Miljøeffekten af RANDZONER Brian Kronvang Institut for Bioscience, Aarhus Universitet BKR@DMU.DK
Min hypotese: Randzoner er et stærkt virkemiddel, som kan tilgodese både natur-, miljø- og produktions interesser men især hvis deres udformning tilpasses de lokale forhold og de plejes optimalt = intelligent målretning. Øget biodiversitet hvis randzoner samtænkes med eksisterende natur Randzoner opfanger jord og fosfor fra jorderosion og overfladisk afstrømning fra marker Høst af biomasse til foder, grøn energi og udpining af jord for fosfor giver på sigt mere natur Plantning af træer reducerer brinkerosion og fosfor tab, samt giver skygge og kulstof input til vandløb Kan anvendes som gennemsivnings område for drænvand til yderligere reduktion af nitrat Reducerer kvælstoftab ved mindre udvaskning Reducerer pesticidforurening
Et kig udenfor Danmark randzone regler (2010) I Danmark 10 m frivilligt i Vandmiljøplan 3 (2004- ) Land Tvungen Frivilligt Tyskland (NRW) Vandløb:1-3 m 3-30 m Østrig Belgien Søer > 1 ha: 20 m Søer <1 ha: 10 m Vandløb < 10% hældning: 10 m Vandløb > 10% hældning: 20 m Vandløb Flandern: 5-10 m Vallonien; 6 m 6-12 m Frankrig Vandløb: 5 m 5-10 m Luxemburg Vandløb > 2 m: 3 m Vandløb > 2 m: 5-20 m Vandløb < 2 m: 3-12 m Norge Vandløb: 2 m > 6 m Skotland Vandløb: 2 m 12-20 m Sverige ingen Mindst 6 m og max. 20 m
Fosfor Hvordan er det gået? Brian Kronvang Fald i perioden 1990-1999 på 59% Konstant i perioden 2000-2011!?
Fosforudledning fra land til hav i Danmark 2007-2011: Årligt gennemsnit 2550 tons fosfor Regnvandsbetingede udløb 7% Åbent land 61% Dambrug 4% Spredt bebyggelse 8% Renseanlæg 19% Industri 1% Windolf et al., 2012 NOVANA Vandløb
Fosfor tabsposter fra det dyrkede land og randzoner gammel viden! Vinderosion Denne tabspost har sikkert været stigende i de sidste 10 år pga. skift til majs og mere intensive regnskyl i sensommer og efterår Reduceret grundvand? Kronvang og Rubæk. 2005: DJF rapport, Husdyrbrug Nr. 68.
Det drejer sig om, at randzoner skal medvirke til at opfange fosfor fra jorderosion og overfladisk afstrømning før det når ud til vandløb og søer MEN effekten af randzonen øges, og dens levetid forlænges når randzonens bredde afpasses efter de lokale forhold!!
Faktorer som har betydning for randzonens evne til at tilbageholde jord, fosfor, organisk kvælstof og pesticider - Omfang af jorderosion og overfladisk afstrømning fra marken Vegetation i randzonen - Hældning i randzonen Græs og urter - Bredde af randzonen - Jordtype i randzonen 10 m Græs
Randzoners evne til at tilbageholde jord der strømmer fra marker med overfladisk afstrømning (Antal plotforsøg =260) (Fra review af international litteratur) 100 90 Tilbageholdelse af jord (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Et forsøg y = 7,335ln(x) + 62,401 R² = 0,1644 0 10 20 30 40 50 60 70 Bredde af randzone (m)
Randzoners evne til at tilbageholde total fosfor der strømmer fra marker med overfladisk afstrømning (Antal plot forsøg = 63) (Fra review af international litteratur) 100 Tilbageholdelse af total fosfor (%) 80 60 40 20 0-20 -40 y = 19,024ln(x) + 18,481 R² = 0,2161 0 10 20 30 40 50 60 70 Bredde af randzone (m)
Modelberegnet tilbageholdelse Grov model der kun indeholder bredde af randzone som forklarende variabel Tilbageholdelse fra mark i procent (Gennemsnit) Model 2 m 10 m 20 m Jord 67% 79% 85% Total fosfor 32% 62% 75% Opløst -42% 25% 54% fosfat
Overfladisk afstrømning fra mark nord for Billund 9. januar 2013 Skyllerille på mark øst for Viborg - Forår 2011
Resultater fra en dansk undersøgelse fra 130 marker i perioden 1998-2001 viser tydeligt at randzonern bredde skal afpasses efter risikoen for om der dannes skyllerender (riller) fra jorderosion på tilstødende mark Fosfor risiko kortværket kan udpege høj risiko marker de røde Kronvang et al., 2006 Water Science & Technology 51(3-4): 55-62.
