A2: Driftsmæssige reguleringer

Kortlægning af risikoarealer for fosfortab i Danmark A2: Driftsmæssige reguleringer Foto: Preben Olsen Foto: Preben Olsen Permanent bevoksning af græs mellem mark, vandløb og søer kan hindre eller reducere tab af jord og næringsstof med overfl a- disk afstrømmende vand. Udformning og indplacering af græsbevoksninger skal tilpasses de lokale forhold og problemerne, der ønskes afhjulpet for at være så mest mulig effektiv. Vedvarende græs som barriere i landskabet Fosfor og Virkemidler Preben Olsen Institut for Jordbrugsproduktion og Miljø, Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet, Aarhus Universitet Beskyt ferskvand mod P-tab Definition Permanent bevoksning af græs etableret for at hindre eller reducere tab af jord og næringsstof med overfladisk afstrømmende vand fra dyrket jord til vandmiljø. Græsbevoksningernes udformning og indplacering i landskabet afhænger af de lokale forhold og hvilke problemer, der ønskes afhjulpet. Der kan skelnes mellem tre typer af græsbevoksning, hvoraf alene den første type er udbredt i Danmark: c) Kontursåede græsstriber (contour buffer strips) der opbryder afgrøder sået på skråninger i mindre sektioner. a) Buffer-/filterstriber (buffer strips, filter strips) der afgrænser den dyrkede jord fra vandmiljøet. b) Græsbevoksede vandveje (grassed waterways) naturlige eller konstruerede, lavbundede kanalstrukturer Foto: Preben Olsen Redaktion: Brian Kronvang Carl Christian Hoffmann Hans E. Andersen Annette Baatrup-Pedersen Berit Hasler Gitte H. Rubæk Goswin Heckrath Charlotte Kjærgaard Uffe Jørgensen Christen Børgesen Preben Olsen Foto: Preben Olsen

Formål I vandløbsloven er der krav om 2 meter bræmmer langs alle naturlige vandløb og vandløb der i kommuneplanen er højt målsat. Bræmmen må ikke dyrkes og der må ikke, uden kommunens tilladelse, plantes eller fældes træer i bræmmen. Der er tilladt at afgræsse eller slå hø på bræmmen. Ved afgræsning af bræmmen kræves som hovedregel opsætning af hegn minimum 1 m fra vandløbet, så dyrene ikke træder brinkerne ned. Der er ingen krav om at etablere andre former for permanente græsbevoksninger i landskabet. Permanente græsbevoksninger på grænsen mellem dyrket jord og vandmiljø eller på selve den dyrkede jord har til formål at: forhindre erosion og tab af jord og næringsstoffer til vandmiljøet hvis erosion er opstået, at begrænse mængden af jord og næringsstoffer, der når frem til vandmiljøet en ruhed, der kan nedbremse tilstrømmende vand, og give tid til at vand og opløst fosfor kan infiltrere i bufferen at mindske hastigheden af det strømmende vand og dermed vandets kapacitet for transport, så grovere partikler afsættes i eller umiddelbart før bufferen når vandet strømmer gennem striben, at frafiltrere mest muligt af det finere materiale at adsorbere opløst fosfor dels til dødt og levende plantemateriale og dels til jorden i bufferen at optage fosfor i planternes biomasse en ruhed, der kan fange fygende sne, som på sin side kan bidrage såvel til at bremse tilstrømmende vand som filtreringen. Hvor sneen har beskyttet jorden mod frost, vil muligheden for nedsivning af vand være større end der, hvor jorden er frossen En bufferstribes effektivitet styres af forhold såvel eksternt som internt i bufferen: 2 Ved anlæg af bufferstriber er det vigtigt at huske, at selv ikke en optimalt virkende græsbevoksning kan løse alle de problemer, der kan opstå, når jorden ovenfor bliver dyrket uhensigtsmæssigt. En forudsætning for et godt vandmiljø er såvel velfungerende buffers som fornuftig landbrugsdrift (Correll, 2005). Virkemåde Bufferstriber Den miljømæssige virkning af en bufferstribe afhænger af dens evne til at indfange, tilbageholde og omsætte forureningskomponenter i det tilstrømmende vand (Dorioz et al., 2006). Derfor er det vigtigt at bevoksningen i en buffer er stærk og tæt nok til at nedsætte vandhastigheden og tilbageholde aflejret