Modeller for landbruk i Norge

Transkript

1 Workshop: Modeller for «Hav møter Land» Modeller for landbruk i Norge Håkon Borch - BIOFORSK 1

2 Jordbruket som forurensingskilde Håkon Borch. (UMB jan 2012) 2 2

3 Fosfor Vekst Ø Næring for planter og alger Ø Tilføres først og fremst ved at partikler eroderer Ø JOVA-felt Bye ved Mjøsa: P- innholdet adskillig større i overflate-avrenning (320 ug/l) enn i grøftevannet (30 ug/l). P P løst-p Jordlag P Blåleire Vannmiljøe 3 Foto: Skarbøvik 3

4 Nitrogen: Ø Mindre fokus på N enn P, men svært viktig i havområdene Ø Kan være begrensende for algevekst også i ferskvann -> gir f.eks gode forhold for blågrønnalger som kan fiksere N fra lufta Ø Følger ofte grunnvannet: Mer i f.eks. grøftevann (15 mg/l) enn i overflateavrenning (4 mg/l) (Bye-feltet) Ø I dag er det (for?) lite fokus på tiltak mot nitrogen. Klima. Vekst N N Jordlag Vannmiljøe 4 Foto: Skarbøvik 4

5 Plantevernmidler Vekst Ø Pesticidinnholdet i vann i JOVA-felt har generelt gått ned. Ø Rester av ulovlige midler fremdeles i jorda -> vannet Ø Flest funn rett etter sprøyting Ø Størst funn der det dyrkes grønnsaker og potet. Ø Til sammen for alle år har 12 % av prøvene vist seg å ha et innhold som regnes som miljøfarlig for vannlevende organismer. Jordlag Vannmiljøe 5 Foto: Skarbøvik 5

6 Landbruket påvirker også hydromorfologien i vassdragslandskapet Foto: Skarbøvik Dreneringer/hydroteknikk Bekker i rør Flom- og erosjonsforbygging Kanalisering og utrettinger Fangdammer 6 Foto: Bioforsk 6

7 Punktutslipp Gjødsellagre Fjøs, driftsbygn etc Pelsdyrfarmer Graving Organisk avfall fyllinger Avrenning fra veksthus Foto: Vegard Næss 7 7

8 Tråkkeskader erosjon og avrenning 8 Foto: Vegard Næss 8

9 En palett av tiltak i landbruket endret jordarbeiding fangdammer m/u filter vegetasjonssoner grasdekte vannveger hydrotekniske utbedringer kumdammer redusere tråkkskader kantsoneskjøtsel gjødselbruk (P-AL) gjødslingsfrie soner tette gjødsellagre andre punktkilder spredearealkrav spredetidspunkt endret produksjon håndtering av planterester Færre tiltak tilgjengelig i husdyrdistrikt NB!! Ikke alle tiltak kan modelleres 9

10 10

11 Hva slags hydromorfologiske endringer utføres totalt av landbruket? Dreneringer/hydroteknikk Bekker i rør Flom- og erosjonsforbygging Kanalisering og utrettinger Fangdammer 11 11

12 Erosjon i høstkorn 12

13 13

14 14

15 Tråkkeskader erosjon og avrenning Foto: Vegard Næss 15

16 16

17 17

18 18

19 Ugjødsla randsoner 19

20 Årsvariasjoner er viktig 8000 Totalt jordtap ved ulik drift Jordtap i Kg/haa Høstpløyd Høstharvet Vårpløyd Eng Normalår høstpløyd Normalår Høstharvet Normalår vårpløyd Normalår eng 20 Kilde: JOVA 20

21 Endret jordarbeiding reduserer risiko for partikkel- og fosfortap 21

22 Det meste av avrenningen fra jordbruksarealer skjer om vinteren og spesielt i snøsmeltingen 22

23 Erosjonsrisikokart fra Skog og Landskap En versjon av Universal Soil Loss Equation (USLE) 140 millioner tiltakskroner fordeles på basis av disse kartene WEBGIS avrenning og Agricat-P tar utgangspunkt i kartene A=RKLSCP R= nedbørens erosivitet K= jordartens erodibilitets L= arealets helningslengde S= arealets bratthet (slope) C & P= effekt av plantedekke i gjennom landbruksdriften 23

