Session A5: Dam Removal: Enhancing or Degrading Ecological Integrity?

Abstract: Removal of dams is increasingly being used to restore fragmented rivers and streams. The incentive is often to give migrating fish access to upstream spawning habitats, but dam removal may also bring other benefits, such as recovery of riparian vegetation and a more heterogeneous environment for aquatic invertebrates. Dam removal may also act as a disturbance on the system, releasing trapped sediments to downstream reaches. Depending on the amount of sediments in the former reservoir this disturbance may be transient or act over a longer time period. Whether dam removal is beneficial or not to the ecosystem may therefore depend on the type of organism. We have studied the effect of dam removal on riparian vegetation and benthic invertebrates in two Swedish streams over a period of 3 and 5 years respectively, and found that riparian vegetation generally benefitted from removal. Species richness increased, and species composition became more similar to a reference situation within a three year period. In contrast, benthic invertebrates seemed to be negatively affected by dam removal. While we saw no effects on community composition of benthic invertebrates, taxon richness decreased continuously over a five year period and total densities decreased initially but showed weak signs of recovery over the five year period. Our results also indicate that the response varies between invertebrate taxa

Environmental Flow Scenarios for a Regulated River System: Projecting Catchment-Wide Ecosystem Benefits and Consequences for Hydroelectric Production

To enable prioritization among measures for ecological restoration, knowing the expected benefits and consequences of implementation is imperative but rarely explicitly quantified. We developed a novel method to prioritize among environmental flow measures to rehabilitate ecosystems in the Ume River catchment in northern Sweden, a river system heavily regulated for hydropower production. Our strategy was to identify measures with minimal impact on hydropower production while providing substantial environmental benefits. Based on field surveys of remaining natural values and potential for ecological rehabilitation, we quantified the projected gain in habitat area of implementing environmental flows for target organism groups, for example, lotic fish species and riparian vegetation, along the whole river length. We quantified the consequences for hydropower production by identifying a set of hydropower operational rules reflecting the constraints added by environmental flows. We then used production optimization software to calculate changes in hydropower production and revenues. Implementing restrictions on zero-flow events by mandating minimum discharge at all run-of-river hydropower stations and allocating 1%-12% of mean annual discharge to bypassed reaches in the entire catchment would result in a 2.1% loss of annual electricity production. Adding flow to fishways would increase the loss to 3.1% per year. With implementation of more natural water-level fluctuations in run-of-river impoundments, the loss increases to 3.8%. These actions would increase the habitat for lotic species like the grayling Thymallus more than threefold and increase the area of riparian vegetation by about 66%. Our method forms a basis for ongoing implementation of nationwide environmental rehabilitation schemes

Three major steps toward the conservation of freshwater and riparian biodiversity

J.M. and J.H. thank Stiftelsen Längmanska kulturfonden for funding travel to the conference. As.L. and K.R. thank the Estonian Research Council (grant 1121) for financial support, and A.M. acknowledges the Leverhulme Trust (RPG-2019-402). H.H. was supported by the European Union Horizon 2020 Research and Innovation Programme under the Marie Sklodowska-Curie Actions (grant agreement 860800): RIBES (river flow regulation, fish behaviour, and status), and V.A. acknowledges the support from the Leibniz Competition project Freshwater Megafauna Futures. E.J. received support through the National Laboratory for Health Security (RRF-2.3.1-21-2022-00006), Centre for Ecological Research, Budapest, Hungary, and thanks Z. Molnár for support.Freshwater ecosystems and their bordering wetlands and riparian zones are vital for human society and biological diversity. Yet, they are among the most degraded ecosystems, where sharp declines in biodiversity are driven by human activities, such as hydropower development, agriculture, forestry, and fisheries. Because freshwater ecosystems are characterized by strongly reciprocal linkages with surrounding landscapes, human activities that encroach on or degrade riparian zones ultimately lead to declines in freshwater–riparian ecosystem functioning. We synthesized results of a symposium on freshwater, riparian, and wetland processes and interactions and analyzed some of the major problems associated with improving freshwater and riparian research and management. Three distinct barriers are the lack of involvement of local people in conservation research and management, absence of adequate measurement of biodiversity in freshwater and riparian ecosystems, and separate legislation and policy on riparian and freshwater management. Based on our findings, we argue that freshwater and riparian research and conservation efforts should be integrated more explicitly. Best practices for overcoming the 3 major barriers to improved conservation include more and sustainable use of traditional and other forms of local ecological knowledge, choosing appropriate metrics for ecological research and monitoring of restoration efforts, and mirroring the close links between riparian and freshwater ecosystems in legislation and policy. Integrating these 3 angles in conservation science and practice will provide substantial benefits in addressing the freshwater biodiversity crisis.Peer reviewe

