Peat  lands  are  a  great  potential  resource  for  increased  forest  growth  in  Sweden, there  are  approximately  6.5  million  hectares  of  peat  lands,  whereof  around  70% produce less wood than one m3sk/ha and year and are therefore classed as forest waste  land.  There  are  over  200  000  hectares  of  peat  land  that  is  already  drained and  wooded,  and  that may  be  suitable  for  fertilization.  Forest  production  on  peat soils  usually  requires  drainage  and  fertilization.  Dewatering  requires  ditching  the area, so that the roots can have access to oxygen. Nitrogen is often abundant in the peat but other nutrients; especially potassium is in short supply.  The  purpose  of  this  work  was  to examine  the effects  of  potassium  fertilization  on the  growth  of  spruces  that  were  planted  on  drained  peat  land  and  how  different amount of fertilizers affects the growth.  Potassium deficiency is strongly growth inhibiting, since potassium is important for substance  transport  in  the  tree.  Potassium  is  also  important  for  the  carbohydrate formation, and because increasing the sugar content of the cells constitutes a lower freezing temperature does potassium availability in the soil play a major role in the winter  resistance  of  many  species.  Potassium  is  not  found  in  any  organic compounds in the tree, but is present in cell and tissue fluids.  A fertilization trial was started in 1978 in Siljansfors Experimental Forest. The plots in the experiment were fertilized with different amounts of potassium and one plot was  left  without  fertilization.  All  plots  that  were  fertilized  with  potassium  grew considerably better than the unfertilized plot. The difference in production between the unfertilized plot and the plot that received the most potassium was 7.2 m3sk/ha and year. The unfertilized plot can still be classified as waste land.  The theoretical production capacity was estimated using a Swedish system for site quality  estimation  of  wetlands  after  ditching  (dikningsbonitering).  The  plot  with most  potassium  produced  after  fertilizationaproximately  in  level  with  theoretical estimations.    Key  words:  Peat  land,  Fertilization,  Ditching,  Growth,  site  quality.

Boreal peatlands are substantial terrestrial carbon storages. They are also important for the function of several large-scale cycles and systems that humanity benefits from. Drainage affects peatlands by establishing a new, lower equilibrium for the groundwater table. As a consequence of a lowered groundwater table and physical disturbance from the ditch, a chain of events is triggered, causing a number of changes in the hydrology and hydrochemistry of peatlands. The review aimed at gathering the most relevant literature on how boreal peatlands are affected by drainage. This was carried out by searching for scientific articles on online databases and libraries. Besides reviewing hydrology and hydrochemistry, a compilation of boreal peatland characteristics and a background on the history of Swedish peatland drainage are handled in the report. The results show that concentrations and loads for a long range of water quality parameters are affected by drainage. The effects vary a lot depending on different peatland characteristics. Both runoff and chemical changes depends largely on whether ditches reach mineral soil beneath the peat. The most obvious and adverse effect on chemistry is a large increase in suspended solid concentration and export. Other changes include increases of mineralized nitrogen, decreased organic carbon transport, increased annual runoff and increased levels for a number of elements, such as Mg, Ca, K and Mn.

