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
Hvad mener vi med jorderosion? Vanderosion Jordbearbejdningserosion Vinderosion
for Jordbrugsproduktion Eksempler fra Danmark
for Jordbrugsproduktion Foto Preben Olsen
Foto Preben Olsen
Vanderosion dansk forsøg 1994-99 for Jordbrugsproduktion Vintermåling: antal marker med/uden erosion dyrkning + erosion - erosion stubmark 0 78 græs 0 117 vinterafgrøder 164 430 pløjet 25 139 stubharvet 7 48 total 196 812
gns. Vanderosion målte mængder for Jordbrugsproduktion
Erosionsmodel til estimering af LANGSIGTET GENNEMSNITLIG jordtransport i landskabet for Jordbrugsproduktion Modellen: Simpel, empirisk Arbejder med typisk tilgængelige data Er raster-baseret
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
Modelfaktor: erodibilitet for Jordbrugsproduktion Beskriver en jords følsomhed over for påvirkning af regndråber 1 cm Før Efter
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
Modelfaktor: landskabsform for Jordbrugsproduktion Landskabsform bestemmer afstrømningsmønstre Bidragsareal: areal, hvorfra et punkt modtager afstrømning Rilleerosion stort bidragsareal, stejl, stor afstrømningshastighed Erosionsriller Stigende bidragsareal
Modelfaktor: dyrkingseffekt for Jordbrugsproduktion
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 1994-2013 C-factor High Low Klimadata 1990-2012 10 km grid 30 m grid Jordegenskaber Teksturkort Stations R-factor High Low 1 km grid K-factor High Low
for Jordbrugsproduktion Sedimenttransport til vand - Spjald
Erosionsrisikokort - Spjald for Jordbrugsproduktion
Sedimenttransport til vand - Spjald for Jordbrugsproduktion
Sedimenttransport fra mark til vand - Fensholt for Jordbrugsproduktion Erosions- og depositionsmønstre Sedimenttilførsel fra mark til vand
Afspejler modellen virkeligheden? for Jordbrugsproduktion Monitering af rilleerosion i 180 marker i Danmark, 5 år, aggregeret for georegioner
Afspejler modellen virkeligheden? for Jordbrugsproduktion Sedimenttilførsel til overfladevand Beregnet vs. målt sedimenttilførsel til vandområder i 25 DK oplande
Erosionsmodellering - Als for Jordbrugsproduktion
Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion
Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion
Erosionsmodellering Als, Oldenor for Jordbrugsproduktion
Sammendrag erosionsmodellering Als for Jordbrugsproduktion Oldenor opland Rater Oplandsareal t ha -1 aar -1 ha % (ero) > 7.5 høj 20 4 (ero) 2.5-7.5 mellem 70 14 (ero) 1-2.5 lav 93 19 (ero) 0-1 stabil 119 25 (dep) 183 38 Samlet areal 485
Sammendrag erosionsmodellering Als for Jordbrugsproduktion Oldenor Als tons/aar Sedimenttransport over markgrænser 341 6572 Sedimenttilførsel til vandområder 31 916
Målrettet placering af bufferzoner for Jordbrugsproduktion
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
Arealanvendelseskort med bufferzoner for Jordbrugsproduktion ± Cropland Other vegetation Buffer zone
reduktion sedimenttab, % trapping effektivitet, ton/ha Bufferzone effekter, Danmark for Jordbrugsproduktion Reduktion sedimenttab fra marker Sedimenttilbageholdelse i bufferzone-scenarier 100 35.0 80 30.0 25.0 60 20.0 40 15.0 10.0 20 5.0 0 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
Kortlægning af rilleerosion for Jordbrugsproduktion Behov for evaluering af modelberegninger Feltmålinger af erosion for dyre Nye perspektiver ved brug af droner og billedeanalyse
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?