Vegetation patterns and processes in riparian landscapes

The objective of this study was to increase understanding of the processes structuring and controlling the species richness of riparian plant communities. In particular, I examined the unimodal relationship, found in many rivers, between plant species richness and location along the river corridor. The most important finding was that this pattern is dynamic and varies with time, most likely in response to large-scale flood disturbances. I also found that the sensitivity to flood disturbance varied with the environmental setting of the riparian reaches. Turbulent sections of the river retained high species richness, whereas tranquil reaches had significantly lower species richness in years following high and prolonged flooding, compared to a period without extreme flood events. Riparian soils along turbulent reaches are more resistant to oxygen depletion during floods, a factor which is likely to contribute to the maintenance of species richness. The finding that the species richness pattern varied with time led me to ask which factors control plant diversity along riparian zones. I addressed this question by formulating three contrasting, although not mutually exclusive, hypotheses: (1) longitudinal patterns in riparian plant species richness are governed by local, river-related processes independent of the regional species richness, (2) riparian plant species richness is controlled by dispersal along the river, i.e., longitudinal control, and (3) the variation in riparian plant species richness mirrors variation in regional richness, i.e., lateral control. I found indications of all three types of control, although local factors seemed to fit most of the criteria. Riparian species richness was not significantly correlated to species richness in the surrounding upland valley. It was however significantly negatively correlated to soil pH, a local habitat factor of the reach. The fact that the species richness pattern varied in time, corresponding to the presence or absence of extreme flood events suggest that it is influenced by local disturbance regimes. The potential for control by longitudinal dispersal was found to be highest in the middle reaches of a river. Here, the similarity between upland and riparian vegetation was lowest, and invasibility (germination ability) was highest. Earlier work has shown that regulated rivers have an inverted species richness pattern compared to free-flowing rivers, with lowest species richness in the middle reaches. One potential mechanism behind this could be varying susceptibility to disturbance along the river. I tested this by experimentally disturbing the vegetation, applying the same level of disturbance along an entire free-flowing river. However, the response to experimental disturbance did not vary with location, likely because of a major flood disturbance preceding the experiment

Ekologiska flöden och ekologiskt anpassad vattenreglering : Underlag till vägledning om lämpliga försiktighetsmått och bästa möjliga teknik för vattenkraft

