KLIMASCENARIER FOR NORGE OG KONSEKVENSER FOR EROSJON OG JORDTAP. Vannforeningen 8 oktober 2015 Lillian Øygarden, NIBIO

Transkript

1 KLIMASCENARIER FOR NORGE OG KONSEKVENSER FOR EROSJON OG JORDTAP Vannforeningen 8 oktober 2015 Lillian Øygarden, NIBIO

2 EROSJON- avrenning av partikler, næringsstoffer- effekt vannkvalitet.behov for miljøtiltak. Regionale miljøprogram

3 Sheet Rill Gully erosion

4 Erosjon i Norge skyldes både avrenning fra regnvær og fra snøsmelting + arealbruk og jordbruksdrift

5 EROSION RATES AGRICULTURAL AREAS- NORWAY From < tonn ha -1 Romerike autumn tillage ~ 3t ha -1 Soil loss plot studies t ha t ha -1 from single fields t ha -1 in catchments Soil loss extreme events > 100 t ha -1. Especially high erosion from levelled soil areas (Erosion risk3x unlevelled) Øygarden et. al Soil erosion in Norway. In the book: Soil erosion in Europe. (Boardman&Poesen eds)

6 Figur under; Mean soil losses from catchments in JOVA- Agricultural Environmental Monitoring Programme (Bechmann et al. 2014) Runoff (mm) Soil loss kg /daa 0 Skuterud Mørdre Kolstad Hotran Vasshaglona Time Skas-Heigre Volbu Naurstad Cereals cereals, gras, livestock Potatoes, vegetables Gras, livestock Total runoff Total soil loss Totalt jordtap, dyrka mark 0

7 Effekt av jordarbeidingsstidspunkt høst mm Felt, Ullensaker (106) Kg ha Avrenning (mm) Jordtap kg ha -1 ) /10 8-9/ / /10 17/10-2/ / /11 date Ploughed

8 Endret klima erosjon i jordbrukslandskapet * EROSJON PÅ JORDENE * EROSJON - VANN FRA ANDRE AREALER * EROSJON I BEKKESKRÅNINGER User manual NIBIOs power point template

9 Klima i Norge 2100 Kunnskapsgrunnlag for klimatilpasning oppdatert i 2015 NCCS report no. 2/ Utslippsscenarier: RCP8.5-utslippene øker til slutten av hundreåret RCP4.5 små endringer i utslipp til 2050, deretter utslippskutt RCP2.6 drastiske utslippskutt fra 2020 Ensemble- Kombinasjoner av resultater fra flere modellkjøringer. Stor usikkerhet i fremskrivinger- det brukes median, høy og lav fremskrivning Redaktører Kunnskapsgrunnlag for klimatilpasning oppdatert i 2015 Redaktører: I. Hanssen-Bauer, E.J. Førland, I. Haddeland, H. Hisdal, S. Mayer, A. Nesje, J.E.Ø. Nilsen, S. Sandven, A.B. Sandø, A. Sorteberg og B. Ådlandsvik RCP: Representative consentration pathway. Angir klimapådriv i 2100 relatert til RCP4.5 = ekstra varmetilførsel av 4.5 W/m2. Scenario for fremtidig utvikling av utslipp av klimagasser (befolkningsvekst, teknologiutvikling, politiske rammebetingelser )

10 FORVENTEDE ENDRINGER- SLUTTEN AV HUNDREÅRET Årstemperatur- økning ca 4,5 C ( C ) Årsnedbør- økning ca 18 % (7-23 %) Styrtregnepisoder kraftigere og hyppigere Antall dager med kraftig nedbør vil øke og nedbørmengden på dager med kraftig nedbør forventes å øke Regnflommer større og oftere Snøsmelteflommene færre og mindre Økt avrenning om vinteren Lavtliggende områder- snøen borte Veskstsesongens lengde- Østlandet: 1 mnd (RPC45), 1-2 mnd (RPC 8.5) Planlegging for neste år: Bruke oppdaterte data for «dagens klima» i stedet for fremskrivninger. Bruke perioden: User manual NIBIOs power point template

