Miljøgåten er løst! Tiltakseffekter reduseres av miljøendringer Rolf D. Vogt NFR, Miljø2015 -Tvers Prosjekt (190028/S30) 2009 2013 O. Røyseth, A. Engebretsen, C. W. Mohr, T. Andersen, K. Tominaga, P.J. Færøvik, G. Orderud, J. Naustdalslid, D. Barton, E. Romstad m.fl.
Problemet: Tilsynelatende liten effekt av tiltak 1 milliard kroner er brukt på tiltak for å redusere total fosfat konsentrasjonen i Morsa vassdraget Vannkvaliteten tilfredsstiller fremdeles ikke kravene i VRD om god økologisk kvalitet - Ingen klar bedring i Storefjorden - Begrenset effekt i vestre Vansjø Total fosfat µg/l 40 30 20 10 0 40 30 20 10 0 Storefjorden 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 Vestre Vansjø 1976 1981 1986 1991 1996 2001 2006 2011 juni-september ref. ref. verdi grense G/M År Foto: Helga Gunnarsdottir Skarbøvik et al., 2011 april-oktober grense SG/G grense M/D
Problemet: Tilsynelatende liten effekt av tiltak 1 milliard kroner er brukt på tiltak for å redusere total fosfat konsentrasjonen i Morsa vassdraget Vannkvaliteten tilfredsstiller fremdeles ikke kravene i VRD om god økologisk kvalitet Foto: Helga Gunnarsdottir - Ingen klar bedring i Storefjorden - Begrenset effekt i vestre Vansjø Viljen blant bøndene til å fortsette med tiltak og gjøre nye tiltak er svekket pga. tilsynelatende liten effekt
Kilder til Total-P Kilder til fosfat Nesten halvparten av tilførselen av PO 4 til Vansjø kommer fra landbruket Transport av PO 4 fra landbruket skjer hovedsakelig som adsorbert til silt og leirpartikler (Partikulært P) Partikulært-P og PO 4 DNOM-P Blankenberg et al. 2008.
Kilder til Total-P Kilder til fosfat DNOM-P Nesten halvparten av tilførselen av PO 4 til Vansjø kommer fra landbruket Transport av PO 4 fra landbruket skjer hovedsakelig som adsorbert til silt og leirpartikler (Partikulært P) Partikulært-P og PO 4 Blankenberg et al. 2008. Ca. 40% av PO 4 tilførslene er naturlig bakgrunns-tilstrømming Dette er hovedsakelig bundet opp i løst naturlig organisk materiale (DNOM-P)
1. Endret Klima Mengden nedbør og hyppigheten av kraftige nedbørsepisoder har økt og ligget over normalen de siste 20 årene 30 Januar 31 Januar Erosjon: 3 050 kg ha -1 Foto: Øygarden, 2000 Met.no
1. Endret Klima Mengden nedbør og hyppigheten av kraftige nedbørsepisoder har økt og ligget over normalen de siste 20 årene Gir mer overflateavrenning, flom og vassjuk jord Nedbør 20 år Met.no
1. Endret Klima Mengden nedbør og hyppigheten av kraftige nedbørsepisoder har økt og ligget over normalen de siste 20 årene Gir mer overflateavrenning, flom og vassjuk jord Gjennomsnittlig vintertemperatur har ligget 2ºC over normalen de siste 25 årene Nedbør Met.no
1. Endret Klima Mengden nedbør og hyppigheten av kraftige nedbørsepisoder har økt og ligget over normalen de siste 20 årene Gir mer overflateavrenning, flom og vassjuk jord Gjennomsnittlig vintertemperatur har ligget 2ºC over normalen de siste 25 årene Fører til hyppigere tine perioder på bar og frossen mark Økt overflateavrenning 30 Januar 31 Januar Erosjon: 3 050 kg ha -1 Nedbør 20 år Foto: Øygarden, 2000 Vinter temperatur 25 år Met.no
Andre endringer i klilma Vår temperatur Sommer nedbør 1900 2012 Våren er varmere Raskere snøsmelting Sommerene er våtere Mer kraftig regn Hyppigere oversvømmelser