materiale. Bufferstriber mellem dyrket jord og vandmiljøet fungerer ved: en forøget infiltrationskapacitet, tilvejebragt af dels et større antal permanente og sammenhængende rodkanaler dels ved at forbedrede livsbetingelser for regnorm og at have flere regnormegange 1. de eksterne forhold klima, landbrugspraksis og topografi bestemmer hvad bufferne modtager af vand og hvad vandet indeholder 2. de interne forhold bevoksning, jordtype og topografi herunder bufferbredde og -hældning bestemmer, hvor længe vandet opholder sig i bufferen og hvor meget materiale, der bliver infiltreret, tilbageholdt eller optaget Græsbevoksede vandveje Græsbevoksede vandveje kan etableres, hvor afstrømmende vand fra dyrket jord vil kunne samles og erodere f.eks. i lokale sænkninger i terrænet, tørre dalbunde og slugter. Det er vigtigt at vandveje er dimensioneret til at håndtere den mængde vand, der må forventes at tilstrømme fra de omliggende marker. Selvom vandets hastighed på en græsbevokset vandvej kan være større end på en ubevokset eller nytilsået jord bliver erosionen mindre eller undgås fordi: græssets rødder stabiliser og fastholder jorden græsblade, nedbøjet af strømmende vand, beskytter vandvejens bund

En græsbevokset vandvej kan også bidrage til at reducere afstrømningsmængder og afstrømningstoppe, idet vandet får en længere vej at strømme. Fiener & Auerswald (2006) fandt at vandvejene i sommerhalvåret kunne mindske afstrømningsmængderne med ca. 30 % og afstrømningstoppene med op til 40 %. Virkningen på afstrømningsmængderne var under ugunstige vinterforhold mindre end 5 % og ca. 15 % hvad angår afstrømningstoppe. Fiener og Auerswald (2006) konkluderede, at græsbevoksede vandveje især egnede sig, hvor sommerafstrømning var det store problem. I figur 1 ses et landskab, hvor en græsbevokset vandvej ville have været en god ide, og gerne kombineret med en bred græsbevokset bufferstribe langs vandløbet. Som det ses af figur 2 blev der afsat en del sediment på den skrånende vandløbsbrink, men antagelig ville selv ikke en bufferstribe af anseelig størrelse kunne have klaret en så koncentreret tilstrømning af vand og sediment. Hvor kan vedvarende græs som barriere i landskabet anvendes? Vandløbslovens krav om en 2 meter vandløbsbræmme langs naturlige vandløb og vandløb som er højt målsat af en kommune, vil ikke altid være en tilstrækkelig barriere til beskyttelse af vandmiljøet. Der kan derfor udlægges 10-20 m bredde braklagte randzoner langs alle åbne vandløb og søer over 100 m 2, hvori vandløbsbræmmen kan indgå. Græsbevoksede vandveje kan etableres på de dele af dyrkede marker, hvor der er erfaring for, at afstrømmende vand fra omkringliggende dyrkningsflader naturligt samles og koncentreres efterfølgende danner erosionsriller og -grøfter og dvs. i lokale sænkninger i terrænet, tørre dalbunde og slugter. For at kunne anvende striber af vedvarende græs skal marker og skråningslængder være store. Selv på store marker i de østdanske morænelandskaber, vil anvendelsen næppe være attraktiv, økonomisk eller i praksis, da det, som for græsbevoksede vandveje vil kræve, at hver enkelt stribe udskilles som en selvstændig mark af hensyn til EU-støtte. Effekter for fosfor Bufferstriber virker bedst overfor fosfor adsorberet til grovere jordpartikler og aggregater, der kan aflejres, når vandhastigheden reduceres. Virkningen er mindre overfor fosfor der er ad- 3 Figur 1. Erosionsrille i lokal sænkning på en mark. Kontursåede græsstriber Kontursåede græsstriber udsås parallelt med konturerne og opdeler afgrøden på en skråning i segmenter. De kontursåede græsstriber fungerer ved: at forbedre mulighederne for infiltration af vand med deres bevoksning at bremse vandafstrømning og tilbageholde sediment og adsorberede stoffer at bryde overfladeafstrømning på skrånende marker så fordelingen bliver mere jævn Figur 2. Noget af sedimenterne fra rillen i fi gur 1 blev hængende på vandløbsbrinken.

