Vannkvalitetsmål i leirjordsområder er de satt riktig Håkon Borch - Bioforsk Fagseminar om vannforvaltningen Norges Bondelag seminar 13. oktober 2014 Scandic Hotell Oslo - Gardermoen 1
Bakgrunnsnivå for fosforavrenning fra landbruks arealer - med fokus på marine avsetninger Uklare miljømål og grove standarder for naturlig bakgrunnsavrenning i WRD arbeidet Bakgrunnsavrenningsnivåene i dagens forvaltning er satt på bakgrunn av svært mangelfulle datasett Marine leirjordsområder dekker store deler av jordbruksjorda på lavereliggnde Østlandet og Trøndelag
Avsetninger av marin leire Østlandet 3
Avsetninger av marin leire Trøndelag 4
Avsetninger av marin leire Jæren 5
Marine deposits of clay rich soils - with agriculture 6
7
Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no 10
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils Erosion from clay rich soils Foto: Bioforsk Foto: Bioforsk Håkon Borch. (HiT Nov 2011) www.umb.no 11 Foto: Bioforsk
Hvorfor er bakgrunnsverdiene så viktige? - og hvordan beregnes tiltaksnivået i en tiltaksplan? Målte nivå av valgte parameter f.eks. 50 µg/p/l Naturlig bakgrunnsnivå x 3 (for elver) x 2 (for sjøer) Avlastingsbehov 12 µg/p/l 38 µg/p/ Avlastningsbehovet styrer tiltaksambisjonene og restriksjoner som vil måtte innføres i jordbruksdriften Naturlig bakgrunnsnivå blir en meget styrende nøkkelparameter!
Measurement plans made to fulfill EU s Water Framework Directive www.umb.no 14
De første tiltaksplanene Urealistiske tiltaksplaner Demotiverende
Name of watershed Dal Svartebekk Tuften Skuterud forest Nyghagabrøtin forest/outfield Bjørnebekk forest 5) County, municipal Vestfold, Ramnes and Andebu Vestfold, Ramnes and Andebu Vestfold, Ramnes and Andebu Basin size (km Normal runoff (HBV model 1961-90) Aver. temp. (ºC) Latitude (m) Main soil types* Marine deposits area %** 0.12 550 mm 6 75-170 Sa, Si, Cl 25,3 % MSH (thin layer marine deposits) Vegetation Forest with clearcut areas Study period 1992-1998 0.67 595 mm 6 170-250 Si, Cl, Br 0% Impediment 1992-1996 10.2 620 mm 6 200-400 Br 0% Forest and marshes Akershus, Ås 0.02 532 mm 5.3 146 Si, Mcl, Sa, Br 67% MSH, 2% MCL Oppland, ØstreSlidre 0.19 400 mm 1.6 675-863 Mo, Sa/Cl 0% Forest, marshlands and some graze land Akershus, Ås 0.133 530 mm 5.3 110 Mo, Sa Forest, highly productive. 30 % clear-cuts 1992-1995 Forest, 2000-2013 1993 2013 1984 1985 Holt forest Akershus, Nannestad 0.2 645 mm 4.2 135 Sa/Si Forest, highly productive 1984 1985 Hvamseter forest 5) Akershus, Nannestad 2.36 550 mm 4.0 210 Si/Sa, Sa Forest, high and medium productive 1984 1985 Siljan forest Telemark, Siljan - 580 mm 5.0 150 Mo Forest, medium productive Rakkestad forest/ lake Rakkestad forest Østfold, Rakkestad Østfold, Rakkestad 7.46 430 mm 5.3 146 Mo, Ma, Br 78 % forest, 89 % low productive 1.76 430 mm 5.2 184 Mo (above marine sediments) 86 % forest, 70 % low productive 1970-1978 1977-1979 1977-1979 Rakkestad forest/ lake Østfold, Rakkestad 7.46 430 mm 5.2 184 Mo (above marine sediments) 78 % forest. 89 % low productive 1972 1974 1975 1976 1977-1979 Vasshaglona skogsbekk Aust-Agder, Grimstad - 830 mm 6.9 - Horg/Sa, Sa, Lcl Mixed forest, bedrock 1991-1994 Skjervenbekken Oslo, Maridalen 0.36 550 mm - 149 Cl and gravel 4% MCL Low-herb woodland 1989-1991 Gr = gravel, Sa = sand, Si = silt, Lcl = light cla,.mcl = medium clay, Cl = Clay, Horg = High organic content, Br = Bed rock, Org = Organic soils, Mo = Moraine MCL = Marine clay deposits, MSH = Marine shore deposits dominated of sorted sand and silt. Some clay deposits may occur.
