Eroosiota ja sedimentin kulkeutumista kuvaavan INCA-SED mallin sovellus neljälle valuma-alueelle Suomessa

Suomessa. Valumavesien mukana maa-ainekseen kiinnittyneenä kulkeutuu myös ravinteitavastaanottaviin vesistöihin. Suomessa tärkeimmät eroosion mekanismit ovat sadepisaroiden iskutmaan pintaan, sekä erityisesti savimailla hiukkasten diffuusio kiinteästä maasta veteen. Lisäksimaahiukkasten kulkeutumiseen vaikuttavat uomassa tapahtuvat prosessit. Termillä 'sedimentinkulkeutuminen' kuvataan sekä maa-alueilla tapahtuvaa eroosiota että maahiukkasten kulkeutumistauomia pitkin valuma-alueen purkupisteeseen. Matemaattisen sedimentin kulkeutumista kuvaavanINCA-SED (Integrated Nutrients from CAtchment- Sediment) mallin sovellettavuutta jakäytettävyyttä ilmastonmuutoksen ja maankäytön muutosten vaikutusten arviointiin testattiin EU:nrahoittamassa Euro-limpacs projektissa. Mallista tehtiin sovellukset neljälle pienelle valuma-alueelle,joilla on erilaiset maalajit. Peltoprosentti tutkituilla valuma-alueilla vaihteli 12 ja 36 välillä. INCASEDmalli kykeni simuloimaan sekä joen kiintoainekonsentraation oikean tason että kausivaihtelunsekä savimailla että karkeammilla maalajeilla. Lisäksi mallinnettu sedimentin kulkeutuminen erimaankäyttöluokista vastasi Suomessa mitattuja arvoja. Esimerkiksi mallinnettu eroosiomaankäyttöluokassa 'viljakasvit savimaalla' oli 806 kg ha-1 a-1, kun mitattu arvo vaihteli välillä 760-1500 kg ha-1 a-1. Kiintoaineskonsentraation ja virtaaman välinen korrelaatio vaihteli selvästi eri joissa.Tämä ero selittyi INCA-SED mallissa valuma-alueiden maankäytöllä ja jokien erilaisellamorfologialla. Koska joen kiintoainekonsentraation kausivaihtelun oikea tavoittaminen onedellytyksenä ilmastomuutoksen vaikutusten luotettavalle mallintamiselle INCA-SED mallin voisanoa sopivan sekä maankäytön muutosten että ilmastonmuutoksen vaikutusten arviointiin Suomessa

Modeling denitrification in aquatic sediments

Author Posting. © The Author(s), 2008. This is the author's version of the work. It is posted here by permission of Springer for personal use, not for redistribution. The definitive version was published in Biogeochemistry 93 (2009): 159-178, doi:10.1007/s10533-008-9270-z.Sediment denitrification is a major pathway of fixed nitrogen loss from aquatic systems. Due to technical difficulties in measuring this process and its spatial and temporal variability, estimates of local, regional and global denitrification have to rely on a combination of measurements and models. Here we review approaches to describing denitrification in aquatic sediments, ranging from mechanistic diagenetic models to empirical parameterizations of nitrogen fluxes across the sediment-water interface. We also present a compilation of denitrification measurements and ancillary data for different aquatic systems, ranging from freshwater to marine. Based on this data compilation we reevaluate published parameterizations of denitrification. We recommend that future models of denitrification use (1) a combination of mechanistic diagenetic models and measurements where bottom waters are temporally hypoxic or anoxic, and (2) the much simpler correlations between denitrification and sediment oxygen consumption for oxic bottom waters. For our data set, inclusion of bottom water oxygen and nitrate concentrations in a multivariate regression did not improve the statistical fit.Financial support for AEG to work on the manuscript came from NSF NSF-DEB-0423565. KF, DB and DDT acknowledge support from NOAA CHRP grant NA07NOS4780191