Syftet med denna rapport är att ge ett kunskapsunderlag vad gäller ekologiska flöden och ekologiskt anpassad vattenreglering i vattendrag nyttjade för vattenkraftsproduktion. Rapporten börjar med att ge en bakgrund till vad ett vattendrags flöde egentligen innebär samt kopplingar mellan ekologi och flöde och hur en reglering av flödet för vattenkraftsproduktion påverkar flödesregimen och ekosystem knutna till rinnande vatten. Syftet med denna del av rapporten har dock inte varit att ge någon djupgående analys av påverkan på ekosystemet utan att ge exempel på påverkan utifrån förändringar i olika variabler i flödesregimen. Nästa del av rapporten tar upp befintliga metoder och modeller för hur man arbetar fram ekologiska flöden för en mer miljöanpassad reglering. Denna del börjar med att ge en definition av vad ett miljöanpassat flöde är utifrån ett ekosystemperspektiv. Efter detta ges en genomgång av metoder och modeller som använts/tagits fram. Här görs en indelning av modeller och metoder utifrån komplexitet och omfattning.  Först ges exempel på så kallade hydrologiska metoder. Dessa metoder bygger framförallt på modellering av vattenföringsdata och utgör ca en tredjedel av de metoder som tagits fram. Ofta kallas dessa även ”desk-top” metoder eller ”lookup” metoder. De baseras oftast på andel av medelvattenföring eller olika Qindex som anger ett flöde som överskrids en viss andel av året under en tidsperiod, angett i procentandel eller antal dagar. Nackdelen med dessa är att de inte speglar flödets variabilitet på ett tillfredställande sätt, särskilt inte då de ofta baseras på årsmedelflöden, eller flödesnivåer som inträffar under ett helt år. Ett bättre och mer dynamiskt sätt att använda dessa index är att titta på flödesnivåer säsongsvis. Det finns dock modeller som bättre tar hänsyn till variabilitet, och dessa anses därför ha större ekologisk relevans. Ett exempel på en tidig sådan modell är ”Range of Variability” (RVA) där man använder långa serier av dagliga vattenföringsdata och karaktäriserar ekologiskt relevanta komponenter i flödesregimen. Den naturliga omfattningen av hydrologisk variabilitet beskrivs genom olika hydrologiska index, vilka är framtagna utifrån rådande kunskap om flödets betydelse för olika ekosystemkomponenter och processer. En bra hydrologisk grund som väl speglar både variabiliteten i det opåverkade flödet, samt en ger god kunskap om hur reglering förändrat flödesdynamiken är basen för att kunna ta fram ekologiska flöden i reglerade vattendrag. Därefter ges exempel på metoder som kopplar flöde till fårans morfologi och även habitatkrav hos olika organismer.  Avslutningsvis i denna del ges exempel på så kallade holistiska metoder. Dessa är i huvudsak konceptuella och utgångspunkten är att det är nödvändigt att beakta hela ekosystemet och hela flödesvariabiliteten, med målet att inget viktigt utelämnas. I framarbetandet av dessa ingår ofta så väl hydrologiska metoder som metoder som kopplar flöde och habitatkrav som redskap för att modellera fram ett miljöanpassat flöde. Till stor del kan holistisk modellering beskrivas som en process där företrädare för olika relevanta discipliner integrerar sina kunskaper och metoder för att gemensamt komma fram till en skötselplan för vattendraget. Tanken som finns bakom metoder av holistisk typ representerar ett modernt synsätt på naturresursen rinnande vatten, där hela flödesspektrumet knyts ihop med ekosystemet som helhet och där flera intressenter representeras. De bästa metoderna bygger också på ett adaptivt synsätt på skötseln av naturresurser där regleringsregimer och vattenuttag justeras utifrån ökad kunskap. När det gäller reglering av vatten för vattenkraftsproduktion är det tveklöst detta synsätt som är ”bästa miljöteknik”. Utöver dessa metoder diskuteras problematiken med korttidsreglering och hur denna skulle kunna göras mer miljövänlig, bland annat genom att undvika perioder med nolltappning, minska högflödes/lågflödeskvoten, det vill säga att minska svängningarna i vattenföringen och minska förändringshastigheten i flödet. Därpå följer ett kapitel som behandlar kopplingar mellan ekologi och flöde. Ett stort problem när det gäller att sätta lämpliga nivåer för miljöanpassade flöden och ekosystemets behov är att kunna göra förutsägelser om hur mycket vatten ekosystemet behöver och när olika flödesnivåer bör inträffa. En litteraturgenomgång i området där man i huvudsak tittat på fisk, makroevertebrater och vegetation visar att den absolut största effekten av förändringar av flödet är att man ser minskningar i alla uppmätta ekologiska parametrar, men att det utifrån befintlig litteratur är svårt att ta fram mer generella kvantitativa samband i form av t.ex. tröskelvärden. Slutsatsen var att existerande litteratur inte är ger ett tillräckligt bra underlag för att dra generella kvantitativa slutsatser som är användbara för att sätta generella riktlinjer för ekologiska flöden. Nivåer och frekvenser av olika flöden måste sättas utifrån de specifika förutsättningar som finns inom en region eller avrinningsområde. I och med att resultaten så pass tydligt visar på hur negativa antropogena flödesförändringar är för ekosystemet framhåller författarna av sammanställningen vikten av att upprätta nya undersökningsprogramprogram för att fastställa sådana samband samt att dessa görs på regional basis. De pekar även på bristen på