Der kan på sigt opnås en udvaskningsreduktion for fosfor i de fleste randzoner, hvis der fjernes fosfor ved høst af vegetation gennem mange år (20-30 år). Herved udpines randzonens fosforindhold - til fordel for biodiversiteten. Modelberegnet effekt ved høst af 15 kg P/ha/år (PLEASE model)
Randzone Hvis der i stedet etableres udyrkede arealer længere væk fra vandløb skal der anvendes op mod det dobbelte areal for at opnå den samme nitrateffekt som i randzonen Brian Kronvang Dage Redox grænse Iltfrit miljø Nitratudvaskningen reduceres ved ophør af dyrkning i randzonen med ca. 50 kg N/ha fra arealer i omdrift og ca. 12 kg N/ha for arealer i permanent græs. Dette slår næsten fuldt igennem i overfladevand pga. manglende reduktion i grundvandet.
Pesticidbelastning af vandløb falder med stigende randzone bredde op til en bredde på mellem 5-10 m Rasmussen et al., 2011 Ecological Engineering 37
Dette er de oprindelige tal som ikke er verificeret ved nye opgørelser, overvågning og forskning der er kun igangsat en opgørelse af arealanvendelsen i randzonerne Fotograf: Rolf Thostrup Poulsen, VFL Effekter af 10 m randzoner Årlig estimeret effekt Reduktion af fosfor udledninger 4-30 tons P 1 Reduktion af kvælstof udledninger 2000-2500 tons N 2 Reduktion af CO 2 udledninger Reduktion af pesticid udledninger Mere natur Ca. 13.000 tons Reduceres, men kan ikke kvantificeres På sigt og hurtigst ved udpining af jorden ved afhøstning af biomasse 1 Effekt kræver afhøstning og der er stor ekstra effekt ved plantning af træer. 2 Effekt afhænger af tidligere dyrkning, jordtype og lokale reduktionsforhold
Nye måder at øge gevinster ved randzoner på: Målretning mod kritiske arealer med jorderosion og overfladisk afstrømning: Randzonebredde afpasses efter de lokale forhold 10-50 m brede zoner kan anvendes. Målretning mod områder der allerede har god natur sikring af eksisterende natur og større arealer = mere biodiversitet Tillade plantning af træer langs vandløb (især de små vandløb) - giver både miljø, natur og klima effekt + produktion (træ). Afgrave høje brinker for at reducere brinkerosion, øge afvanding og give mere diversitet giver både miljø, natur, klima og produktion effekt (afvanding). Anvende randzone som filter for drænvand fra tilstødende marker + træer giver ekstra miljøeffekter og produktion
Tre års målinger i Odense Å oplandet viste at brinkerosionen er signifikant mindre ved lokaliteter med træer i randzonen (25-40%), end hvor der er lav vegetation i form af græs og urter så træer kan medvirke til både at holde på brinker og fosfor, lagre kulstof, skygge og øge biodiversitet i vandløb og randzone. Plantning af træer i 10% af randzoner kan reducere fosfor udledning til overfladevand med 11-83 tons P pr. år Kronvang et al., 2012 J. Environmental Quality 41: 304-313
Ny intelligent udnyttelse af randzoner til at filtrere bagvand fra dræn: Fanger jordpartikler og partikelbundet fosfor i grøft (sedimentation) Drænvandet siver gennem randzonen og der optages og fjernes nitrat og fosfor Træer stabiliserer brinken og giver øget infiltrationskapacitet Kulstofophobning i træer
Department of Bioscience AARHUS UNIVERSITY Randzoner er et omkostnings effektivt virkemiddel for miljø og natur MEN der er udfordringer: Vi mangler viden om virkning, kort og langt sigt også med de nye intelligente anvendelser! F.eks. mangler der helt en overvågning af effekten af de nye 10 m randzoner, samt forskning i optimering af bredde & forvaltning for natur, miljø og produktion Tak for opmærksomheden??? Spørgsmål: Differentieret bredde af randzonen hvordan Ombytning af næringsstof former Effektiv levetid Pleje & tilplantning Sammenhæng til produktion foder og grøn energi fra høstet biomasse Synergi med andre virkemidler Effekter af de nye Randzoner langs vandløb uden 69 2 m bræmmen