24 Model for soil- and phosphorus loss from agricultural areas - AGRICAT-P 24

25 AGRICAT-P beregningene Datagrunnlaget for å kjøre AGRICAT-P modellen er; erosjonsrisikokart (USLE beregning fra Skog og landskap) jordsmonnskart (tekstur, helningsklasse, bakkeplanering) klimadata (regionaliserte klimatilpasninger) JOVA overvåkingsfeltresultater P-AL nivå i jord (levert av Åsnes videregående skole og Jorddatabanken) fangdammer legges inn i kart og tilhørende nedbørfelt digitaliseres vegetasjonssoner legges inn i kart og tilhørende nedbørfelt digitaliseres jordbruksdriften slik den var i ble registrert i felt våren 2010 Normalårsmodeller (som Agricat) beregner middelverdier for klimatiske normalår. I år med stor eller liten nedbør kan det være betydelig avvik. Agricat beregner ikke groperosjon og erosjon i vannveier (forsenkninger). Agricat tar bare i begrenset grad hensyn til at en del av erosjonsmaterialet sedimenterer på veien frem til vassdragene

26 Beregningsflyt for jord- og fosfortap i AGRICAT Overflatetap Dagens drift EHP * Areal * C- faktor * overflateandel Grøftetap Dagens drift EHP * Areal * C- faktor * grøfteandel Overflateta p Simulert drift EHP * Areal * C- faktor * overflateandel Grøftetap Simulert drift EHP * Areal * C- faktor * grøfteandel Vegetasjonssone -retensjon Vegetasjonssoneretensjon Fangdamrete nsjon Fangdamrete nsjon Fangdamrete nsjon Fangdamrete nsjon Overflatetap Jordtap fra simulert drift i overflaten * Anrikningsfaktor * Tot-P i jord Grøftetap Jordtap fra simulert drift i grøft * Anrikningsfaktor * Tot-P i jord Overflatetap Jordtap fra simulert drift i overflaten * Anrikningsfaktor * Tot-P i jord Grøftetap Jordtap fra simulert drift i grøft * Anrikningsfaktor * Tot-P i jord P-tap Dagens drift P-tap Simulert drift 26

27 27

28 Fleksible scenarioer 28

29 Kalibrering på Skuterud JOVA felt «Reasonable fit on an annual basis» AGRICAT underestimerer antakelig i år med høy nedbør Year Deviation ,7 % ,4 % ,0 % ,3 % ,9 % ,7 % Average -4,1 % 29

30 Modellering av tiltak med AGRICAT Aktuelle tiltak simulert: Ulike areal i stubb Beskyttelse mot erosjon Fristilling av areal Grasdekning Soner langs vassdraget P-Al reduksjon Scenarier kan være alternative tiltakspakker, konsekvenser av endret klima, etc

31 Momenter ved AGRICAT-modellen Godt egnet hvis en vil sette opp «hva hvis»-scenarioer Alle scenarier kan beregnes med P-AL variasjoner Rutine for å beregne redusert gjennomføringsgrad (tilfeldig fjerning av arealer fra scenariet) Kombinert sammen med NILF rapport kan gi kosteffekt-tall 31

32 Momenter ved WEBGIS avrenning Gir et kartbasert verktøy for å legge inn søknader om tilskuddsmidler Beregner jordtap (basert på erosjonsrisiko kart) Grov og forenklet fosfortapsberegning ( av jordtap) Forsøksområder for at landbrukskontorene bruker det selv er i gang på; Landbrukskontor i Haldenvassdraget Rygge Moss Råde landbrukskontor Data kan enkelt kjøres videre inn i Agricat for P- tap beregninger og scenarioer 32

33 33

34 34

35 35

36 36

37 37

38 38

39 39

40 WebGIS avrenning to anvendelsesområder Nedbørfelt-planlegging RMP-søknader Kan gi grunnlag for kjøring av Agricat-P 40

41 Fosforindeks 41

42 P-AL kart Her et eksempel på nedbørfeltnivå. Kan lages helt ned til skiftenivå. Verktøy for forvaltningen i forhold til å optimere informasjon og tiltak 42

43 NOVA-NEST (P/N) Brukes i TEOTIL RID rapportering Egner seg for kvantiteter av N og P i store regioner 43 43

44 Modelltest på JOVA feltet Skuterud 44 44

45 Skuterud landbruksdrift 45 45

46 Drift 46 46

47 Nedbørsvariasjon 47 47

48 Agricat-P Limnosoil Inca-P SWAT 48 48

49 49 49

50 Testresultater R 2 spenner fra 0 til 1, der høye verdier indikerer lite feil i variansen NSE (Nash-Sutcliffe) spenner fra - til 1 hvor NSE=1 indikerer en perfekt sammenheng mellom simulerte og observerte data. PBIAS Et PBIAS resultat på 0 indikerer en perfekt sammenheng mellom simulerte og observerte data

51 Modellkostnader 51 51

52 Takk for oppmerksomheten 52