är medförfattare och kommer
med synpunkter, men jag brukar inte skriva själv.

Hur är det att arbeta med experimentvåtmarksanläggningen?
– Det är väldigt trevligt med omväxlingen, att vara på kontoret ibland, på labbet ibland och i
Plönninge ibland. Det är jag väldigt glad för.

Hur blir man forskningsingenjör?
– Jag har disputerat i oorganisk kemi i Umeå och det blev en tjänst ledig i Halmstad som jag fick. Man får vara lite teknisk, man bör kunna lite kemi, mycket är laboratoriearbete