kunskap när det gäller flödesförändringar och inverkan på ekosystemprocesser. Nästa del av rapporten tar upp exempel på hur man arbetar med att ta fram och implementera miljöanpassade flöden och regleringsregimer. Detta sker i dagsläget främst i Nordamerika, Australien och Sydafrika, men även i Nya Zeeland, Norge, Spanien, Italien, Schweiz och Storbritannien finns flera goda exempel på hur sådana genomförts. Exempel från regioner som uppvisar stora klimatologiska skillnader från svenska förhållanden och där det framför allt är konstbevattningens påverkan som påverkar ekosystem mest har vi inte tagit upp. Vi har valt att avgränsa exemplen till norra halvklotet och främst sådana som har något liknande klimatologiska och hydrologiska förutsättningar som Sverige. Avslutningsvis ges en längre sammanfattning och slutsats mot bakgrunden av svenska förhållanden. Praktisk tillämpning av miljöanpassade flöden bör ta fasta på de olika egenskaperna hos flödet som t.ex. magnitud, frekvens, förändringshastighet och varaktighet. Tillämpningen bör också vara adaptiv, dvs. det är viktigt att följa upp responsen både i den abiotiska och biotiska miljön vid införandet av miljöanpassade flöden, oavsett vilken typ av metod eller modell man väljer för att kunna avgöra miljönyttan av detta och anpassa nivåer efter resultat. Metoderna bör kombineras med en generell översikt av förbättringspotential i vattendraget och en naturvärdesinventering för att säkerheten i bedömningen av miljönytta skall bli så stor som möjligt. Avvägningar måste också göras mellan olika intresseområden, varför en analys av vilka konsekvenser, både positiva och negativa, de föreslagna flödesförändringarna har bör ingå. Förutom att implementera ett arbetssätt baserat på ett holistiskt synsätt finns det andra åtgärder av mer generell natur som skulle ge ekologiska vinster i stort sett i alla reglerade vattendrag. En sådan åtgärd är att undvika nolltappningar, i synnerhet där det finns strömsträckor nedströms, och införa minimitappningar förbi alla kraftverk. Dessa tappningar skulle kunna baseras på enklare hydrologiska metoder, t.ex. någon typ av lågflödesindex. En annan åtgärd är att genomföra planerade släpp av ”vårflöden”. Dessa skulle sannolikt inte behöva återkomma varje år utan skulle man upprepa ett flöde motsvarande medelhögflöde vart 3–5 år skulle det sannolikt ha en positiv effekt på ekosystemet. Begränsningar av höjnings- och sänkningshastigheten vid korttidsreglering är också exempel av en åtgärd av mer generell natur som sannolikt skulle mildra de negativa effekterna av vattenkraftsproduktion.The purpose of this report is to provide a knowledge base on ecological flows and ecologically adapted water regulation in watercourses used for hydroelectric power generation. The report begins by providing a background to what a watercourse's flow actually is, as well as connections between ecology and flow an how regulation of the flow for hydroelectric power generation affects flow regimes and ecosystems linked to running water. The purpose of this part of the report has not, however, been to give any kind of in-depth analysis of the impact on the ecosystem; it is instead intended to provide examples of impact based on changes to different variables in the flow regime. The next part of the report discusses existing methods and models for producing ecological flows for a more environmentally adapted regulation. This part begins by defining an environmentally adapted flow from an ecosystem perspective. This is followed by a review of methods and models used/developed, in which models and methods are put into groups based on their complexity and scope.  First, a few examples of “hydrological” methods are given. These methods are based primarily on the model of water flow data and constitute around a third of the methods developed. These are often called “desktop” or “look-up” methods. They are normally based on the mean water flow or various Q-index values, which represent a flow that is exceeded during a certain period of the year, expressed as a percentage or number of days. The disadvantage of these is that they do not satisfactorily reflect the flow's variability, especially as they are often based on the mean annual flow, or flow levels that occur over a whole year. A better and more dynamic way of using these values is to look at flow levels by season. There are, however, models that better take into account variability, which are therefore considered to have a greater ecological relevance. One example of an early model of this design is “Range of Variability” (RVA), where long series of daily water flow data are used to characterise ecologically relevant components in the flow regime. The natural scope of hydraulic variability is described via various hydraulic indices, which have been developed based on existing knowledge of the flow's significance for different ecosystem components and processes. A good hydrological foundation that both reflects the variability in the unaffected flow, and provides good knowledge of how regulation has changed flow dynamics, is the basis for producing ecological flows in regulated watercourses. Then, a few examples are provided that link flows to canyon morphology and to the habitat requirements of different organisms.  