4 sorberet til fine partikler som ler, som har lettere ved at slippe igennem bufferen sammen med vand. Vand med opløst fosfor kan infiltrere i bufferen. Nedsivning af vand øger samtidig muligheden for sedimentation af sediment og partikulært fosfor, da vandstrømmens transportkapacitet reduceres (Dillaha et al., 1989). Opstuvning af vand foran bufferen giver mulighed for sedimentation af især grovere, men også en del finere materiale og dermed af partikulært fosfor. Hvis vandet stuver op i bufferen, er der mulighed for adsorption af opløst fosfor til dødt og levende plantemateriale samt til jordpartikler afsat tidligere. Oversvømmelse og skabelse af anaerobe forhold i bufferen kan betyde frisætning og tab af fosfor til vandmiljøet. Såvel international (Dorioz et al., 2006; Sheppard et al., 2006) som dansk litteratur (Kronvang et al., 2005) har vist at bufferstriber kan reducere tilførslen af partikulært P med 50-97 % (Dorioz et al., 2006). For opløste former af P er reduktionen oftest mellem 20 og 30 % (Dorioz et al., 2006). Variationen er dog betydelig fra - 83 % til + 95 %. En negativ værdi betyder, at vandet opsamler P på sin vej gennem bufferen (Dillaha et al., 1989). Bufferstriber har vist sig at kunne fjerne 40 til 100 % at det tilstrømmende sediment, medens fjernelsen af vand varierede fra 3 % til næsten 100 % (Dorioz et al., 2006). Nyetablerede bufferstriber vil være mindre effektive end ældre, dels fordi plantedækket er mindre tæt, dels fordi det tager tid at opnå en jordstruktur og makroporøsitet, der muliggør stor nedsivning af vand (Fiener & Auerswald, 2006; Dosskey et al., 2007). Fosfor aflejret eller nedsivet i bufferen kan optages af græsbiomassen, når denne vokser. Fjerner man ikke biomasse, f.eks. ved høslæt, er der risiko for at der frigives fosfor når biomassen nedbrydes. Effekten af græsbevoksede vandveje overfor tab af fosfor er dels indirekte dels direkte. Vandvejens primære mål er at transportere en stor vandmængde uden at det eroderer og dermed løsriver jord og fosfor. Vandet vil, når det strømmer til vandvejen fra omliggende marker, have et indhold af sediment, partikulært-p og opløst P. Fiener og Auerswald (2006) har vist at vandvejen kan reducerer afstrømningen betragteligt. En del af reduktionen kan tilskrives infiltration af vand og dermed også af opløst P. En effekt af striber af vedvarende græs langs konturerne vil i praksis være vanskelig eller umulig at opnå under danske forholde. Selv bakker i det østjyske morænelandskab er, sammenlignet med forhold i udlandet, eksempelvis amerikanske, at betragte som små. Tidshorisont for effekt Etablering af bevoksning i bufferstriber kan foretages relativt hurtigt og med tiden vil en bedre jordstruktur og et forøget makroporeantal forbedre infiltrationskapaciteten og dermed øge mulighederne for nedsivning af opløst P og afsætning af P holdigt materiale (Dosskey et al., 2007). Græsbevoksede vandveje vil tage længere tid at etablere end bufferstriber, da det kan være nødvendigt at foretage fysiske tilpasninger i topografien, så man sikrer, at vandet kommer til at strømme