|
|
|
Sammenfatning
Denne rapport er lavet som led i forarbejdet til Vandmiljøplan III. På
foranledning af Skov og Naturstyrelsen og Fødevareministeriet er
nedsat en teknisk undergruppe om miljømodeller (F-6b). Undergruppen
vedrørende miljømodeller har haft til formål at vurdere
miljøeffekten af ændringer i tilførslen af kvælstof og fosfor til
vandområder samt udarbejde koncepter, der gør det muligt at beskrive
sammenhængen mellem miljøtilstand i recipient og tilførsel af
kvælstof og fosfor.
VMP III forarbejdet sigter primært på at vurdere effekten af ændringer
i landbrugsdriften på kvaliteten af overfladevand og drikkevand.
Det er afgørende for disse vurderinger, at ændringer i miljøkvaliteten
kan vurderes kvantitativt i relation til mulige fremtidige ændringer i
landbrugsdriften. Modeller er meget anvendelige redskaber til denne
type kvantitative analyser. Gruppens arbejde er udelukkende baseret
på eksisterende materiale, hvor der foreligger eksempler på sammenhænge
mellem udvaskning og miljøtilstand i overfladevand/
grundvand.
I modsætning til tidligere Vandmiljøplaner stiles der ved en kommende
Vandmiljøplan også mod en oplandsorienteret angrebsvinkel,
som i tråd med Vandrammedirektivet tager udgangspunkt i kravene
til miljøtilstanden i søer, fjorde og grundvand. Denne angrebsvinkel
har gennem mange år været anvendt regionalt i indsatsen overfor
punktkilder.
Oplandsskala versus national skala
De beskrevne eksempler, som omfatter de nationale overvågningssøer, Mariager Fjord, Odense Fjord, Karup å og indre danske farvande
er valgt fordi, det på nuværende tidspunkt er de danske eksempler på kvantitative analyser, hvor der er størst datagrundlag.
Eksemplerne dækker et bredt spektrum af både forskellige typer
vandområder og oplande, selv om ingen af de enkelte oplande eller
vandområder kan betragtes som generelt repræsentative for eksempelvis
fjorde eller oplande i Danmark. Dertil er forskellene mellem
vandområdernes sårbarhed over for fosfor og/eller kvælstof for store.
Tilsvarende er oplandene meget forskellige med hensyn til transportveje
af fosfor og kvælstof, hvilket har afgørende betydning for
den mængde næringsstoffer, som når frem til vandområderne. Med
andre ord kan man ikke umiddelbart ekstrapolere fra et af de beskrevne
vandområder eller oplande til andre vandområder. Ligeledes
er det ikke muligt at opskalere kvantitative effekter beregnet i eksemplerne
til nationalt plan.
Analyse af virkemidler
Eksempler med virkemidler til påvirkning af kvælstofudvaskningen
fra enkelte landbrugsoplande er meget få på nuværende tidspunkt.
For Mariager Fjords opland er beregnet ændringer i kvælstoftilførslen
til fjorden som følge af ændringer i gødningsnormen, forbedret udnyttelse
af kvælstof i husdyrgødningen. Disse virkemidler indgår i
VMP II og er derfor en del af de nuværende virkemidler, også i Mariager
Fjords opland. Derudover er effekten af skovrejsning og Miljø-
Venlige Jordbrugsforanstaltninger vurderet.
Opmærksomheden henledes på, at alle virkemidler ikke nødvendigvis
er additive, hvilket er vigtig, når det samlede potentiale skal vurderes.
De enkelte virkemidlers potentiale må imidlertid vurderes for de enkelte
oplande. Eksempelvis vil vådområder ikke være et egnet virkemiddel
i Mariager Fjords opland, mens vådområder kan være egnede
virkemidler i andre oplande. Årsagen er forskelle i de hydrogeologiske
forhold i oplandene.