Greenhouse gas emissions and land subsidence on four cultivated peat soils (Martebo, Örke, Kälkestad, Lidhult) have been investigated by measuring emissions of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in field and lab. Greenhouse emitted gas (mg/h) from undisturbed soil cores was measured in lab. Measurements were performed at four different drainage depths. Soil cores were also kept incubated at constant drainage depth and emitted gas was measured with two-week intervals at three measurement occasions. Field measurements of CO2 emissions (mg/h/m2) were also performed. In addition to gas emissions, irrigation of soil cores has been carried out to investigate the risk of leaching of copper (Cu), phosphorus (P), nitrogen (N) and dissolved organic matter (DOC) during rewetting, and whether turbidity can be used as a measurement of DOC. Land surveying with GPS was done on three of the peat soils. This was to investigate how land subsidence can be related to CO2 emissions. On one of the sites different land surveying methods were used to assess their suitability for tracking land subsidence in peat soils. 30 year land surveying data from the sites have also been compiled and analyzed. The peat soils are part of a long-term experiment that was laid out in 1986. On each site one field was fertilized with copper and one was kept untreated as comparision. The purpose of the copper fertilizer was to reduce the activity of microorganisms. By doing so the degradation of soil organic matter could be reduced, thereby reducing the land subsidence. The results show that the ground surface at all four sites has subsided, but no difference is observed for copper-fertilized fields compared to untreated. Neither could an effect on CO2 emissions from copper fertilization be noted. The greatest land subsidence was observed for Martebo and the least for Kälkestad. By using data from the most recent time period the greatest subsidence was instead observed for Örke. This is consistent with Örke having the greatest CO2 emissions. CO2 emissions alone could not explain land subsidence. The results also show that emitted N2O was higher for nutrient-rich soils with the peak directly after saturation. CH4 was at its lowest initially, but then increased and emitted CH4 was greatest for the soils where easily biodegradable organic matter was available. Turbidity alone could not explain the DOC content in leachate from the irrigated soil cores. Conclusions drawn were that copper fertilization had no effect on land subsidence and CO2 emissions in this case. Copper did however still leach from the soils 30 years after addition. Emissions of CO2, N2O and CH4 varies greatly between the different soils. To be able to obtain reliable levels of greenhouse gas emissions from peat soils in climate models, more research is needed on how different peat soils react to water and nutrient content. It is important to have long time series when measuring land subsidence. Using the same measurement equipment will give better results. GPS for land surveying of peatland can be recommended if the results can be related to a fix point. / Växthusgasavgång och markytesänkning på fyra odlade torvmarker (Martebo, Örke, Kälkestad, Lidhult) har undersökts genom att mäta utsläpp av koldioxid (CO2), metan (CH4) och lustgas (N2O) i fält och labb. Detta genom att ta in ostörda jordprover i stålcylindrar och i labb mäta gasavgången vid fyra olika dräneringsdjup. Jordprover hölls även inkuberade vid konstant dräneringsdjup och gasavgång mättes med två veckors intervall vid totalt tre mättillfällen. Avgången av CO2 mättes även i fält. Utöver gasavgång har bevattning (i labb) av ostörda jordprover hämtade från fält utförts för att undersöka risk för utlakning av koppar (Cu), fosfor (P), kväve (N) och löst organiskt material (DOC) vid återvätning, samt om det går att använda turbiditet som mått på DOC. På tre av torvmarkerna har markytans höjd avvägts med GPS. Detta för att undersöka hur markytesänkning går att relatera till avgång av CO2. Vid höjdmätning av en av provplatserna har olika höjdmätningsmetoder använts och deras lämplighet för ändamålet undersökts. Sedan har data över markytans höjd från de senaste 30 åren också sammanställts och analyserats. Torvmarkerna är med i ett långliggande försök som lades ut 1986 med ett koppargödslat och ett obehandlat led på varje provplats. Syftet med koppargödslingen var att försöka minska aktiviteten hos mikroorganismer. Detta för att minska nedbrytning av organiskt material i marken och därigenom minska markytesänkningen. Resultaten visade att markytan på alla fyra platser hade sänkts, men ingen skillnad observerades på de koppargödslade försöksrutorna jämfört med de obehandlade. Inte heller observerades effekt av koppargödsling på avgång av CO2. Störst ytsänkning var för Martebo och lägst för Kälkestad. Om endast data från den senaste perioden användes hade Örke störst markytesänkning, vilket var konsekvent med att Örke även hade störst avgång av CO2. Dock var avgången av CO2 för låg för att ensamt kunna förklara markytesänkningen.  Resultaten visade även att avgång av N2O var högre för de näringsrika jordarna i studien och högst precis efter att jorden vattenmättats. CH4 började lågt, men ökade sedan och avgången av CH4 var störst för jordarna där lättnedbrytbart organiskt material fanns tillgängligt. Turbiditet kunde inte ensamt förklara halten DOC i lakvatten från lysimetrarna. Slutsatser som kunde dras var att kopparbehandling inte hade effekt på markytesänkning eller avgång av CO2. Koppar kunde däremot fortfarande lakas ut ur jorden 30 år efter gödsling. Avgång av CO2, N2O och CH4 varierade mycket mellan de olika jordarna. För att kunna få tillförlitliga nivåer på växthusgasutsläpp från torvjordar i klimatmodeller krävs mer forskning på hur olika torvjordar reagerar på vattenhalt och näringsinnehåll. Det är viktigt med långa tidsserier vid mätning av ytsänkning och användning av samma mätmetod krävs för att få jämförbara resultat. Användning av GPS för höjdavvägning av torvmark kan rekommenderas om det finns en tydlig fixpunkt att relatera mätresultaten till.