over mest muligt af vandvejens bredde. Skal en vandvej fungere optimalt, kræver det, at den er korrekt dimensioneret i forhold til den mængde vand, der vil kunne kommer til at strømme. Vandmængderne vil afhænge af såvel klimatiske som af afgrøde- og dyrkningsmæssige forhold på de marker, hvorfra vand strømmer til vandvejen. Da vi i Danmark er uden erfaring med metoden, kan det blive nødvendigt med tiden at tilpasse og justere udformningen af vandvejene til danske forhold. Alternativet til den egentlige græsbevoksede vandvej vil være tilsåning af f.eks. en slugt med græs. Fremgangsmåden må dog antages at være mindre sikker, da der vil være en risiko for at vandet eroderer slugtens smalleste eller dybest beliggende del. Usikkerhed Kort afstand i tid mellem afstrømningshændelser giver risiko for at sedimenteret materiale borteroderes fra bufferen ved successive afstrømningshændelser, fordi der ikke er tid til, at planterødder kan gennemvokse afsat materiale. Græsset optager kun næringsstoffer i vækstsæsonen, hvorimod meget afstrømning og tab af og jord og fosfor kan ske udenfor denne periode.

I såvel bufferstriber som vandveje er det afgørende, at afstrømning sker diffust og ikke koncentreret, da begge ellers er i risiko for at blive eroderet. Afsætning af sediment på vandveje og buffere vil kunne ændre vandet strømningsmåde, og det er derfor nødvendigt med tilsyn og vedligeholdelse, hvis funktionen skal bibeholdes. Data, der ligger til grund for vurderingen af bufferstribers effektivitet, er overvejende fra kontrollerede markforsøg, hvor eksempelvis faktorer som bufferens bredde, hældning, bevoksning er undersøgt (Fiener & Auerswald, 2006; Verstraeten et al., 2006). På landskabsniveau kan betydningen af den slags forhold helt overskygges af andre f.eks. oversvømmelse af bufferen og koncentreret vandstrømning (Sheppard et al., 2006; Fiener & Auerswald, 2006; Verstraeten et al., 2006). På figur 3 ser man, hvordan overfladisk afstrømmende vand på en vinterhvedemark er blevet koncentreret og har eroderet sig ned i den lave del af marken. Problemet med erosion har ikke været ukendt for landmanden, som derfor har etableret en bred græsbuffer i form at en permanent græsmark mellem den dyrkede mark og den nedenfor beliggende sø bemærk hegnspælen med eltråden. Figur 4. Græsmarkene uden erosionsrille og med ansamlinger af sediment og små bunker af strå. Figur 4 viser græsbufferen nedenfor vinterhvedemarken samt erosionsrillen hegnspælen i skel mellem græs- og vinterhvedemark. Man lægger mærke til, at erosionsrillen nu er forsvundet og der punktvis er afsat sediment og ansamlinger af strå. Billedet i figur 5 viser græsbufferen set i retning mod søen. På et fladt område er der i græsset afsat en stor mængde sediment, der ses som et lysebrunt, ubevokset parti foran træerne langs søbredden. En del pletvise sedimentaflejringer kan erkendes i billedets nederste højre del. Fra søbredden i højre side af billedet anes en træstamme liggende i vandet. 5 Figur 3. Vinterhvedemark med erosionsrille i den laveste del af terrænet. Figur 5. Græsbufferen langs med søen.