The final part of this section gives a few examples of holistic methods. These are primarily conceptual and the premise is that it is necessary to take into account the entire ecosystem and all flow variability, with the intention of not leaving out any important elements.  Developing these methods often involves both hydraulic methods and methods using flows and habitat requirements as tools for modelling an environmentally adapted flow.  Holistic modelling can be largely described as a process in which representatives of different relevant disciplines integrate their skills and methods, in order to arrive at a care plan for the watercourse together. The idea behind methods of a holistic nature represents a modern view of running water as a natural resource, in which the entire flow spectrum is tied to the ecosystem as a whole, and where several interested parties are represented. The best methods are also based on an adaptive view of the management of natural resources, where regulation regimes and water consumption are set based on an increased knowledge. When it comes to the regulation of water for hydroelectric power generation, this is undoubtedly the view that represents best environmental engineering practice. In addition to these methods, the problem of short-term regulation is discussed, and how this could be made more environmentally friendly, for example by avoiding zero flow periods, reducing the high flow/low flow quota, i.e., reducing the variation in water flow and the rate of change in the flow. This is followed by a chapter on the links between ecology and flow. Once large problem in terms of setting appropriate levels for environmentally adapted flows and ecosystem requirements is the matter of predicting how much water the ecosystem will need and when different flow levels should occur. A review of relevant literature – primarily on fish, macroinvertebrates and vegetation – reveal that the greatest effect by far of changes in the flow is reductions seen in all measured ecological parameters, but that it is difficult to extract more general quantitative connections from the literature, for example in the form of threshold values. The conclusion was that existing literature does not provide a sufficient basis for drawing general quantitative conclusions that are useful for setting general guidelines for ecological flows.  Levels and frequencies of different flows must be set based on the specific conditions within a region or catchment area. As the results clearly show how much of a negative impact anthropogenic flow changes have on the ecosystem, the authors of this material emphasise the importance of establishing new research programmes to determine these connections, and doing so on a regional basis. They also highlight the lack of knowledge on flow changes and their impact on ecosystem processes. The next section of the report gives examples of how to develop and implement environmentally adapted flows and regulation regimes. This is currently done primarily in North America, Australia and South Africa, but a number of good examples can also be found in New Zealand, Norway, Spain, Italy, Switzerland and the United Kingdom. We have not included examples from regions that show great climatological differences from Swedish conditions and where artificial irrigation is primarily responsible for impacting the ecosystem. We have chosen to limit the examples to the northern hemisphere, primarily to those that have somewhat similar climatological and hydrological conditions to Sweden. Finally, a longer summary and conclusion are provided against the background of Swedish conditions. Practical application of environmentally adapted flows should take into account the different characteristics of the flow, such as magnitude, frequency, rate of change and duration. The application should also be adaptive, i.e., it is important to follow up on the response in both the abiotic and biotic environments when introducing environmentally adapted flows, regardless of the method or model chosen to determine the environmental benefits, and adapt levels according to the results. The methods should be combined with a general overview of the potential for improvement in the watercourse and an assessment of the nature conservation value, to make sure that the assessment of environmental benefit is as accurate as possible. Different areas of interest must also be weighed up, which is why an analysis of the consequences – both positive and negative – of the proposed flow changes should be included. Other than implementing an approach based on a holistic view, there are other measures of a more general nature that should produce ecological benefits in practically all regulated watercourses.  One such measure is to avoid zero flow events, particularly where there are reaches downstream, and to introduce minimum flows past all power stations. These flows could be based on more basic hydrological methods, such as some form of low flow index. Another measure is to implement the planned release of “spring floods”. These would probably not need to occur every year. If the equivalent of a medium flow was to be repeated every 3–5 years, it would likely have a positive effect on the ecosystem. Limitations to raising and lowering speeds during short-term regulation is another example of a more general measure that would likely mitigate the negative effects of hydroelectric power generation