Øket overflateavrenning
Øket overflateavrenning Store mengder PO 4 i pløysjiktet (Ap) og i skogbunnen (O) Agriculture - Forest - Podzol 0 500 1000 1500 Opland, 2011 Desta, 2013 Soil Horizon O AE B C O AE B C H AB C H C Ridge Slope Valley Bog Inorg-P Org-P
Øket overflateavrenning Store mengder PO 4 i pløysjiktet (Ap) og i skogbunnen (O) Økt erosjon av partikkelbundet PO 4 fra landbruksjord Økt utvasking av tilgjengelig PO 4 fra øvre jordlag Opland, 2011
Øket overflateavrenning Store mengder PO 4 i pløysjiktet (Ap) og i skogbunnen (O) Økt erosjon av partikkelbundet PO 4 fra landbruksjord Økt utvasking av tilgjengelig PO 4 fra øvre jordlag Utvasking av total P under episoder ug Total P/L 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Huggenesbekken 0 20 40 60 80 100 L/s discharge
Økt flom Flommen i 2000 førte til spesielt store tilførsel av fosfor til vestre Vansjø året etter Kan til dels skyldes vassjuk jernrik jord 40 30 20 10 Vestre Vansjø 0 1975 1985 År 1995 2005 Morsa, 2011
Vassjuk og jernrik jord Jordsmonnet rundt vestre Vansjø har høyt jern (Fe) innhold Fe(III) binder PO 4 3- : FePO 4, R-Fe-PO 4 der R er leire eller organisk materiale med netto negativ ladning Huggenes I vassjuk jord reduseres Fe(III) til Fe(II) Dette reduserer jordsmonnets evne til å holde på PO 4 - som derved vaskes ut Kan være viktig årsak til økt utvasking av bio-tilgjengelig PO 4 og algeoppblomstring etter flommen Støa 2
2. Reduksjon i sur nedbør SO 4 2-, som var det dominerende anion i sure vann i sør Norge, er redusert med > 70% Dette har ført til at: Utlekkingen av labilt Al er redusert til 1/3 Skjelkvåle (red.), 2012
Fordeling i arealbruk De fleste vassdrag drenerer fra store skogsområder, ned gjennom landbruksområder før de renner ut i innsjøen
Utfelling av fosfat med aluminium Skogsbekker med høye konsentrasjoner av aluminium rant ned gjennom landbruksområder der det blandet seg med fosfat rik avrenning med høyere ph Al(OH) 3 ble felt ut og dro med seg PO 4 3- ut av vannet Med nedgang i sur nedbør har vi mistet denne viktige mekanismen Al 3+ 1.4AA 3+ + PP 4 3 + 1.2OO AA 1.4 PP 4 OO 1.2 (s) OH - PO 4 3- Al(OH) 3 Al 1.4 PO 4 (OH) 1.2
2. Reduksjon i sur nedbør SO 4 2-, som var det dominerende anion i sure vann i sør Norge, er redusert med > 70% Dette har ført til at: Utlekkingen av labilt Al er redusert til 1/3 Konsentrasjonen av Løst Naturlig Organisk Materiale (DNOM) er doblet i ferskvann i sør Norge Skjelkvåle (red.), 2012
Transport av PO 4 med DNOM Naturlig tilstrømming av PO 4 står for ca. 40% av den totale fosfat tilførselen PO 4 transporteres i naturlige systemer hovedsakelig med DNOM Det har vært en dobling i konsentrasjonen av DNOM Ron Vaz et al., 1992 Farge, mg Pt/l 40 Skul. 35 Oset Lang. 30 Alun. 25 20 15 10 5 0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Skjelkvåle (red.), 2012 Bakgrunns-tilstrømmingen av PO 4 har derfor også økt betraktelig
Viktig budskap fra naturvitenskapen Mer nedbør og mildere vintre har ført til økt overflateavrenning gjennom toppjord rikt på PO 4 : Dette har ført til økt utvasking av PO 4 Nedgang i sur nedbør har ført til at: En viktig fellingsagent for biotilgjengelig PO 4 er borte Økt bakgrunnstilstrømning av PO 4 bundet til DNOM Hypotese: Uten tiltakene hadde vannkvaliteten i dag vært mye verre!