6 Foran stammen vist i figur 6 er aflejret sediment, der trods den bredde græsbuffer, nåede ud i søen. Dette understreger at selv ikke en så bred bufferstribe bør stå alene, men anvendes i kombination med andre tiltag, hvis man skal nedsætte risikoen for at sediment eroderet på markerne når frem til vandmiljøet. Figur 6. Sediment afsat i vandet langs søbredden. Selv om tabet af P vil kunne nedsættes ved bedre timing og udførelse af jordbearbejdning eller nedsættelse af gødningstilførsel, vil de sikreste fremgangsmåder være dem, der sigter imod, at vand der lander på marken sne eller regn fordamper eller infiltrerer på stedet, og ikke strømmer af på overfladen. Effekter for kvælstof Vand indeholdende kvælstof, primært nitrat, kan infiltrere i bufferstriben ligesom organisk eller uorganisk kvælstof adsorberet til partikler, kan sedimentere i græsbufferen. Fjernelse af kvælstof kan ske gennem optagelse i planter eller denitrifikation, alt afhængig af de i bufferne rådende forhold. Natureffekter Bufferstriber og vandveje kan fungere som spredningskorridor, fødekilde og refugium for større og mindre dyr. Jordrugende fugle skal have forladt reden før høslæt/afpudsning. Andre sideeffekter Ligesom med fosfor må bufferstriber forventes at kunne tilbageholde stoffer med lignende tabsveje eksempelvis pesticider, hormonstoffer eller veterinær medikamenter udbragt på jorden sammen med husdyrgødning. Begrænsninger Bufferstribes effekt overfor tilførsel af opløst og partikulært fosfor med vand afhænger af såvel de tilførte mængder som måden vandet tilstrømmer diffust/koncentreret. En buffers evne til at tilbageholde fosfor vil afhænge af forholdene i lokalitetens jordbund fysisk, kemisk, biologisk f.eks. organisk stofindhold, lermineralogi, kationsammensætning, ph, temperatur såvel som af sammensætningen af det indstrømmende vand (se f.eks. (Dorioz et al., 2006). Ved udlægningen af bufferstriber bør deres udformning modsvare terrænets form bl.a. være bredere, hvor terrænet tilsiger stor tilstrømning og smallere, hvor tilstrømningen må forventes at være mindre. Dyrkning af de tilgrænsende marker vil påvirke tilstrømmende mængder af vand og stof og den vej afstrømning følger. Uhensigtsmæssig adfærd i græsbevoksningerne kan reducere deres effektivitet. Tung trafik på våd jord kan kanalisere vandet, så det fordeles uhensigtsmæssigt. Afpløjninger langs bufferstriben kan lede vand til de lavest beliggende områder, hvor det hurtigt kan gennembryde og fjerne buffervirkningen. Mus, muldvarpe og vandrotter kan med deres aktivitet lave gange/makroporer, der leder vand direkte igennem bufferen. Såfremt bufferstriben skal vedblive at kunne tilbageholde fosfor, kan det være nødvendigt at fjerne fosfor med plantemateriale som f.eks. ved høslæt eller fjernelse af aflejret materiale. Den løbende afsætning af sediment i bufferstriben kan over tid ændre vandstrømningen i en uhensigtsmæssig retning. Græs i filterstriber og vandveje kan ødelægges af frost og blive en kilde til fosfor. Pleje og vedligeholdelse Både bufferstriber og vandveje kræver løbende tilsyn, hvis funktionerne skal forblive intakte. Vedligeholdelse kan omfatte:

1. opfyldning og tilsåning af opståede erosions-riller/-grøfter 2. lukning af huller og gange udgravet af dyr høslæt eller afpudsning af bevoksning fjernelse af biomasse 3. hvis græsbevoksningen ødelægges af ukrudtsmidler, kan det være nødvendigt at reetablere den. Omkostninger Omkostningerne ved tiltag kan opgøres som dels budgetomkostninger, dels velfærdsøkonomiske omkostninger. Budgetomkostningerne er konsekvenser for landmandens private forbrugsmuligheder, mens velfærdsøkonomiske omkostninger er konsekvenser for det danske samfunds samlede forbrugsmuligheder. Der er beregnet omkostninger både for ler- og sandjord, og forskellene