Mygg och Bti i nedre Dalälven : Utvärdering av ett vetenskapligt uppföljningsprogram

Denna rapport redovisar uppdraget att granska den vetenskapliga uppföljningen avmyggkontrollprogrammet i nedre Dalälven. Rapporten beskriver hur frågorna iuppföljningsprogrammet besvarats samt diskuterar relevansen av de frågor somingått i uppdraget. Det konstateras att den vetenskapliga uppföljningen av eventuellaeffekter av spridning av Bti brustit i försöksdesign och analys. Det insamladematerialet ger inte underlag för de slutsatser som dragits. De frågor som ingått iuppdraget har därmed inte besvarats på ett vetenskapligt övertygande sätt. Detbedöms inte meningsfullt att fortsätta uppföljningsarbetet i sin nuvarande, begränsadeutformning, inte heller att låta personal som leder den storskaliga bekämpningenutvärdera effekterna av sin egen verksamhet. I stället bör en bred forskningsansatsgöras, inriktad på att förstå inte bara olika effekter av Bti-användningmen även betydelsen av skilda miljöfaktorer för att reglera myggens numerär,myggens roll i ekosystemet, dess historia i regionen samt effekter av olika myggtätheter.Den internationella litteraturen sammanfattas med tonvikten på hälsoeffekterav Bti, ekologiska effekter av Bti, myggresistens mot Bti och Bti-persistens inaturen. Litteraturen ger inte stöd för slutsatsen att Bti-användning skulle vara heltriskfri. I rapporten rekommenderas en närmare undersökning av hur älvens regleradevattenföring – en huvudorsak till myggrikedomen – kan modifieras för attvaraktigt reducera myggmängderna. I väntan på en sådan förändring bör generellbekämpning med Bti tillåtas, även i naturskyddade områden, och staten bör ta ansvarför verksamheten. Ekosystemeffekterna av sådan bekämpning bör följas uppnoga, och bekämpningen bör ändras om oönskade effekter uppträder. De ekonomiska,sociala och medicinska konsekvenser de extremt höga myggmängderna kaninnebära för befolkningen bör studeras närmare, exempelvis olägenheter för jordbruk,turism och skola. Vidare bör ställning tas till huruvida de vanligaste översvämningsmyggornai området, Aedes sticticus och A. vexans, ska betraktas somnaturliga, skyddsvärda komponenter i ekosystemet, eller som invaderande artersom behöver bekämpas för att bevara mer ursprungliga naturvärden. Naturvårdsmyndigheternabör också ta initiativ till en bred informationsinsats för att öka denlokala kunskapsnivån och skapa ett lokalt förankrat förtroende för sin verksamhet.De har en viktig uppgift i att visa att höga naturvärden och mänskligt leverne kankombineras utan att människan ska behöva uppleva naturen som en plåga.This report presents the results of a review of the scientific follow-up studies of themosquito control programme in the lower river Dalälven. The report describes howthe questions in the follow-up programme have been answered and discusses therelevance of presented questions. It is concluded that the scientific follow-up workon eventual effects of the application of Bti has failed in sampling design andanalysis. The collected data do not provide the basis for the conclusions that havebeen drawn. The questions included in the follow-up programme have not beenanswered in a scientifically convincing manner. It is not considered meaningful tocontinue the follow-up work with its present restricted design, nor letting staffleading the large-scale mosquito control evaluate effects of its own activities. Instead,a wider research approach needs to be taken, oriented towards understandingnot only the various effects of Bti treatment but also the role of environmental factorsin regulating mosquito populations, the ecological role of mosquitoes, theirhistory in the region, and the effects of various mosquito densities. The internationalliterature is reviewed with an emphasis on health effects of Bti, ecological effectsof Bti, mosquito resistance to Bti and Bti persistence in the field. The literature doesnot provide support for the conclusion that Bti use is completely harmless. Thereport recommends a closer study of how the regulated river flow – a main cause ofthe mosquito abundance – can be modified to permanently reduce the number ofmosquitoes. Awaiting the realization of such a change a general mosquito controlwith Bti should be allowed, also in nature protected areas, and the state should takeon the responsibility for the actions. The ecosystem effects of such a control shouldbe followed closely, and the control should be modified should such unwantedeffects be revealed. The economic, social and medical consequences the extremelyhigh mosquito abundances can mean for local inhabitants should be studied moreclosely, for example inconveniences for agriculture, tourism and school. Furthermore,it needs to be considered whether the most common mosquito species in thearea, Aedes sticticus and A. vexans, should be viewed as natural ecosystem componentsworthy of protection, or as invasive species that need to be combated to preservemore original natural values. Nature authorities should also take the initiativeto execute a wide information campaign to increase the local knowledge level andto establish a locally rooted confidence for their activities. They have an importanttask in demonstrating how high natural values and human living can be combinedwithout humans experiencing nature as a nuisance

