Restaurering av myr på Smøla Sammendrag Dyrket myr er en viktig kilde til utslipp av CO 2 og lystgass. Selv om jordbruksdriften opphører, vil klimagassutslippene fortsette så lenge dreneringen fungerer. Gjentetting av grøftesystem og heving av grunnvannet antas derfor å være et aktuelt tiltak for å redusere klimatassutslippene fra dyrket myr som er tatt ut av drift. Denne rapporten viser resultatene fra et forsøk med gjentetting av kanaler på et felt med tidligere dyrket myr på Smøla. Målsettingen med prosjektet har vært å utprøve metoder for restaurering av dyrket myr som er tatt ut av drift, samt å måle effektene av restaurering på utslipp av CO 2, lystgass og metan. 1
1 Introduksjon Siden 2011 har Bioforsk, sammen med NMBU, arbeidet innen temaet drivhusgasser fra dyrket myr. Prosjektet har vært finansiert av Fondet for jord og myrundersøkelser og SLF ved Nasjonalt utviklingsprogram for klimatiltak i jordbruket. Prosjektet har to komponenter: 1. Full finansiering av en stipendiat innenfor temaet drivhusgasser fra myr (finansiert av Fondet for jord og myrundersøkelser). 2. Pilotprosjekt for restaurering av dyrket myr (finansiert av Fondet for jord og myrundersøkelser og SLF). Det var meningen at doktorgradsstudenten skulle ha dette pilotprosjektet som en hovedoppgave, og skulle så gjøre dette om til et forsknings prosjekt. Studenten Simon Weldon ble ansatt i 2010 og begynte arbeidet på prosjektet i 2011. 2 Bakgrunn til prosjektet Drenering og dyrking av myr fører til raskere nedbryting av organisk materiale, sammensynking av torv og store utslipp av CO 2 og lystgass. Dersom torv ligger over dyrkbar undergrunnsjord, vil myra etter hvert omdannes til mineraljord. Myrsynkingen kan også føre til at jorden må tas ut av drift. Årsakene kan være grunn torv over fjell, steinrik undergrunn, eller for lite fall for drensvann på grunn av lav beliggenhet i forhold til elv eller innsjø. Så lenge dreneringssystemet er i funksjon, vil klimagassutslippene fra myr fortsette i lang tid etter at jordbruksdriften har opphørt. Et mulig tiltak for å redusere klimatassutslippene kan være restaurering til naturtilstand gjennom heving av grunnvannet og reetablering av myrvegetasjon. Det internasjonale klimapanelet har foreslått restaurering av dyrket myr som et av tiltakene med størst potensiale for utslippsreduksjon fra jordbrukssektoren. I prosjektet Klimakur 2020 er restaurering av myr vurdert som et av de mest kostnadseffektive klimatiltak i Norge. Effektene av høyere grunnvannstand kan antas å føre til gjenoppbygging av torv og binding av karbon. Dette resulterer i lavere uslipp av lystgass på grunn av reduksjon til nitrogengass (N 2 ), men også til økte utslipp av metan. Det er et stort kunnskapsbehov om effektene av de ulike metodene, men det antas å være sannsynlig at de totale utslippene vil bli mindre som følge av restaurering. Man har ingen erfaring med restaurering av myr i Norge. De fleste utenlandske erfaringene er fra tidligere torvtak, hvor restaurering kan være relativt kostbar som følge av behov for planering av overflate, blokkering av kanaler og etablering av vegetasjon gjennom spredning av sphagnum torv. På tidligere dyrket myr kan restaureringen være langt rimeligere, og i noen tilfeller kan tiltaket begrenses til tiltetting av kanaler. Myr som er tatt ut av drift på Smøla har delvis fått tilbake naturlig myrvegetasjon. 2
Det er behov for både forskning og nye metoder for restaurering av myr. På Smøla ligger forholdene godt til rette for et kombinert pilot og demonstrasjonsforsøk. Den totale myrsynkingen er målt til mellom 1 og 2 meter. På de tidligst dyrkede myrene har man store problemer med drenering og pløying direkte på fjell. Det er derfor bare et tidsspørsmål før dyrkingen må avvikles og arealene tas ut av bruk. Det har tidligere vært omfattende forskningsvirksomhet på myr på Smøla. Bioforsk har planer om å etablere overvåking av klimagassutslipp fra dyrket og udyrket myr her. Pilotprosjektet det søkes om vil derfor bli fulgt opp av en mer systematisk forskning i årene fremover. 3 Myr og klimagass prosjekt Mål: 1. Undersøke prosesser knyttet til karbonmineralisering og påfølgende utslipp av klimagasser for å forstå bedre hvordan nedlegging og restaurering påvirker klimagassutslipp av dyrket torvmyr. 2. Undersøke effekten av blokkering av dreneringskanaler på drivhusgass utslipp. Målet er å underøke hvorvidt dette ville være en kostnadseffektiv metode for å redusere synkning av organisk jord etter at jordet er tatt ut av drift. Prosjektet er delt i to med en lab komponent og et felt komponent. 