for ler- og sandjord skyldes både udbytteforskelle og at der dyrkes forskellige afgrøder på de to jordtyper. Omkostningerne er beregnet med udgangspunkt i de kornpriser der gjorde sig gældende i 2007/2008, som var relativt høje. Hvis disse priser stagnerer eller reduceres vil det påvirke det beregnede omkostningsniveau. Omkostningerne ved at etablere vedvarende græs som barriere i landskabet vil svare til omkostningerne ved anden udtagning på høj- og lavbundsjorder. Omkostningerne ved at udtage landbrugsjord på højbund er vurderet til grundlæggende at være af samme type som for lavbund, men udbyttetabet ved udtagning på højbund forventes at være større end på lavbund. Indtjeningstabet ved at etablere vedvarende græs som barriere i landskabet er beregnet til ca. 2.900 kr. pr. ha på sandjord, 4.500 for blandet jord og 4.710 på lerjord. I tillæg til disse omkostninger kommer omkostninger til såning af græsset. Til brug for velfærdsøkonomiske opgørelser af omkostningerne for samfundet i projektvurderinger eller ved beregning af omkostningseffektivitet og cost-benefit-analyser er de såkaldte velfærdsøkonomiske omkostninger også beregnet. I disse omkostninger er bl.a. faktorpriserne omregnet til markedspriser ved justering for afgifter mv. De velfærdsøkonomiske omkostninger er beregnet til 3.800 kr. pr. ha på sandjord, 5.900 kr. pr. ha for blandet jord og 6.100 kr. pr. ha for lerjord. For landmænd kan der opnås tilskud til etableringen af vedvarende græs som barriere under ordningerne for braklægning af randzoner og græsbevoksede vandveje. Hvis denne mulighed skal anvendes er det nødvendigt at udskille den græsbevoksede vandvej som en selvstændig mark. Samspil med andre virkemidler Lovpligtige vandløbsbræmmer kan udgøre en del af en braklagt randzone, Faktablad B3 Udyrkede bræmmer og randzoner langs vandløb og søer. Græsbevoksede vandveje kan for at kunne gavne vandmiljøet sammenpasses med konstruerede vådområder Faktablad C1 Overrisling af vandløbsnære arealer med drænvand eller grøftevand eller Faktablad C2 Konstruerede vådområder. Reference List Correll, D.L. 2005: Principles of planning and establishment of buffer zones. Ecological Engineering 24, 433-439. Dillaha, T.A., Reneau, R.B., Mostaghimi, S. & Lee, D. 1989: Vegetative Filter Strips for Agricultural Nonpoint Source Pollution-Control. Transactions of the Asae 32, 513-519. Dorioz, J.M., Wang, D., Poulenard, J. & Trevisan, D. 2006: The effect of grass buffer strips on phosphorus dynamics A critical review and synthesis as a basis for application in agricultural landscapes in France. Agriculture Ecosystems & Environment 117, 4-21. Dosskey, M.G., Hoagland, K.D. & Brandle, J.R. 2007: Change in filter strip performance over ten years. Journal of Soil & Water Conservation 62, 21-32. Fiener, P. & Auerswald, K. 2006: Influence of scale and land use pattern on the efficacy of grassed waterways to control runoff. Ecological Engineering 27, 208-218. Jensen, P.N., Hasler, B., Waagepetersen, J., Rubæk, G.H. & Jacobsen, B.H. 2009: Notat vedr. virkemidler og omkostninger til implementering af Vandrammedirektivet. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 7

Kronvang, B., Laubel, A., Larsen, S.E., Andersen, H.E. & Djurhuus, J. 2005: Buffer zones as a sink for sediment and phosphorus between the field and stream: Danish field experiences. Water Science & Technology 51, 55-62. Sheppard, S.C., Sheppard, M.I., Long, J., Sanipelli, B. & Tait, J. 2006: Runoff phosphorus retention in vegetated field margins on flat landscapes. Canadian Journal of Soil Science 86, 871-884. Verstraeten, G., Poesen, J., Gillijns, K. & Govers, G. 2006: The use of riparian vegetated filter strips to reduce river sediment loads: an overestimated control measure? Hydrological Processes 20, 4259-4267. 8