Syre och näringsämnen

Under perioden 1999-2011 har en rad förändringar skett i vattenmassan i Gaviksfjärden, Syrehalten i djupvattnet har sakta minskat, och har de senaste åren ofta legat under 6 ml/l. Totalfosforhalterna har ökat, särskilt i djupvattnet men även i ytligare och mellanliggande lager. Framförallt från 2006 och framåt ör ökningarna tydliga, efter att värdena var som lägst i mitten av tidsserien ca 2002-2005.

Utbytet av vatten med Bottenhavet är troligen en viktig orsak till förändringarna. Bottenhavet har i sin tur mottagit salt, fosforrikt och syrefattigt vatten från Östersjöns mellanskikt. Detta stämmer också överens med de förändringar i salinitet som noterats både i Gaviksfjärden och i utsjön.

Ökande fosforhalter

Vinterhalterna av fosfat har ökat i yt- och mellanskiktet. Även i utsjön har totalfosforn samt vinterhalterna av fosfat ökat och syrehalterna minskat. Detta har troligtvis en koppling till situationen i Egentliga Östersjön. Fosfor som är bundet i bottnarna kan frigöras vid anoxi. Hypoxi och anoxi har haft stor areell omfattning i Egentliga Östersjön under de senaste åren då inflödena av nytt syresatt vatten till Östersjöns bottnar från Västerhavet varit sällsynta.

Förändringarna i riktning mot mer fosfor och oförändrade eller minskande kvävehalter ligger i linje också med vad som observerats i Egentliga Östersjön under motsvarande period. Både kväve och fosfor påverkas, förutom av belastning från omgivande landområden via älvar och punktuppsläpp och atmosfär också i hög grad av interna processer.

Kväve visar motsatt bild

Situationen för kvävefraktionerna visar inte samma bild, utan utvecklingen är för vissa av dem den motsatta. Totalkvävehalterna har inte förändrats, i varje fall inte om man ser till hela året, och vinterhalterna av oorganiska kvävefraktioner som nitrat, nitrit och ammonium har inte heller ökat. Medan nitrat har varit oförändrat har nitrit och ammonium till och med minskat i mellanskiktet. Om de oorganiska kvävefraktionerna räknas samman (DIN) så är halterna oförändrade under perioden.

I motsats till Gaviksfjärden har dock även totalkvävet ökat något i vissa lager. Också utsjöns utveckling av vinterhalterna av kvävefraktionerna kan sägas likna dem i Gaviksfjärden med något minskande nitrit- och ammoniumhalter i vissa lager. Nitrat avviker något då det har ökat i djupskiktet på C14 men istället minskat i ytlagret på samma station, så sammantaget finns ingen övertygande ökning av nitrat i utsjön heller. Sammanräknat till DIN så är utsjöns vinterhalter i stort sett oförändrade, liksom i Gaviksfjärden.

Då hypoxi eller anoxi uppstår reagerar kväve på motsatt sätt jämfört med fosfor. Istället för att frigöras till vattnet kan det försvinna ur vattnet genom denitrifikation.

Ändring i viktig kvot

Ökningarna av fosfor och de i stort sett oförändrade kvävehalterna har medfört att kvoten mellan dessa näringsämnen ändrats i Gaviksfjärden under perioden 1999-2011. För totalhalter och hela vattenmassan har den minskat från 39 i början av perioden till 31 i slutet.

Även för de oorganiska fraktionerna som är direkt upptagbara för växtplankton ses en liknande utveckling. Kvoten DIN/DIP under vintern har minskat från 17 till 11, i genomsnitt för hela vattenmassan (p<0.001). Utsjöstationerna uppvisar samma scenario med minskande N/P kvoter, både totalfraktionerna hela året, eller oorganiska fraktionerna under vintern. Även under den produktiva perioden juni-augusti minskar kvoten DIN/DIP i Gaviksfjärden från 16 till 9 under perioden. Under sommaren påverkas halterna av de oorganiska näringsämnena kraftigt att de täta växtplanktonpoulationernas näringsupptag, och de fallande DIN/DIP kvoterna är här också delvis ett resultat av att DIN minskar.

Förändring kan gynna cyanobakterier

Kvoten mellan oorganiskt kväve och fosfor har sjunkit betydligt under 16 som anses vara förhållandet mellan dessa fraktioner som växtplankton behöver för sin tillväxt, den så kallade Redfieldkvoten.

Det innebär att kväve har fått en tydligare roll som begränsande ämne. Detta kan leda till en ökad tendensen för blomningar av blågröna alger, vilka är mer konkurrenskraftiga i en kvävebegränsad situation. Dessa alger kan, till skillnad från de flesta andra alger, tillgodose sitt kvävebehov genom fixering av elementärt kväve, samma form som finns i atmosfären.