Korn og husdyrområder

Hva er de kritiske prosessene for modellering av avrenning fra landbruket? Har vi tilstrekkelig kunnskap for tiltaksanalyser i landbruket?? Bioforsk ved Lillian Øygarden Korn og husdyrområder

Hva er en tiltaksanalyse? EU s vannrammedirektiv Dokumentere miljøtilstand Definere miljømål Kartlegge kilder Beregne reduksjonsbehov for tilførsler Evaluere tiltaksgjennomføring

Modeller i nedbørfelt- må modellere hydrologien riktig. Problem med vinterhydrologi i mange modeller Når hydrologien ikke stemmer blir heller ikke effekter av tiltak riktig modellert. Prosessbaserte modeller ikke brukbare for tiltaksanalyser?

Hvilke modeller (prosessbaserte) brukes nå/har vært brukt Gjennom EUROHARP prosjektet ble mange modeller testet for Norske forhold NL-CAT(ANIMO/SWAP/SWQN/SWQL) ved ALTERRA, Nederland MONERIS ved FV-IGB, Tyskland, NOPOLU ved IFEN / BETURE-CEREC, Frankrike, Source Apportionment ved NERI, Danmark, SWAT ved EC-JRC / NTUA / IRSA-CNR, Italia, Hellas og Spania, REALTA ved KMM, Irland, N-LES CAT ved NERI, Danmark, TRK(SOILNDB/HBV-N) ved SLU / SMHI, Sverige, EveNFlow ved ADAS, Storbritannia. Ikke brukt til tiltak

Noen resultater av EUROHARP prosjektet Selv om nedbørfeltet har relativt mye data sammenliknet med andre norske lokaliteter var det flere av modellene som manglet viktig informasjon, som f.eks. grunnvannsstand, og jordbeskrivelser for skogsområder (som dominerer i nedbørfeltet). Resultatene etter kalibrering illustrerer at alle modellene er relativt gode til å modellere vannføringen i området, total nitrogen på en årlig basis simuleres tålelig bra, mens modelleringen av fosfor er problematisk. (hvorfor?) Det er svært liten forskjell mellom modellene til tross for at kun TRK og Moneris har evaluert sin modell som egnet for simuleringer av nordiske forhold (hvorfor?)

Intensitet i avrenning hog Høgfoss ska Skas Heigre hot -Hotran mor -Mørdre sku -Skuterud kol -Kolstad vol -Volbu nau -Naurstad vas -Vasshaglona nyh -Nyhaga van -Vandsemb bye -Bye vin -Vinningland rap -Räpu rag -Rägina mec -Mellupite catchment med -Mellupite drainage field Store forskjeller i hydrologien mellom stor og små nedbørfelter (høg andre norske felter) Særlig små felt viser store forskjeller når FI(intensitet i avrenning) blir beregnet på time og gjennomsnittlig døgnverdi for avrenning Store forskjeller innenfor en dag kan ha stor betydning for erosjon og N,P tap Grøfteavrenning viser nesten like stor FI enn nedbørsfelter (tyder på viktighet av grøfteavrenning i den totale avrenningen) Store forskjeller mellom Norske (Jova) felter og Baltiske felt (pga bla grøfteintensitet)

Modeller må kunne klare norske forhold Jordtyper Klima fryse/tine perioder frost/redusert infiltrasjon grøftesystemer (meget viktig) makropore strømning(?) mm Dersom kalibrert/testet på store nedsbørsfelt får alle modeller det til å stemme (Euroharp Vansjø) Men erosjon/næringsstofftap skjer på småfelt, her er det store forskjeller i avrenningen innenfor en dag (ref.: flashiness index)

Har tiltaksanalysene gjort bruk av modeller vanskeligere? Effekter av tiltak jordbruk ofte basert på forskningsresultater i ruteforsøk. Eks. Endret jordarbeiding (pløying, harving, direkte såing ) og effekt på erosjon. Modeller gir relative verdier for gjennomsnittsrisiko for erosjon ved ulike dyrkingssystemer. Rangering i forhold til flateerosjon. Mangler landskapsskala = ikke lik tilførsel til vassdrag. Mangler andre erosjonsprosesser i landskapet!