Linking flow Regime and water quality in rivers : a challenge to adaptive catchment management

Water quality describes the physicochemical characteristics of the water body. These vary naturally with the weather and with the spatiotemporal variation of the water flow, i.e., the flow regime. Worldwide, biota have adapted to the variation in these variables. River channels and their riparian zones contain a rich selection of adapted species and have been able to offer goods and services for sustaining human civilizations. Many human impacts on natural riverine environments have been destructive and present opportunities for rehabilitation. It is a big challenge to satisfy the needs of both humans and nature, without sacrificing one or the other. New ways of thinking, new policies, and institutional commitment are needed to make improvements, both in the ways water flow is modified in rivers by dam operations and direct extractions, and in the ways runoff from adjacent land is affected by land-use practices. Originally, prescribed flows were relatively static, but precepts have been developed to encompass variation, specifically on how water could be shared over the year to become most useful to ecosystems and humans. A key aspect is how allocations of water interact with physicochemical variation of water. An important applied question is how waste releases and discharge can be managed to reduce ecological and sanitary problems that might arise from inappropriate combinations of flow variation and physicochemical characteristics of water. We review knowledge in this field, provide examples on how the flow regime and the water quality can impact ecosystem processes, and conclude that most problems are associated with low-flow conditions. Given that reduced flows represent an escalating problem in an increasing number of rivers worldwide, managers are facing enormous challenges