3.1 Feltstudie Målet av felt forsøket var å måle effekten av blokkering av dreneringskanalen på klimagassutslipp fra området. For å gjøre dette måtte vi finne et område med myr tatt ut av drift som er egnet for restaurering. Feltet måtte være av en viss minimums størrelse, f. eks. 2 4 dekar, og være relativt jevnt/homogent med hensyn til overflate. Det skulle også være mulig å tette til grøftene på ca halvparten av arealet, mens den andre halvparten skulle være et referansefelt. 3.1.1 Felt Vi har valgt Smøla som lokalitet fordi det har tidligere har vært et sted for myrforskning i Norge. Der ligger også Norske Myrmuseum, og et godt karakterisert felt i nærheten som er eid av kommunen. I tillegg var deler av feltet tatt ut av drift på forskjellige tidspunkter. 3
Lokalisering av felt for restaurering av myr på området ved Norsk myrmuseum. Smøla egnet seg fordi området har en lang historie med tidligere forskning, og fordi det med tillatelse fra kommunen var mulig å blokkere drenerings kanaler for å oppnå vårt restaureringsmål. 3.1.2 Målinger Vi fikk hjelp av folk i kommunen til å utføre målene. Nina Ugelvik og Helene Tronstad har utført feltarbeidet sammen med oss. Dette har betydd at vi har kunnet foreta flere målinger gjennom sesongen. Målingene ble foretatt ved bruk av en tradisjonell metode som innebærer plassering av et kammer på jorden, og deretter måling av økningen i gasskonsentrasjonen over tid. Kammeret er gjort gasstett ved å plasseres i en ramme i jorda som deretter fylles med vann for å oppnå en gasstetning mellom kammeret og rammen. Gassen blir målt ved å injisere prøver fra kammeret inn i en evakuert ampulle ved punkter i løpet av måle perioden, og analysert med en gasskromatograf. Økningen i konsentrasjonen med tiden kan brukes statistisk for å beregne gassutslippet. Målingene er gjentatt både på ulike tider og på forskjellige punkter i feltet for å få et representativt bilde av klimagassutslipp i området. 4
Gassmålene (venstre) og ramme (høyre) Andre målinger som jordtemperatur, vann nivå og værforhold gjorde oss i stand til å se hvordan ulike miljøfaktorer påvirker drivhusgasser. 3.1.3 Eksperimentell design For å prøve å svare på problemstillingen "Hvordan blokkering av drenering påvirker klimagassbalansen" har vi delt vårt felt inn i fire blokker. Disse var: I drift, men ikke høstet: Målet med denne blokken var å ta med en vegetasjonstype mer lik dyrket mark. I løpet av studiet ble det ikke mulig å bruke dyrket jord fordi rammene må være plassert i jorda gjennom hele vekstsesongen, og dette ville vært upraktisk for driften. I stedet valgte vi å plassere kamrene langs kanten av jordet, som på grunn av vegetasjonssammensetningen viste seg å være påvirket av gjødsel i det tilstøtende felt. Referansefelt som ikke skal restaureres / Restaureringsfelt på areal som har vært ute av drift i kort tid: Dette var opprinnelig homogent felt som ble delt inn i to. Området her har vært ute av drift i de siste 10 årene. Før blokkeringer av drenering kan dette feltet anses som en enkelt blokk. Feltet ble senere delt i to med kanalblokkering; et område upåvirket av drenering som kontroll mens et område ble oppdemmet. Restaureringsfelt på areal som har vært ute av drift i lang tid: Denne delen har vært ute av drift siden midten av 1970 tallet, og inneholdt en vegetasjonstype med planter som er vanlig i uberørt torvmyr. Når dreneringen ble blokkert, ville dette området bli betraktet som en del av oppdemmede området. 5
Foto av vegetasjonen på feltene som ikke er høstet (venstre), som har vært ute av drift i kort tid (midten) og i lang tid (høyre). Fire rammer ble plassert i hver av de 'Nylig nedlagte kontroll', 'Nylig nedlagt rewetted' og 'gammel nedlagt' feltene i en rett linje vinkelrett på feltgrøftene. Hensikten med dette var å inkludere mulige fuktighetsgradienter. Feltet 'I drift, men ikke høstet' inneholdt bare tre rammer, og ble satt parallelt med feltgrøftene på grunn størrelsen på feltet. Forsøksområde med punkter for gjentetting av kanal og uttak av gassprøver. 6