Erosjons risiko- endret jordarbeiding Ulike relative faktorer (Cfaktor ) for jordarbeiding (Lundekvam, UMB): Høstpløying 1,00 Høstkorn 0,95 Høstkorn, direkte såing 0,20 Vårpløying 0,15 Permanent gras 0,04

Relativ erosjonsrisiko er IKKE nok Tidligere : fokus hvor mye endret jordarbeiding ville redusere risikoen for jordtap. Fokus på jordet til bonden. Bruk av relative verdier. Beregning av partikkeltap og ulike varianter for å kople på fosfortap. Eks; Dersom areal i erosjonsrisikoklasse 3 og 4 legges om til stubb gjennom vinteren vil erosjonsrisikoen for disse arealene reduseres med 85 %. Dersom de høstharves vil risikoen for jordtap reduseres med 45 %. I tiltaksanalyser nå ønskes både kvantifisering av partikkeltap og fosfortap, beregnet som tilførsler til vannforekomstene. Målet er hvilken effekt dette har på bestemte miljømål gitt som fosforkonsentrasjon i mg /l. Her mangler kunnskap om skalaprosesser, og om prosesser som ikke er målt i ruteforsøk. Tiltaksanalyser nå må ha med alle tiltak effekter som kan påvirke avrenning. Tidligere kunne en velge den viktigste, eks endret jordarbeiding erosjon og P tap. Når dette skal inn i sektorregnskap økt krav til dokumentasjon av også andre tiltak som eks: gjødsling, hydroteknikk.. Disse lar seg ofte ikke kvantifisere uten tilgang på ekstra opplysninger fra bonden eller ved direkte kartlegging i nedbørfelter. Kan ikke modelleres uten detaljerte data fra hvert nedbørfelt. Samspillseffekter- særdeles akuelt i tiltaksanalyser, men ikke basert på felt/ruteforsøk. Eks: et høstpløyd jorde endres til stubb med gras i vannvei, vegetasjonssone og felles fangdam med naboen.

Morsa Typeområder for tiltaksanalyse Erosjon og partikkeltransport Vurderinger basert på erosjonsrisikokart Hovedtiltaket er redusert jordarbeiding + vegetasjonssoner og fangdammer Jærvassdraget Høy husdyrintensitet Vurderinger basert på fosforstatus Hovedtiltaket er redusert gjødsling Leira Erosjon utrasing, problemer med hydrotekniske tiltak Vurderinger basert på direkte kartlegging av problemområder Hydrotekniske tiltak

Grønnsaksområder Har ikke vært prioritert for forskning. Betydning? Kan ha stor P avrenning. Fordeling overflate /grøfteavrenning? Partikler i drensvann- mangler dokumentasjon. Mangler kunnskap om aktuelle tiltak. Hvor mye kan P gjødsling reduseres uten at det går ut over avling og kvalitet? Andre tiltak som fangvekster? Forskjeller mellom grønnsakslag i P behov og avrenning??

Eks Morsa: Beregnet P-tap fra de ulike delnedbørfeltene for 2000 og 2006. Basert på beregninger med GIS avrenning med data om dagens jordarbeiding. Røde søyler = Fosfortap i 2000 Gul søyle viser = effekter av endret jordarbeiding Grønne søyler = effekter når også andre tiltak som vegetasjonssoner og fangdammer (pr 2006) er inkludert Mangler: andre erosjonsformer, gjødsling, drensavløphydroteknikk---

Også erosjonsrisikokartene er mangelfulle Mangel: Basert på Romeriks klima. Burde tilpasses nedbør i ulike distrikt. Hellingslengder: 100 m Forutsetter høstpløying

I noen områder egne tiltaksanalysekart Basert på erosjonsrisiko i klasse 3 og 4 + 20 meter belter langs vassdrag. Inkludert også flomutsatt?. Hvordan skal man modellere effekter av slike sammenslåtte klasser (= tilskuddsklasser).?

Effekter av tiltak landbruk

Utvikling av verktøy tiltaksplanlegging på nedbørfeltnivå GIS avrenning - Ploss-modellen (er under navnsetting ) Inkluderer ulike prosesser og transportmekanismer Utvikling av modellverktøy mot mer helhetlig planlegging Sterkere fokus på gjødsling i tillegg til redusert jordarbeiding

Tiltaksanalyser i områder med høy husdyrtetthet. Egnet modellverktøy? Spesialutviklet regresjonsanalyse.. Trenger data om jordas P innhold. Jordprøver er bondens eiendom begrensning i data og bruk Risiko for overflateavrenning rett etter spredning Punktkilder Trenger mer enn koeffisient metoden

Kritiske arealer kostnadseffektiv tiltaksgjennomføring. Hvilke data kreves for å finne kritiske arealer? For mye fokus på totaleffekter?