På nuværende tidspunkt kan der ikke opstilles kvantitative sammenhænge
mellem driftsformer i landbruget og udledningen af fosfor fra
landbrugsarealerne. Viden om transportveje for fosfor i relation til
jordens indhold af fosfor er meget begrænset, hvorfor der ikke kan
laves modelberegninger over tilførsel af fosfor. Tilførslen kan vurderes
ved udpegning af risikoområder, og ved analyse af forskellige
typer oplande, hvor der foreligger intensive målinger. Ud fra sidstnævnte
forventes tilførslen at kunne vurderes kvantitativt i relation
til oplandstyper.
Differentieret indsats
Vandområdernes sårbarhed er meget forskellig og må føre til, at den fremtidige indsats i højere grad bliver baseret på en differentieret
indsats mellem oplande således, at den største indsats lægges i oplande
med sårbare vandområder. Forudsætningen er, at der kan opstilles
en kvantitativ sammenhæng mellem miljøtilstand i vandområder
og næringsstofudledninger således, at der kan laves indsatsplaner
i henhold til Vandrammedirektivet.
Resultaterne fra oplandene til både Mariager Fjord, Odense Fjord og
Karup Å peger på, at der er stor variation indenfor oplandene med
hensyn til transportveje og dermed fjernelse af kvælstof ved denitrifikation
på vejen fra marker til vandløb. For at opnå den største effekt
af virkemidlerne er det vigtigt med en indsats, der hvor effekten er
størst.
Eksempelvis vil det give størst effekt i recipienten at ekstensivere
landbrugsdriften i områder, hvor der fjernes mindst kvælstof under
transporten fra mark til vandløb. Dette forudsætter, at denitrifikationskapaciteten
i grundvandet ikke opbruges i løbet af få år i de øvrige
områder. Optimering af indsatsen forudsætter en differentieret
indsats indenfor oplandet.
Beregninger fra Mariager Fjord's opland viser, at der er fosforoverskud
i markdriften, men den nuværende viden om fosfors transportveje
er relativt begrænset. Det er derfor ikke muligt at modellere
effekten af virkemidler i landbruget på tilsvarende måde som for
kvælstof. Samtidig peger andre undersøgelser på, at bidraget fra
marker varierer meget inden for en lille geografisk afstand, hvilket
forudsætter et detaljeret kendskab til området for at kunne målrette
indgreb. Måling af fosfat og totalfosfor i vandløb kan indikere betydningen
af henholdsvis udvaskning og erosion af fosfor i de enkelte
oplande.
Responstid
Når indsatsplaner udarbejdes for oplande, er det desuden vigtigt at
kende responstider således, at man kan forudsige hvornår effekten af
et virkemiddel er slået igennem. Eksempelvis viser dateringer af
grundvandet i Mariager Fjords opland, at det er 20-30 år gammelt,
hvorfor den fulde effekt af et indgreb kan være forsinket flere årtier.
Derimod er der i Odense Fjords opland en hurtig responstid (få år) på
iværksatte virkemidler, fordi langt hovedparten af vandafstrømningen
sker via dræn og overfladenært grundvand.
Referencetilstand og god økologisk kvalitet
Vandrammedirektivet forudsætter, at den økologiske kvalitet defineres kvantitativt i forhold til forekomst og artssammensætning af
plankton, planter, bunddyr og fisk. Den økologiske kvalitet skal vurderes
i forhold til referencetilstanden, som er den tilstand vandområdet
ville have haft, hvis der ikke var menneskelig påvirkning.
På nuværende tidspunkt findes kun få eksempler på fjorde, hvor referencetilstanden
er vurderet som i Odense Fjord. Fastlæggelse af referencetilstanden er en forudsætning for, at god økologisk tilstand kan fastlægges, idet den kun må afvige i mindre omfang fra referencetilstanden.
Referencetilstanden kan fastlægges ved analyse af historiske
data, palæoøkologiske undersøgelser eller modelberegninger.
Modelberegningerne fra Odense Fjord viser, at såfremt god økologisk
tilstand defineres som referencetilstand plus 50 %, forudsætter opfyldelsen
af god økologisk tilstand, at kvælstoftilførslen bliver reduceret
til ca. 1/3 af den nuværende tilførsel i den indre del af fjorden, hvilket
ikke er muligt med den nuværende landbrugsdrift i oplandet.
