Investigating the drainage status of forested peatland based on plot-ditch distances using high-resolution DEM and GIS procedures

Wetlands are critical natural ecosystems which play a significant role by sustaining biodiversity, filtering water, buffering against flooding and sequestrating large amounts of carbon. However, these functions could be changed with the construction of ditches to lower the water table for agricultural or forestry purposes. With the advent of high-resolution digital elevation models (DEM), it is now possible to use automatic delineation parameters to identify ditches in wetlands. The purpose of this study is to evaluate the drainage status of forested peatland based on plot-ditch distances using high-resolution DEM and GIS procedures. In that regards, the potential of several DEM based parameters to delineate ditches were compared to manual ditch delineation, and different plot-ditch distances were computed and classified. The results indicate that none of the parameters derived from the DEM provided an accurate delineation of the ditches but that the impoundment index showed better ditch pattern compared to the remaining indexes. The distance from the inventory plots to both the manual and impoundment index-based delineated ditches resulted in the creation of three plot-ditch distance classes: 0 – 25 m, 25 and 100 m and > 100 m class. The comparison between the plot-ditch distances between manual and impoundment index-based delineation showed better correlation for both the 0 – 25 m (0.60***, p < 0.001) and 25 m – 100 m (0.67***, p < 0.001) class for plots within classes where there is agreement between both approaches. Though the impoundment index presents some inaccuracies in ditch delineation compared to the manual approach, it seems to be a useful parameter for quick assessment of the presence of ditch and for plot-ditch distance evaluation purposes.Våtmarker är viktiga naturliga ekosystem som spelar en viktig roll genom att upprätthålla biologisk mångfald, filtrera vatten, buffra mot översvämningar och binda stora mängder kol. Dessa funktioner kan dock ändras genom anläggning av diken för att sänka vattennivån för att skapa bättre förutsättningar för jord- eller skogsbruk. I dagens växthusgasinventering utnyttjas information från Riksskogstaxeringens permanenta ytor där en provytas dräneringsstatus avgörs genom identifiering av dike på högst 25 meters avstånd från provytans centrum. Eftersom växthusgasavgången från marker med ett dike på längre avstånd än 25 meter troligen också är påverkad behövs bättre verktyg för att skatta arealen dikningspåverkad mark i Sverige, och om möjligt differentiera den i olika klasser för vidare uppskalning till nationell nivå. Med tillkomsten av högupplösta digitala höjdmodeller (DEM) är det nu möjligt att använda automatiskt skattade parametrar för att identifiera diken i våtmarker. Syftet med denna studie är att utvärdera dräneringsstatusen för skogsmark på torvmark utifrån avståndet mellan provyta och dike med högupplösta DEM- och GIS-procedurer. I detta avseende jämfördes potentialen med flera DEM-baserade parametrar för att avgränsa diken med manuell dikeavgränsning och olika avstånd mellan provyta och dike beräknades och klassificerades. Resultaten indikerar att ingen av parametrarna härledda från DEM gav en exakt avgränsning av diken, men att ett s.k. dämningsindex visade bättre dikesmönster jämfört med de övriga indexen. Avståndet från provytorna till både manuella och dämningsindex-baserade diken resulterade i tre avståndsklasser: 0 - 25 m, 25 till 100 m och mer än 100 m. Jämförelsen mellan avstånd dike-provyta mellan manuell och dämningsindex-baserad avgränsning visade bättre korrelation för både klasserna 0 - 25 m (0,60 ***, p <0,001) och 25 - 100 m (0,67 ***, p <0,001) för provytor inom klasser där det fanns överensstämmelse mellan de båda metoderna. Även om dämningsindex ger vissa felaktigheter i dikesskattningen jämfört med det manuella tillvägagångssättet, verkar det vara en användbar parameter för snabb bedömning av förekomsten av dike och för att bedöma avståndet mellan provyta och dike