Kunskapen kring svensk torvmarksbeskogning är undermålig. En kunskapslucka som till stor del beror på att torvmark tidigare bedömts som ointressant mark i samband med skogsproduktion. Detta beror mycket på det svenska regelverkets restriktioner mot markavvattning och gödsling samt miljöaspekterna som berörs och den aktivare skötsel som krävs. Det ökade behovet av skogsråvara gör att skogsbruket söker nya marker där torvmarken har potential att etableras för skogsproduktion. Studien är en kunskapssammanställning som lyfter fram kunskap kring skogsbruk på svensk torvmark med fokus på föryngringsprocessen. Finland använder torvmarker i skogsbruket på ett sofistikerat sätt. I studien jämförs Sveriges förutsättningar för skogsproduktion på torvmark med Finlands skötselprogram, en jämförelse som går att använda som en fingervisning till vilka föryngringsmetoder som lämpar sig i Sverige. Studien rymmer även en mindre fältstudie på torvmark som visar på tydliga indikationer av näringsbrist i marken och vikten av en korrekt utförd gödslingsåtgärd. / The knowledge of forestry on Swedish peatland is insufficient. The knowledge gap is largely due to peatland previously being considered unsuitable land in connection with the forest. This is highly due to the Swedish regulatory restrictions on land drainage and fertilization, but also due to the environmental aspects involved and proactive maintenance required. The increased demand for forest products has allowed forestry to seek alternatives, where peat soil has the potential to be established for forest production. The study is a compilation of knowledge that emphasizes the knowledge of forestry on Swedish peatland with focus on the rejuvenation process. Finland uses peatland forestry in a sophisticated way. The study compares Sweden's prospects for forestry on peatland with Finland's maintenance program, a comparison that can be used as a pointer to which rejuvenation methods are suitable in Sweden. The study also contains a field study on peatland showing clear signs of nutrient deficiency in the soil and the importance of correct fertilization.

En orörd torvmark lagrar en stor mängd kol. Vid dränering bryts det organiska materialet ned och stora mängder CO2 frigörs. Torvmarker i Sverige har med åren minskat i antal dåområden har dikats ut till förmån för jord- och skogsbruk. På senare år har torvmarkerrestaurerats genom återvätning där grundvattenytan höjs. I denna rapport har klimatpåverkan från dikade och restaurerade torvmarker i skogsmark undersökts.   Genom en litteraturstudie undersöktes parametrar som påverkar kolinlagring, CO2-, CH4- och N2O-emissioner. Utifrån parametrarna togs en metodik fram för att kvantifiera en skogstorvmarks klimatpåverkan som har testats i en fältstudie. Kolförrådet och N2O-utsläpp från dikade torvmarker kan kvantifieras. Utsläpp av CO2 samt CH4 är dock komplicerade att kvantifiera och i stället togs förslag fram på hur dessa kvalitativt kan förutspås utifrån dess parametrar.   Dessutom har lärdomar från tidigare restaureringar beaktats genom en litteraturstudie och intervjuer med erfarna personer inom området. De lärdomar som kan dras från tidigare genomförda restaureringar av skogstorvmarker är främst att det är för tidigt att dra slutsatser gällande effekter på inlagringen av kol.