Dette svarer til resultater fra modelberegninger for Randers Fjord.
Modellerne viser, at miljøkvaliteten kan forbedres markant i forhold
til nu, hvis både kvælstof- og fosfortilførslen mindskes. Opfyldelse af
de nuværende målsætninger for marine områder forudsætter, at tilførslen
af især kvælstof, men også fosfor, reduceres yderligere (Ærtebjerg
et al., 2002).
Scenarieberegninger for de nationale overvågningssøer peger på, at
det er nødvendigt at mindske dyrkningsbidraget af fosfor markant,
hvis god økologisk kvalitet skal kunne opnås. Men vurderingerne af
de enkelte søer forudsætter en oplandsanalyse af de enkelte forureningskilder.
Hvis god økologisk tilstand opnås i fjorde og andre kystnære områder,
vil det ikke være realistisk muligt at nedbringe det danske vandbårne
bidrag med kvælstof og fosfor til de åbne danske farvande
yderligere.
Modellers anvendelse
Når modeller anvendes til af forudsige udvaskning og transport af
næringsstoffer i et opland eller miljøtilstanden i en sø eller fjord ved
ændret tilførsel af næringsstoffer, er det vigtigt at være opmærksom
på modellernes forudsætninger. En given model kan ikke anvendes
til at forudsige en tilstand, som ligger uden for modellens datagrundlag
(empiriske modeller) eller udenfor de rammer, som modellens
processer er gyldige indenfor (procesbaserede modeller).
Samtidig kan modeller kun tage hensyn til de faktorer, som indgår i
modellen og følgelig ikke anvendes i tilfælde, hvor andre faktorer
end dem der indgår i modellerne varierer.
Modeller, som beskriver miljøtilstand i søer og fjorde kan således
typisk ikke simulere en tilstand, hvor der er tale om store ændringer i
den biologiske struktur i den pågældende sø eller fjord, fordi der i
sådanne situationer kan optræde forhold, som ikke er beskrevet af
modellerne. Tilsvarende kan modeller, som beskriver kvælstofudvaskning
fra landbrugsarealer typisk ikke beskrive hvordan kvælstof
opfører sig under andre forhold, hvor faktorer som pH og vandindhold
afviger væsentligt fra de forhold der tilstræbes under almindelig
landbrugspraksis.
Det skal samtidig understreges, at modellerne principielt altid bør
udsættes for aftestning mod uafhængige feltdata (validering), før de
anvendes i praksis på konkrete områder. I nogle situationer, f.eks.
hvor det drejer sig om forudsigelser af effekten af nye typer indgreb,
kan det være næsten umuligt at lave sådanne valideringstest. Det
betyder ikke, at en model ikke kan benyttes som grundlag for beslutninger,
men det betyder, at modellens evne til at lave troværdige
prædiktioner ikke er dokumenteret, og at modelresultaterne derfor
bør klassificeres som mindre troværdige end i situationer med vel
gennemførte valideringstests.
Derudover skal det understreges at resultater fra modelberegninger
principielt altid bør suppleres af usikkerhedsvurderinger. Usikkerhedsvurderinger
er vigtige for at opnå en realistisk og nuanceret fornemmelse
af, hvor stor troværdighed resultaterne bør indgå med i
den videre beslutningsproces.
Endelig er det vigtigt at være opmærksom på, hvilken tidslig og
rumlig skala en model kan anvendes på. De anvendte modeller til
analyse af virkemidler i et opland bør derfor afspejle den skala, som
er nødvendig for at differentiere indsatsen i oplande og deloplande.
Er der behov for detaljerede analyser af deloplande eller vurdering af
enkelte bedrifter, skal den anvendte model have et koncept og en
detaljeringsgrad, som gør det muligt at kvantificere udledningen i
den pågældende skala.
Mere generelt kan konkluderes, at valget af modeltype skal afpasses i
forhold til formålet - om der fx ønskes en detaljeret beskrivelse af et
mindre område eller en mere generel beskrivelse på nationalt plan.
|