Name of watershed Dal Annual TN transport (kg N/ha) Average (max - min). Annual total P transport (g P/ha) Average (max - min) Annual total SS transport (kg SS/ha) Average (max- min) Annual total N concentration (mg TN/l) Average (max - min) Annual total P concentration (µg TP/l) Average (max - min) Annual total SS concentration (mg SS/l ) Average (max - min) 10.3 (4.5 14.5) 64.5 1.2 (0.54-2.21) 20 (10-80) 9 (0 44) Comment Flow proportional mix samples Svartebekk 2.3 3.1 3) 0.28 (0.24 0.32) 11 2) ** Flow proportional mix samples Tuften 3.1 0.48 (0.28-0.80) 3 2) ** Random sample Skuterud forest 4) 1.2 (0.9 1.8) 30 (18 48) Random sample Nyghagabrøtin forest 1993-2011 4) 2.1 (0.9 6.1) 43 (16 81) 13 (7 33) 0.6 (0.3 1.3) 13.8 (5.9-28.4) 3.9 (2,5 5.3) Flow proportional mix samples Bjørnebekk forest Holt forest Hvamseter forest Siljan - forest 4.6 139 22 1.1 33 4.7 1.8 71 15 0.5 20 4.1 2 4 11 0.5 10 2.9 0.65 90 0.14 20 Random sample Random sample Random sample, 91 % flows through a lake Random sample Rakkestad forest / lake 1.94 8 Random sample Rakkestad forest 2.46 12 Random sample Rakkestad forest / lake Vasshaglona forest Skjervenbekken 2.8 (1972 74 data) 1.5 (1975 76 data) 2.3 (1977-79data) 12 (1991 data) 17 (1992 data) 38 (1993 data) 15 (1994 data) 93 (1972 74 data) 75 (1975 76 data) 93 (1977-79 data) 0.57 (1972 74 data) 0.39 (1975 76 data) 0.44 (1977-79 data) 0.59 (0.33-1.28) 1989 0.39 (0.3 0.51) 1990 0.44 (0.21 0.96) 1991 19 (1972 74 data) 19 (1975 76 data) 18 (1977-79 data) 5.5 (2-11) 1989 data 6.2 (4-7) 1990 data 11.7 (3-29) 1991 data 1.7 (0.4-5) 1989 data 3.4(0.6-11.8) 1990 data 10.8 (1.3-58.4) 1991 Random sample, incl. lake Kløsa ( 14 % of total area) Flow proportional mix samples Clear-cuttings in 1993 Random sample No. samples 12 10 4 11 11 6 Average 7 75 15 0.6 15.8 5.0
Ny model satt opp i 2009 for bakgrunnsavrenning for arealer med marin leirjord!tot-p reference condition = 8,647532 + 0,66821* % coverage of marine clay rich soils (Clay%)! www.umb.no 18
Miljømål for vassdrag på marin leire Miljømålet for TotP i leirvassdrag vil som regel ligge mellom 40 og 60 µg/l. Denne grensen bør evalueres så snart man har fått samlet tilstrekkelig med data fra leirvassdrag. Oppsummert blir da naturtilstand og god/moderat grensen miljømålet) for totalfosfor i leirvassdrag foreslått som angitt i tabellen nedenfor:!!!!! Eksempel på beregning av leirdekningsgrad og naturlig TotP for hele vassdrag basert på akkumulerte verdier for alle delnedbørfeltene er gitt i eget regneark. Kalkrike vassdrag i lavlandet med leirdekningsgrad <5%, har naturtilstand for TotP på 8 µg/l og en god/moderat grense på 21 µg/l dersom de har lite humus (RN1), og en naturtilstand på 11 µg/l og en god/moderat grense på 29 µg/l dersom de er humøse.