Restaurering av Juktån

Restaurering av Juktån är ett samverkansprojekt som har drivits på frivillig basis av den ideella föreningen Samverkan Umeälven (www.umealven.se) tillsammans med Umeälvensvattenregleringsföretag, Vattenfall och Umeå Universitet. Juktån är en 60 kilometer lång torrfåra med minimitappning om 12% av det oreglerade flödet (MQ) vid reglerings. I produktionssystemet har den en funktion som spillfåra. Projektets ambition och mål var att Juktån skulle återfå ekologisk funktion med fungerande reproduktion av öring och harr, mer naturlig och bredare strandvegetation och svämskogar, mer naturlig artsammansättning av makrofyter samt en sedimentationsprocess med mindre deponering av silt och finsediment. Juktånprojektet har kartlagt och genomfört biotopåtgärder samt restaurerat huvudfåran sträckan nedströms Tjangarn och sidofåran Lickotgrenen under 2019 och 2020. Totalt har dryga 35 kilometer torrfåra restaurerats, hundratals trösklar och flottledsobjekt har rivits ut. Juktåprojektet ansökte hos Mark och Miljö Domstolen (MMD) om att ändra den relativt statiska minimitappningen till en säsongsanpassad minimitappning, vilket beviljades i augusti 2020 och infördes våren 2021. Metoderna för att genomföra restaureringen bygger på restaureringsekologi och sambandet till naturlig flödesregim. Juktåns restaurering har inneburit en komplex restaurering från utrivning av grunddammar och trösklar, restaurering av den fysiska miljön för att gynna öring, harr, makrofyter, strandvegetation och processer. Vi har utgått från ekologi i oreglerade vattendrag och utvecklat metoder speciellt anpassat för torrfåror med minimitappning. Preliminära resultat visar på en ökad reproduktion av öring, mer naturliga processer kopplat till flöde, sedimentation, vattenhastighet och som har påverkat både makrofyter samt strandvegetation

Ekologisk återställning i helt eller delvis torrlagda fåror i anslutning till vattenkraftverk

Syftet med denna rapport är att ge ett vetenskapligt underlag för bedömning av vilken potential det finns att återskapa naturvärden i ursprungliga fåror i anslutning till vattenkraftverk där flödet reducerats genom omledning av hela eller delar av det ursprungliga flödet. Dessa fåror utgörs ofta av tidigare forsmiljöer; ett habitat som generellt har höga och unika ekologiska värden, men vars förekomst reducerats framför allt till följd av vattenkraftsproduktion.    Rapporten belyser fårans roll som habitat i ett landskapsperspektiv och klargör betydelsen av flöde för potentiella ekologiska vinster. Dessutom presenteras potentiell vinst som tappning i fåran skulle kunna innebära för olika organismgrupper. För ett fungerande ekosystem bör man dock ha en helhetssyn och beakta såväl ekosystemets arter som de processer som skapar dess miljö (hydrologi, geomorfologi och vattenkvalitet). Det ges även förslag på hur biologiska undersökningsmetodiker för att detektera regleringspåverkan samt potentiell ekologisk vinst kan utformas. De slutsatser vi kan dra utifrån det vetenskapliga underlaget är:· Naturvårdshänsyn i form av minimitappning bidrar positivt till att höja biodiversiteten i akvatiska ekosystem. För närvarande har vi dock inte tillräckligt kunskapsunderlag för att ge rekommendationer om lämpliga nivåer. · I de fall där minimitappning introduceras bör man undvika statiska  nivåer och istället spegla den naturliga flödesdynamiken. · Hur väl fåran kan bidra till att höja konnektiviteten generellt i avrinningsområdet är en viktig aspekt. Om en fåra kan användas för upp- respektive nedströmsvandring/spridning ökar dess ekologiska värde utöver det värde den skulle tillföra som habitat. · I områden där forsmiljöer är sällsynta kan återställning/rehabilitering i form av minimitappning bidra både till att öka mängden habitat för strömlevande arter och minska graden av isolering av denna naturtyp, och på så sätt sannolikt bidra till att på sikt minska risken för lokala utdöenden. · Läget i avrinningsområdet är sannolikt också en viktig aspekt. Ju större fåra med forsmiljö som kan återställas/rehabiliteras med minimitappning, desto värdefullare är den. Här behövs dock ytterligare forskning om huruvida man kan få tillbaka unika naturvärden för stora forsmiljöer med en minimitappning som utgör endast en liten andel av det ursprungliga flödet. · Det är också viktigt att beakta förändringar i den tidigare forsmiljön som inte relaterar till flödespåverkan. Många forsar i Sverige har blivit rensade och kanaliserade för flottningen, och naturvårdshänsyn i form av minimitappning kan sannolikt komma att behöva kombineras med habitatåterställning.Naturfåreprojekte