11 ENDRING (%) I ÅRSMIDLER OG SESONGMIDLER FOR AVRENNING FRA PERIODEN TIL (FIGUR I KLIMA I NORGE 2100) Årsnedbør 4% høyere enn og 7 % høyere enn Østlandet-mer enn 10% høyere årsnedbør enn Relativ forandring % i års og årstids nedbør fra til for de to utslippsscenariene ifølge median, lav og høy fremskrivning. User manual NIBIOs power point template

12 ENDRINGER I EROSJON FRA JORDBRUKSAREALER Sesongendringer nedbør: Økt nedbør vinter: erosjon fra snøsmelting- redusert? stabile snøvintre med snødekke endres til ustabile vintre erosjon fra regnvær- økt erosjon? Intensiteter - infiltrasjonskapasitet Økt høstnedbør- økt erosjon Økt vårnedbør- økt erosjon? Ekstremepisoder- økt forekomst- i hvilke sesonger? Avrenning fra andre landskapselementer - påvirker jordbruksarealene Sikring av jordbruksarealer mot flomskader og skred- ny risiko Generelt våtere betydning? Endret vekstsesong, endringer i produksjoner og jordbruksaktivitet- som åpen åker i andre områder = økt erosjonsrisiko i andre områder? Mer høstkorndyrking- mindre eller mer erosjon?

13 OVERFLATEAVRENNING VINTER AVHENGIG AV: Snøsmelting - tele i jorda - tint jord Snøsmelting og regn Regnvær - tele i jorda - tint jord - delvis tint jord Endringer i antall fryse- tinesykluser Vinter hydrologi avgjørende for tap av partikler og fosfor Modell beregninger trenger data om svingninger rundt 0, tele /ikke tele

14 Unstabile vinter forhold fryse- tine sykluser høstkorn- dårlig erosjonsbeskyttelse Dyrkingsområder? Vær som perioden Effekter og tiltak basert på kjente episoder, økt frekvens, planlegge for å redusere risiko? Enda større behov for erosjonstiltak- og i større områder?

15 Vinter forhold Nedbør på delvis tint jord. Høye avrenningsintensiteter- høye jordtap. 3,5 l/s/ha- smelting på tint jord 35 l/s /ha- regnvær + snøsmelting

16 ANTALL FRYSE- TINE EPISODER, JOVA FELT 40 40, , , ,0 Depth (cm) Snow Frozen soil Thawed soil Depth (cm) Frozen soil Thawed soil Snow 0,0-10,0-20,0-30,0-40,0-50,0-60, ,0

17 EXAMPLE EXTREME EVENT 2 DAYS WINTER 30 January Runoff: 25 mm Soil loss: 2 kg ha January Runoff: 77 mm Soil loss: kg ha -1

18 Ekstremepisode vinter (januar ) 9,5 % clay, 28 % silt, 62,5 % sand 3,5 % clay, 9,5 % silt, 87 % sand Erosjon utenfor typisk leirjordsområde

19 EROSJON NED PÅ DRENERINGSRØR. TIDLIG POTETER INGEN SYNLIG EROSJON PÅ FELT MED STUBB.

20 9% leire, 70 % silt, 21 % sand org.materiale; 4 % in matjordlaget, 1 % i undergrunnsjord Rilleutvikling; fra bredde 25 cm til mer enn 1 meter undergrunnsjord med lav aggregatstabilitet

21 21 % leire, 68 % silt, 11% sand Maks bredde: 1,4 m Maks dybde: 2,0 m

22 Avrenning høstperioden

23 Synlig overflateavrenning om høstenofte på felter med høstkorn. Oktober episoder Kontroll med overflateavrenning -høstkornareal

24 HELLERUD: MÅLINGER AV AVRENNING, JORD OG FOSFORTAP FRA RUTER MED ULIK JORDARBEIDING TIL HØSTKORN AP, Along Conturs DIR AH DIR SC+AP AH AP Winter Cereal, Autumn Ploughing (AP) Winter Cereal, Autumn Harrowing (AH) Winter Cereal, Direct Drilling (DIR) Spring Cereal, Autumn Ploughing (SC+AP) AP, Long

25 OVERFLATEAVRENNING - EPISODER Vannprøvetaking- vippekarvolumproporsjonale prøver Observasjon av overflatedekning, erosjonsspor,

