Rapporten - Søren Højmark Rasmussen
Rapporten - Søren Højmark Rasmussen
Rapporten - Søren Højmark Rasmussen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Reduktion af kvælstofudvaskning<br />
- GIS modellering af kvælstofbelastningen<br />
i oplandet til Karup Å<br />
Naturgeografi, 7. semester, Efteråret 2005
B-studienævn<br />
Aalborg Universitet<br />
Sohngårdsholmsvej 57<br />
9210 Aalborg SØ<br />
www.bsn.aau.dk<br />
Titel: Reduktion af kvælstofudvaskning<br />
- GIS modellering af kvælstofbelastningen i oplandet til Karup Å<br />
Tema: Arealanvendelse og vandmiljø<br />
Projektperiode: 2. september – 21. december 2005<br />
Projektgruppe: D019 Synopsis:<br />
Deltagere:<br />
Marianne Bismo<br />
Martin H. Thorsøe<br />
Bastian E. Jensen<br />
<strong>Søren</strong> H. <strong>Rasmussen</strong><br />
Vejleder:<br />
Niels Arne Wahl<br />
Oplagstal: 7<br />
Sideantal: 110<br />
Bilagsantal og -art: 2, heraf en cd-rom<br />
I denne rapport tages der udgangspunkt i<br />
oplandet til Karup Å, hvor der ses på landbrugets<br />
arealanvendelse, som er hovedkilden til<br />
udvaskningen af kvælstof til Skive Fjord.<br />
Kvælstofudvaskningen er et problem i de<br />
danske Fjorde, hvor det kan føre til tilstande<br />
med iltsvind, og reduktion af kvælstofudvaskningen<br />
er derfor et politisk mål. I oplandet<br />
til Karup Å er der i rapporten lavet en belastningsopgørelse<br />
over udvaskning af kvælstof fra<br />
rodzonen på baggrund af Viborg Amts model<br />
til estimering af kvælstofudvaskning. Der er<br />
desuden anvendt en henfaldsmodel, der undersøger<br />
graden af denitrifikation i forhold til afstand<br />
til åen. De to modeller sammenlagt<br />
indikerer fra hvilke områder udvaskningen<br />
hovedsageligt stammer. På denne baggrund<br />
bliver der ud fra Vandmiljøplan III, set på<br />
mulige ændringer i arealanvendelsen, der kan<br />
reducere kvælstofudvaskningen til Karup Å.<br />
Tiltagene holdes sammen regionplanens zonering,<br />
der angiver i hvilke områder virkemidlerne<br />
kan implementeres. Dette munder ud i 5<br />
scenarier, der danner grundlaget for en vurdering<br />
af, hvordan udvaskningen af kvælstof til<br />
Skive Fjord mest effektivt kan begrænses. Det<br />
vurderes, at det bedste resultat opnås, hvis<br />
arealanvendelsen ændres i de ånære områder,<br />
hvor belastningen er størst.
English summary<br />
Oxygen depletion in Danish waters has accelerated during the last 20 years and it has<br />
been documented that the human discharge of nitrogen plays an important role in this<br />
negative development. Since the first oxygen depletion case in 1982 it has been a<br />
political goal to reduce the nitrogen discharge in order to reduce the frequency of<br />
oxygen depletion. Improper agriculture practice is responsible for approx. 69 % of the<br />
nitrogen load in Danish waters. In order to reduce the nitrogen discharge it is therefore<br />
necessary to change some agricultural practices.<br />
The object of this paper is to asses the sources of the N-discharge from the Karup Å<br />
catchment and to evaluate the means to reduce the N-discharge. The stream Karup Å<br />
feeds Skive Fjord, which is a particular delicate ecosystem with frequent episodes of<br />
oxygen depletion happening during the summer months. We used soil data from 12 sites<br />
in the catchment area, estimations on the nitrate content of soil water, and a GIS based<br />
modelling of solute fluxes at the catchment scale in order to estimate the agricultural<br />
contribution to the riverine nitrogen load in the Karup Å catchment. An estimate of the<br />
amount of leached nitrogen from the root-zone is derived by using the empirical based<br />
“Viborg-model”. In addition, a distance-based model using 1st order kinetics is used to<br />
estimate the areal distribution of the denitrification taking place from the source of<br />
emission to the stream. The two models combined indicate which parts of the catchment<br />
area has the largest contribution to the total nitrogen load and were measures should be<br />
implemented in order to reduce nitrogen leaching. This showed to be the area within 1<br />
km of the stream.<br />
Based on these findings initiatives to reduce nitrogen leaching and discharge in the<br />
Karup Å catchment is considered. This is done by assessing the area-based initiatives<br />
put forward by the Danish Action Plan for the Aquatic Environment (Vandmiljøplan<br />
III). These initiatives are combined with the regional plans set forth by Viborg and<br />
Ringkøbing Counties for the Karup Å catchment.<br />
It was found that the crucial variable determining the amount of leached nitrogen to the<br />
riverine environment is the distance from the source of emission to the stream, as this<br />
distance determines the amount of nitrogen denitrificated during the transport process in<br />
the groundwater. After defining the areas of most nitrogen emission to the stream five<br />
scenarios were put forward, each derived using a tool from the planning:<br />
1. All of the defined emission area is taken out of production. Emission: 25 % of<br />
total.<br />
2. 10 meters bufferzone around the stream. Emission: 94 % of total.<br />
3. Agri-environmental measures made in Natura 2000 areas. Emission: 96 % of<br />
total.<br />
4. Agri-environmental measures are used in the area with the highest nitrogen<br />
leaching rate. Emission: 92 % of total.<br />
5. Reforestation in the designated forest areas. Emission 94 % of total
Considering all the scenarios, the most effective in reducing the emission, is the creation<br />
of 10 meter bufferzone, reducing the emission 52,4 kg N ha of area involved, and the<br />
use of Agri-environmental measures in 11 % of the area with highest nitrogen leaching<br />
rate in the Vulnerable Agricultural Area, reducing the emission 31,4 kg N pr ha of area<br />
involved. The least effective is the Agri-environmental measures made in Natura 2000<br />
areas, reducing the emission 7,4 kg N pr ha of area involved.
