Hvor opstår jorderosion og hvordan udpeger vi det?

Transkript

1 ultet AARHUS for Jordbrugsproduktion UNIVERSITET ultet for Jordbrugsproduktion Hvor opstår jorderosion og hvordan udpeger vi det? Goswin Heckrath, Nils Onnen, Brian Kronvang, Kristof Van Oost, mfl. EnviNa Landbrugsårsmøde 18. september 2018

2 Hvad mener vi med jorderosion? Vanderosion Jordbearbejdningserosion Vinderosion

3 for Jordbrugsproduktion Eksempler fra Danmark

4 for Jordbrugsproduktion Foto Preben Olsen

5 Foto Preben Olsen

6 Vanderosion dansk forsøg for Jordbrugsproduktion Vintermåling: antal marker med/uden erosion dyrkning + erosion - erosion stubmark 0 78 græs vinterafgrøder pløjet stubharvet 7 48 total

7 gns. Vanderosion målte mængder for Jordbrugsproduktion

8 Erosionsmodel til estimering af LANGSIGTET GENNEMSNITLIG jordtransport i landskabet for Jordbrugsproduktion Modellen: Simpel, empirisk Arbejder med typisk tilgængelige data Er raster-baseret

9 Erosionsmodel til estimering af LANGSIGTET GENNEMSNITLIG jordtransport i landskabet for Jordbrugsproduktion Amerikansk model tilpasset danske forhold: RUSLE - Revised Universal Soil Loss Equation Anvender følgende input data R: nedbørsdata (erosivitet) K: jordegenskaber, tekstur; udtryk for jordens modstand mod erosion (erodibilitet) LS:Højdemodel; landskabsform indgår både med hældning og afstrømningsareal C: Afgrøder; sædskifter Opsætning i WaTEM modellen: Landsdækkende som 10 m raster Inddrager hele landskabet Estimering af erosion og aflejring i ton/ha samt sedimenttilførsel til vand

10 Modelfaktor: erodibilitet for Jordbrugsproduktion Beskriver en jords følsomhed over for påvirkning af regndråber 1 cm Før Efter

11 Modelfaktor: erodibilitet for Jordbrugsproduktion Modstand mod løsrivelse og transport Vigtige faktorer Sårbare jordtyper Jordpartiklernes vægt og sammenhængskraft Tekstur, organisk stofindhold, jordstruktur Siltede og finsande jorde

12 Modelfaktor: landskabsform for Jordbrugsproduktion Landskabsform bestemmer afstrømningsmønstre Bidragsareal: areal, hvorfra et punkt modtager afstrømning Rilleerosion stort bidragsareal, stejl, stor afstrømningshastighed Erosionsriller Stigende bidragsareal

13 Modelfaktor: dyrkingseffekt for Jordbrugsproduktion

14 Val ue Val ue Eksempel input data Stations R-factor High Low ± ± for Jordbrugsproduktion ± + Digital Højde Model + Arealanvendelseskort + Vandområdekort K-factor High Low ± Typiske sædskifter Markblokdata C-factor High Low Klimadata km grid 30 m grid Jordegenskaber Teksturkort Stations R-factor High Low 1 km grid K-factor High Low

15 for Jordbrugsproduktion Sedimenttransport til vand - Spjald

16 Erosionsrisikokort - Spjald for Jordbrugsproduktion

17 Sedimenttransport til vand - Spjald for Jordbrugsproduktion

18 Sedimenttransport fra mark til vand - Fensholt for Jordbrugsproduktion Erosions- og depositionsmønstre Sedimenttilførsel fra mark til vand

19 Afspejler modellen virkeligheden? for Jordbrugsproduktion Monitering af rilleerosion i 180 marker i Danmark, 5 år, aggregeret for georegioner

20 Afspejler modellen virkeligheden? for Jordbrugsproduktion Sedimenttilførsel til overfladevand Beregnet vs. målt sedimenttilførsel til vandområder i 25 DK oplande

21 Erosionsmodellering - Als for Jordbrugsproduktion

22 Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion

23 Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion

24 Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion

25 Sammendrag erosionsmodellering Als for Jordbrugsproduktion Oldenor opland Rater Oplandsareal t ha -1 aar -1 ha % (ero) > 7.5 høj 20 4 (ero) mellem (ero) lav (ero) 0-1 stabil (dep) Samlet areal 485

26 Sammendrag erosionsmodellering Als for Jordbrugsproduktion Oldenor Als tons/aar Sedimenttransport over markgrænser Sedimenttilførsel til vandområder

27 Målrettet placering af bufferzoner for Jordbrugsproduktion

28 Koncept bufferzone modellering for Jordbrugsproduktion Mark, Arealanvendelse Bufferzoner ved markgrænse, tæt, lav vegetation Ti buffer-scenarier S1 - alle gridceller langs markgrænsen S2 - celle med højest sedimenttab S3 - de fem celler med højest tab S4 - lavest liggende celle S5 - de fem lavest liggende celler S6 - fem celler langs afstrømningsvej, start ved cellen med højest tab S7 - som (S6) for de fem celler, der taber mest S8 - alle celler med tab over 0.5 ton S9 - celler med størst tab svarende til 50% tab bufferzoner på begge sidder af vandløb

29 Arealanvendelseskort med bufferzoner for Jordbrugsproduktion ± Cropland Other vegetation Buffer zone

30 reduktion sedimenttab, % trapping effektivitet, ton/ha Bufferzone effekter, Danmark for Jordbrugsproduktion Reduktion sedimenttab fra marker Sedimenttilbageholdelse i bufferzone-scenarier S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Scenario 0.0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 Scenario S1 - alle gridceller langs markgrænsen S3 - de fem celler med højest tab S6 - fem celler langs afstrømningsvej, start ved cellen med højest tab S9 - celler med størst tab svarende til 50% tab

31 Kortlægning af rilleerosion for Jordbrugsproduktion Behov for evaluering af modelberegninger Feltmålinger af erosion for dyre Nye perspektiver ved brug af droner og billedeanalyse

32 Sammendrag for Jordbrugsproduktion Lokalt problematiske erosionsmængder i marker Samspil mellem vejr-, jord- og dyrkningsforhold samt landskabsform er afgørende for forekomsten Næringsstoftab til vandmiljøet lokalt problematisk Langsigtet effekt på produktionspotentiale ikke kvantificeret Empirisk erosionsmodel (WaTEM) kan på rimeligvis afspejle langsigtede erosionsmønstre i landskabet Landsdækkende erosionsrisikomodellering kan bidrage til målrettet indsats (fx placering af bufferzoner) Behov for evaluering. Droner og billedeanalyse?