WP1 GIS overlay analysis 26 mulige lokaliteter med alle mulige begrensinger 3 lokaliteter funnel acceptable for prosjektet Bare 2 var «gode» (Dog ikke uten feil) 20
Nye nedbørfelt overvåkes!overvåkingsstasjoner er etablert i 2 små nedbørfelt. Isco prøvetaker vannmengde måles kontinuerlig sensorer for turbiditet, temperatur, ph, konduktivitet meteorologisk stasjon (nedbør, jord- og luft temperature)!vannprøver analysert for TP, solved reactive P (DRP), non-apatite inorganic P (NAIP), total reactiv (TRP), SS Si www.umb.no 21
0,35 km 2 22
WP1 Lund syd - bekkeprofil Terrasser med fell hvor vannet faller høydemetrene ned Leirrike sedimenter i de flate delene av bekkeløpet 220# Lund(South(profile( ( Clay# Bedrock# 200# 180# La#tude((MAMSL( 160# 140# 120# 100# 0# Distance(from(monitoring(sta#on( 23
Lund sør High productive forest Medium productive forest Low productive forest Gras/cereal production Extensive grazing land 53% marine clay deposit coverage 24
Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no 25
Lund Nord 2,08 km 2 26
Thick marine clay deposits Thin marine deposits 36% marine deposit coverage Bog 27
High productive forest Medium productive forest Low productive forest Extensive grazing land 28
Lund nord skogsinteriør Løvskog med gråor ask lind! plantet gran 29
30
Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no 31
32
Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no 33
Reference conditions for P-runoff from agricultural ares with clay rich soils UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP www.umb.no 34
Lund Nord overvåkingsresultater blandprøver Snittverdier! SS!!! 62,2 mg/l! Gløderest! 48,8 mg/ l! Tot-P!! 72,2 µg/l! St. dev. Tot-P! 60,6 µg/l! Min / Max Tot-P! 21-250 µg/l! Orto-P!! 15,8 µg/l! Bioavailable P! 13,8 %! Tot-N!! 713,7 35
WP1 Lund South overvåkingsresultater blandprøver Snittverdier! SS veid tid!!! 71,4 mg/l! Gløderest!! 61,1 mg/ l! Tot-P!!! 86,3 µg/l! Tot-P veid tid!! 65,1 µg/l! St. avvik T-P veid tid! 67,7 µg/l! Orto-P veid tid!! 8,2 µg/l! Biotilgjeglig P veid tid! 14,8 %! Tot-N veid tid!! 949! 36
WP1 Plotted in the «clay2009» - model Lund Nord Lund Sør! 37
WP1 Økende leirdekning nedover bekken NB! Få prøvetakinger (N=6) 38
WP1 Plottet i «leir-2009» - modellen NB! FEW SAMPLES (N=6) P1 Lund Sør P2 P5 P6 P8 P7 P10 P9! 39
UNIVERSITETET FOR MILJØ- OG BIOVITENSKAP Hvor kommer fosforet fra? Jordvanns P - fraksjoner og biotilgjenglighet Kartlegge spredt avløp i nedbørfeltene Jordvannsuttak etablert i utstrømningssoner av grunnvann til bekken. Episodestudier! Periode 2014-2016 www.umb.no 40
Konklusjon Det er få studier som kvantifiserer jord- og næringsstofftap fra dyrkbar mark som er i tilnærmet naturlig tilstand. Dette studiet gir verdifull kunnskap som kan brukes til å estimere referansetilstanden. Marin leirjord har et høyere apatite-p innhold som trolig vil influere P tapet. Så langt har dataene indikert veldig høye TP tap fra denne typen jordsmonn. Prosjektet tar mål av seg til å beskrive mer detaljert P-transport i nedbørfeltet for å skille antropogene påvirkninger og topografiske effekter.