Peatlands provide multiple ecosystem services, including extensive carbon sequestration and storage, yet many peatlands have been degraded or destroyed. Peatlands carbon storage capacity is connected to inherently low decomposition rates, causing the build-up of organic matter. Reasons suggested for this include waterlogged conditions that reduce the amount of available oxygen for the decomposer community, a low pH that inhibits bacterial decomposition, and colder temperatures lowering metabolic rates. This study focused on edge effects on decomposition in the transition zone between Sphagnum bogs and surrounding forest, with the expectation that decomposition is lowest in the bog and highest in the forest, but with a mix of factors causing intermediate decomposition rates near the bog edge. Transitional decomposition rates were measured across six bogs in central Sweden during the summer of 2021, using the tea bag index. Three 20 meter transects, each containing seven pairs of tea bags, were buried across the margins of each bog, centred at the edge of the Sphagnum moss. Soil moisture content, pH, and plant composition was also recorded at each burial site, and with 12 temperature loggers placed evenly among four of the bogs. The results confirmed the hypothesis regarding edge effects, and soil moisture was the dominant factor affecting the decomposition rate, having a strong significant negative correlation. The interaction of pH was significant but with an unexpected negative correlation, most likely due to the low pH in the surrounding forest. Temperature displayed no significance, and plants indicative of low decomposition rates included Vaccinium oxycoccos, Drosera rotundifolia, and especially Sphagnum species. The conclusions are that there is an edge effect on decomposition, and maintaining, or restoring, the hydrology of a peatland is the most important factor for continued carbon storage, with a rough estimation of an areas decomposition rate possible to estimate based on its vegetation. / Torvmarker bidrar med flera ekosystemtjänster, däribland utbrett koldioxidupptag och kollagring, trots detta har många torvmarker idag antingen skadats eller förstörts. Torvmarkers förmåga att lagra kol beror på en låg nedbrytningstakt, vilket gör att organiskt material ackumuleras; möjliga förklaringar som föreslagits till detta är vattensjuk mark som minskar syretillgången för nedbrytarsamhället, ett surt pH som missgynnar bakteriell nedbrytning, samt lägre temperaturer vilket sänker metabolismen generellt. Den här studien fokuserade på hur kanteffekter påverkar nedbrytningen i övergångszonen mellan vitmossemyrar och skog, med förväntningen att nedbrytningen är lägst ute i myren och högst i skogen, men att flera olika faktorer orsakar en intermediär nedbrytningshastighet i myrkanten. Nedbrytningshastigheten i 6 myrars övergångszoner, belägna i centrala Sverige, uppskattades under sommaren 2021 med hjälp av tepåseindexet (tea bag index). Tre 20 meters transekter med 7 par tepåsar vardera begravdes vid varje myr, med mitten vid kanten på vitmossan. Mätningar gjordes vid varje tepåsepar gällande markfuktighet, pH, och växtsamhälle, samt vid 4 myrar så placerades totalt 12 temperaturloggrar. Resultaten bekräftar hypotesen om kanteffekter och markfuktighet framträdde som den dominerande faktorn, med en signifikant negativ effekt på nedbrytningshastigheten. Effekten av pH var också signifikant men med en oväntad negativ korrelation, förmodligen på grund av den sura jorden i omgivande tallskog (Pinus sylvestris). Temperatur hade inte någon signifikant effekt, och växter som indikerade låg nedbrytning var Vaccinium oxycoccos, Drosera rotundifolia, samt framförallt Sphagnum spp.. Slutsatsen är att det finns en kanteffekt och att bevara, eller återskapa, hydrologin av en vitmossemyr är den viktigaste faktorn för fortsatt kolinlagring, med en grov skattning av ett områdes nedbrytningshastighet möjlig att basera på markernas växtlighet.