Høyrisikoskifter Lavrisiko Høyrisiko_nær bekk Skiftene som grenser til bekken blir betegnet som høyrisikoskifter Lavrisiko Høyrisiko_nær Høyrisiko_feltregistreringer bekk Skifter som grenser til bekken + de det ofte er registrert erosjonsspor på blir betegnet som høyrisikoskifter

Risiko-arealer Lav risiko Risiko arealer Kilde: Transport: Jordas P innhold Erosjon Mineralgjødsel Overflateavrenning Husdyrgjødsel Makroporetransport Utfrysing fra planterester Grøfteavrenning Meget høy risiko Indeks for risiko for P-tap (P-indeks)

Eksempler på prosesser som er vanskelige å kvantifisere i tiltaksanalyser Mangel på kunnskap om effekter Mangel på kunnskap om kostnader Mangel på kunnskap om samspillseffekter Mangel på kunnskap om skalaeffekter Usikkerheter? Variasjoner i effekter og kostnader??

Erosjon i bekkeskrenter - vegetasjonssoner

Drenering- de skjulte transportveier i landskapet Partikkeltap og fosfortap gjennom grøftesystemer kan bety mer enn tidligere antatt. Mangler dokumentasjon- ikke med i modeller. Betydning for valg av tiltak.

Mangler kunnskap om betydning av grøfteavrenning? Tiltak for å rense slik avrenning?

Erosjon rundt nedløpskummer, rensing av grøfteavrenning gjennom vegetasjonssoner

Bruk av Leca filter til rensing av fosforforbedret effekt av fangdam, fosforbinding i grøftefyll

Samspillseffekter Totaleffekter av endret jordarbeiding og bekkenære tiltak som vegetasjonssoner

Effekter av ekstremvær Strategisk instituttprogram: Cicero, NIVA, NIBR, NIKU, BioforskJM. 2006-2010 Er kommunal planlegging forberedt på ekstremvær? Risikoplanlegging Bioforsk-Jord og miljø har i SIP fokus på: Ekstremvær- endret avrenningsmønster jordbruksareal- fordeling overflatevann, drensvannflomtopper Påvirkning på jordfysiske egenskaper, endret vanntransport, påvirkning på geokjemiske prosesser- binding og frigjøring av næringstoffer, miljøgifter. Spesiell fokus på vinterperioden- endring frysing/tining/snø/regnvær- endret avrenning Endret dimensjoneringsgrunnlag stikkrenner, hydrotekniske anlegg Endret arealavrenning- næringstoffer, partikler (erosjon), pesticider Økt næringstoffavrenning- påvirkning på drikkevann- eutrofiering Gir endret avrenningsmønster behov for nye tiltak og tilpasninger?? Vurdering av behov for nye tiltak som rensing av grøfteutløp, rensetiltak i landskapet (fangdammer,vegetasjonssoner, våtmarker) arealbruk- driftsystem Utforming av hydrotekniske systemer. Kontrollert avrenning Utarbeidelse av GIS kart- risikosoner i nedbørfelt- planleggingsverktøy

Utfordringer - tiltak i nedbørfelt Total vurderinger økt forståelse av helheten tiltak kan motvirkes av øvrige endringer i drift og andre faktorer i nedbørfeltet Videreutvikle WEBGIS verktøy for planlegging og evaluering av tiltak Kost/effekt av ulike tiltak i ulike sektorer? Teknologiutvikling av tiltak for avløp og avrenning Renseprosesser vs klimaendringer (temp./hydrologiske faktorer) Miljøtiltak i forbindelse med utbygging og veianlegg Fokus på tiltak mot andre kilder, evt. i skog/utmark og bekkeskrenter Kunnskapsformidling

Oversikt over modeller som skal brukes i den nærmeste framtid SWAT (Hunnselva Stiver) Drainmod og SWAT i Skuterud COUP i Skuterud (PhD, andre) HBV/INCA N/P testing i Skuterud (SEALINK/NFR-NIVA prosjekt) LISEM (erosjonsmodell) WEPP (som en del av en PhD) Skuterud blir i mange tilfeller brukt som et vertsfelt.