26 Øsaker Rute 2: Høstharvet + sådd høstkorn SS-kons: 1110 mg/l Rute 3: Direktesådd høstkorn SS-kons: 5 mg/l Rute 4: Høstpløyd + sådd høstkorn SS-kons: 5820 mg/l (Foto: R. Skjevdal) 105 mm nedbør (16 sept- 5 okt) Sådato : 10 Sept

27 ÅRLIG JORDTAP VED ULIK JORDARBEIDING TIL HØSTKORN HELLERUD. SS [kg/daa] VK+HPL HPL HHA DIR Hellerud /03* 03/04 04/05 05/06 06/07 Gjsn År Lett høstharving og direkte såing til høstkorn kan redusere jordtap. Høstpløying til høstkorn har ikke redusert erosjon sammen lignet med høstpløying til vårkorn.

28 Høstkorn direkte grensende til bekk Januar 2008 Oktober 2014 Hellerud- høstkorn med ulik jordarbeiding

29 HØSTKORN PROBLEM ELLER LØSNING HVILKEN RISIKO AKSEPTERES- ANBEFALINGER? Mulige løsninger: Jordarbeidingsmetoder, tekniske løsninger Høstkorn på areal med lavere erosjonsrisiko I områder der planteveksten etableres godt på høsten Behov for kontroll med overflatevann, rensetiltak i nedbørfelt- fangdammer, vegetasjonssoner

30 Eksempel ekstremepisode høst. Høsten regnvær oktober- 22 desemberetterfulgt av plutselig kald periode. Høstkorn- 100 % utgang av plantemateriale. Erosjon 5-6 times høyere enn gjennomsnitt for overvåkingsperioden

31 EXAMPLE RUNOFF EVENT AUTUMN 2000 IN THE SKUTERUD CATCHMENT 3 X NORMAL PRECIPITATION FOR AUTUMN PERIOD (OCTOBER- DECEMBER). SOIL LOSS 6 TIMERS HIGHER THAN MEAN FOR OBSERVATION PERIOD. ALSO EROSION THROUGH DRAINAGE SYSTEMS, STREAM BANK EROSION OBSERVED Skuterud - Losses of SS and runoff kg/daa kg/daa Runoff Runoff kg/daa mm 0 May Jun Jul Aug Sep O ct Nov Dec Jan Feb Mar Apr 0

32 Tilpasning til våte forhold- Redusere overflateavrenning- redusere erosjon. God drenering er viktig men ikke alltid nok! + andre tiltak i nedbørfelter + valg av driftsformer Regnvær november 2012 Sted Nedbør mm Særheim 111,7 Brekke Gulen 134,7 Fana Stend 84 Gjesdal, Rogaland 144,5

33 KONTROLL MED OVERFLATEAVRENNING ØKT NEDBØRINTENSITET- STØRRE KRAV TIL HYDROTEKNISKE ANLEGG Fyllt i en ekstrem episode i Januar 2008 (ref. Atle Hauge) 2 dammer- oppfylt 50 m 3

34 PLANERTE FELT- STOR UTBREDELSE I MANGE OMRÅDER ØSTLANDET. LUKKINGSANLEGG, DRENSSYSTEMER, HYDROTEKNISKE ANLEGG- BEHOV FOR UTBEDRINGER- KAN GI STORE SKADER VED KOLLAPS AV LEDNINGER. MÅ SIKRE PRODUKSJONSAREALER

35 FRA «VEILEDER». PÅGÅR ARBEID MED OPPDATERING AV VEILEDER FOR PLANERINGSFELT (2015).

36 Ekstremvær- sikre jordbruksarealene mot avrenning fra andre areal. Trenger bedre hydrologisk forståelse. Risikoplanlegge -Tiltak- Sikre areal? Kan sektorer lære av hverandre? Dimensjonering grøfter, hydrotekniske anleggtilpasset nye avrenningsmengder Vedlikehold- opprensking sluk, nedløpskummer, avskjæringsgrøfter Kontrollert flomdemping- bruk av skog /beite/prioriterte arealer for oversvømmelsebegrense skadeomfang nedstrøms Steinsettinger, forbygning, kontroll grøfteutløp Planerte felt- kollaps av lukkingsanlegg 15 august 2012

37 ØKT BEHOV FOR RENSESYSTEMER I LANDSKAPET, VEGETASJONSSONER, GRASDEKTE VANNVEIER, SEDIMENTASJONSDAMMER