Peatlands are important ecosystems that provide ecohydrological functions related to carbon storage and cycling, water quality, flood attenuation, and groundwater recharge. One key characteristic that gives peatlands these functions is the capacity to swell and shrink upon wetting and drying, commonly referred to as peat volume change. This property of peat volume change is closely related to the fluctuations of the water table and has a buffering effect on the water table depth relative to the peat surface, which acts as an important control on many ecohydrological functions such as carbon cycling, vegetation composition, and biogeochemical processes. In an attempt to fill a gap of knowledge, this thesis investigated peat volume change for multiple Northern peatlands close to Umeå, Sweden, using groundwater level and mire surface level data obtained during the summer of 2021. The objectives were to investigate the temporal trends and characteristics of changes in the water table and peat volume at the studied site and to determine how peat volume change capacity differs for mires of different ages, as well as different land management such as natural, drained and restored peatlands. It was found that old (older than 2000 years) mires have a significantly smaller peat volume change capacity compared to young mires (younger than 1000 years), as well as smaller specific storage, indicating that factors that change as the peatland evolves are important for the ability to expand and contract. It was also found that the relationship between the mire surface and water level was linear for some mires but not for others, including drained and old mires. For the drained mires this could be explained by very deep water tables compared to the natural mires, however, they did not stand out among the natural mires concerning peat volume change capacity. The comparison between a restored mire and a drained gave ambiguous results. It was also found that the specific storage, which is directly related tothe compressibility of the peat, was greater during drying conditions compared to rewetting conditions, highlighting peatlands ability to maintain wet conditions. The study provides a deeper understanding of peat volume change in Northern peatlands and the factors related to this phenomenon, which is crucial for further studying of peatland ecohydrology. / Torvmarker är viktiga ekosystem som bidrar med ekohydrologiska funktioner relaterade till kollagring och kolcykling, vattenkvalitet, minskad översvämningsrisk och grundvattenbildning. En egenskap hos torv som är viktig för dessa funktioner är förmågan att svälla under våta perioder och krympa under torrperioder. Denna torvvolymförändring är relaterad till fluktuationer i grundvattennivå och kan även ha en buffrande effekt på grundvattendjupet (avståndet från markytan till grundvattenytan), vilket påverkar flertalet ekohydrologiska funktioner såsom kolcykling, vegetationssammansättning, och biogeokemiska processer. I ett försök att fylla en lucka i kunskapen kring detta fenomen undersökte detta examensarbete torvvolymförändringar för flera torvmarker, eller myrar, i närheten av Umeå baserat data för grundvattennivåer och nivån på myrars markyta som erhållits under sommaren 2021. Syftet var identifiera trender och egenskaper hos de olika myrarnas förändring i grundvattennivån och myrnivå, samt att ta reda om det finns någon skillnad i torvens kapacitet för att svälla och krypa hos myrar med olika ålder, samt olika markskötsel såsom naturliga, dränerade och restaurerade myrar. Resultatet visade att äldre (äldre än 2000 år) myrar har en betydligt mindre kapacitet att svälla och krympa jämfört med yngre myrar (yngre än 1000 år), samt mindre specifik magasinkoefficient, vilket indikerar att faktorer som förändras när myren blir äldre är viktiga för förmågan att svälla och krympa. Resultatet visade också att förhållandet mellan myrens marknivå och grundvattennivå var linjärt för vissa myrar men inte för andra, inklusive dränerade och gamla myrar. För de dränerade myrarna kunde detta förklaras av mycket djupa grundvattennivåer jämfört med de naturliga myrarna, men de stack inte ut bland de naturliga myrarna vad gäller förmåga att svälla och krympa. Jämförelsen mellan en restaurerad myr och en dränerad gav tvetydiga resultat. Man fann också att den specifika magasinkoefficienten, som är direkt relaterad till torvens kompressabilitet, var större under torra perioder jämfört med våta perioder, vilket visar på myrens förmåga att upprätthålla våta förhållanden. Studien gav en djupare förståelse för myrars förmåga att svälla och krympa och faktorerna relaterade till detta fenomen, vilket är av betydelse för vidare forskning om torvmarkers ekohydrologi.