3.1.4 Gjentetting av kanalene Kanalene rundt feltet ble blokkert på tre punkter våren 2013. Det ble bygd opp ca fem meter lange demninger i kanalløpet. Arbeidet ble gjort i løpet av ca 1,5 timer med gravemaskin. Langs veien var det ikke mulig å fylle kanalen med for høy vannstand av hensyn til veien som ikke måtte påvirkes. Gjentetting av kanal med gravemaskin. Etter ca en uke var høy vannstand synlig. 3.2 Resultater I 2013 har vi stilt sammen de første tre årene av målinger i en sluttrapport til SLF for å fullføre prosjektet som finansierte en del av oppsettet av denne pilotstudien. Rapporten og resultatene finner du her (SLF prosjekt). Innenfor tidsrammen på prosjektet var det ikke mulig å si om det var en klar effekt fra blokkering av kanalene. Men man kan se en klar effekt av tid, siden feltet ble tatt ut av drift med mer CO 2 og mindre metan i 'felt 1' og mindre CO 2 og mer metan i 'felt4'. Dette var en effekt av både vann nivå og vegetasjon. Det viste at langvarig stans i jordbruksdift med reetablering av torvmyrvegetasjon kan føre til en reduksjon i klimagassutslippene. Det var også tydelig at dyrket jord som nylig var tatt ut av drift hadde høyere utslipp av CH 4. Dette kan ha betydning for effekten av å øke vannspeilet i utslipp av metan fra nylig forlatt torvmyr. 7
Tabell som vises estimerte utslipp i vekstsesongen. g m 2 g CO 2 ekvivalenter m 2 CO 2 C N 2 O N CH 4 C CO 2 N 2 O CH 4 Sum I drift, men ikke høstet 2011 968 0,008 0,0 3 549 4 0 3 553 2012 428 0,012 0,4 1 569 6 11 1 586 2013 726 0,024 0,1 2 661 12 1 2 674 Middel 707 0,015 0,2 2 593 7 4 2 605 Referansefelt som ikke skal restaureres 2011 744 0,010 5,7 2 726 5 159 2 890 2012 553 0,005 3,6 2 026 2 100 2 124 2013 587 0,009 5,2 2 153 4 145 2 303 Middel 628 0,005 4,8 2 302 2 135 2 439 Restaureringsfelt på areal som har vært ute av drift i kort tid 2011 698 0,033 220,7 2 559 16 6 180 8 755 2012 434 0,002 34,7 1 590 1 972 2 561 2013 555 0,016 34,8 2 035 8 976 3 019 Middel 562 0,000 96,8 2 061 7 2 710 4 778 Restaureringsfelt på areal som har vært ute av drift i lang tid 2011 521 0,021 13,2 1 911 10 368 2 289 2012 342 0,007 5,9 1 255 3 165 1 424 2013 444 0,014 25,4 1 629 7 710 2 346 Middel 436 0,014 14,8 1 598 7 415 2 020 8
CO 2 ekvivalenter er kalkulert for å sammenligne effekten alle drivhusgassene, siden alle har forskjellige påvirkning på klima. Det som er tydelig er at CO 2 klart er den største kilden til drivhusgasser fra disse feltene. Det eneste unntaket er CH 4 som på grunn av noen svært høye målinger kunne ha vært en større kilde for drivhusgasser enn CO 2. Men disse tallene må tolkes varsomt, siden metanutslippene varierer sterkt i rom og tid. Det er fortsatt uklart hvorvidt blokkering av drenering kan føre til raskere etablering av opprinnelig myrvegetasjon. Dette vil kreve undersøkelser over lengre tid. 4 Lab studie Målet med laboratoriestudien var å undersøke hvordan tidligere drift av torvjord har påvirket ulike parametere som karbon kvalitet og mikrobiell aktivitet. Disse har alle implikasjoner for hvordan jorda vil reagere på fremtidige endringer i fuktighetsinnhold, og hvor raskt disse feltene kan fortsette å tape karbon. Laboratoriestudier involverer bruk av en rekke analytiske teknikker, og inkubering av jord med forskjellige substrater for å undersøke faktorer som begrenser mikrobiell aktivitet. Arbeidet med dette aspektet av prosjektet er fortsatt i gang, og trenger oppsummering før noen ytterligere detaljer kan diskuteres. Inkuberings forskning med robot og GC 5 Konklusjon Målet med arbeidet på Smøla er å undersøke hvordan torvmyr har blitt endret av dyrking, og hvordan disse endringene kan reverseres for å gjenopprette økosystemprosesser og opprinnelig tilstand som torvmyr. På denne måten forsker vi ikke bare for å bevare karbonet som er dannet over en lang tidsperiode, men også for å gjenopprette de prosessene som har aktivert omsetning av karbon. På kort sikt er det også vårt mål å finne en relativt enkel restaureringsteknikk for å dempe kontinuerlige utslipp av klimagasser fra disse forlatte jordbruksområdene, og verne jorda som en fremtidig ressurs. 9
6 Takk Prosjektet Klimagassutslipp fra restaurert myr på Smøla er finansiert av Nasjonalt utviklingsprogram for klimatiltak i jordbruket og Stiftelsen Fondet for Jord- og Myrundersøkelser. Smøla kommune har stil arealer til disposisjon for prosjektet. Prosjektet er gjennomført av Bioforsk Jord og Miljø med Arne Grønlund som prosjektleder. Simon Weldon har vært ansvarlig for prøvetaingen laboratorieanalysene. Peter Dørsch, ved Universitetet for miljø- og biovitenskap har gir råd om opplegg for prøvetaking. Nina Ugelvik, Smøla kommune og Helene Tronstad har bidratt med uttak av prøver i felt. 10