Forord<br />
Denne rapport er udarbejdet som dokumentation for projektenheden på 7. semester for<br />
Cand. Scient uddannelsen Geografi med speciale i Naturgeografi. <strong>Rapporten</strong> er<br />
udarbejdet af studerende ved Tekniske-Naturvidenskabelige Fakultet, under Bstudienævnet,<br />
Aalborg Universitet. Temarammen for projektenheden er ''Arealanvendelse<br />
og vandmiljø''. Formålet har været at analysere og vurdere samspillet<br />
mellem den arealmæssige anvendelse af oplandet til et vandområde og konsekvenserne<br />
heraf for det lokale vandmiljø. Derudover har formålet været at analysere, vurdere og i<br />
et vist omfang modellere væsentlige miljømæssige forhold. Projektområdet var givet på<br />
forhånd til at være oplandet til Karup Å. Yderligere var det givet, at der fra den 5. til 9.<br />
september skulle afholdes felttur til projektområdet, umiddelbart efter projektperiodens<br />
start. Projektperioden strakte sig i tidsrummet fra den 2. september til den 21. december.<br />
Projektgruppen har ud fra de givne forudsætninger valgt at beskæftige sig med<br />
sammenspillet mellem kvælstofkredsløbet og landbruget. Dette valg udspringer i høj<br />
grad af den viden om Skive Fjord, iltsvind og problematikken som følge heraf, der ved<br />
opstarten af projektperioden blev undersøgt.<br />
I forbindelse med udarbejdelsen af rapporten har det være nødvendigt at indsamle<br />
forskellig information, data og prøver. I denne sammenhæng vil projektgruppen gerne<br />
takke: Landmændene i oplandet til Karup Å, for at vi måtte udtage jordprøver,<br />
Ringkøbing Amt og Viborg Amt for at være behjælpelige, her skal takken specielt rettes<br />
til Dennis Plauborg Noe, Ringkøbing Amt og Jens Ove Nielsen og Ole Gregor, Viborg<br />
Amt. Dansk Jordbrugsforskning takkes for data til de opstillede modeller, og Esben<br />
Clemens fra Geodatabiblioteket, Aalborg Universitet for at være behjælpelig med<br />
indhentning af tilladelse til data.<br />
Marianne Bismo Martin Hermansen Thorsøe<br />
Bastian Egede Jensen <strong>Søren</strong> <strong>Højmark</strong> <strong>Rasmussen</strong>
Indhold<br />
Side<br />
1 Indledning 9<br />
1.1 Skive Fjord 9<br />
1.2 Oplandet til Skive Fjord 11<br />
1.3 Problemformulering 12<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 15<br />
2.1 Landbrugets intensivering 15<br />
2.2 Kvælstofkredsløbet 17<br />
2.2.1 Gødning<br />
2.2.2 Udvaskning af kvælstof<br />
2.2.3 Denitrifikation<br />
2.2.4 Surhedsgrad<br />
24<br />
2.3 Opsummering 25<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 27<br />
3.1 Geomorfologiske forhold 27<br />
3.2 Jordbundsforhold 28<br />
3.3 Geologi 30<br />
3.4 Klimatologi 31<br />
3.5 Hydrologiske forhold 34<br />
3.6 Arealanvendelsen 37<br />
3.7 Opsummering 40<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 41<br />
4.1 Indsamling af data 41<br />
4.2 Metoder til analyse af prøverne 44<br />
4.2.1 Sigteanalyse<br />
44<br />
4.2.2 Indhold af organisk materiale<br />
4.2.3 Nitratmålinger<br />
4.2.4 Permeabilitetsundersøgelse<br />
46<br />
4.3 Resultater 47<br />
4.3.1 Sigteanalyse<br />
4.3.2 Permeabilitetsanalyse<br />
4.3.3 Nitratanalyse<br />
4.3.4 Indhold af organisk materiale<br />
4.3.5 Undersøgelse af jordens surhedsgrad<br />
56<br />
4.4 Vurdering af de anvendte metoder 57<br />
4.5 Opsummering 59<br />
17<br />
19<br />
21<br />
45<br />
45<br />
47<br />
50<br />
52<br />
55
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 61<br />
5.1 Kvælstofudvaskning fra rodzonen 61<br />
5.1.1 Udvælgelse af model<br />
62<br />
5.2 Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning<br />
5.2.1 Resultat af Viborg Amts model estimering af<br />
63<br />
kvælstofudvaskning<br />
66<br />
5.2.2 Vurdering af modellen<br />
69<br />
5.3 Transport af kvælstof fra rodzonen til vandløbet 71<br />
5.3.1 Udvælgelse af model<br />
71<br />
5.4 Henfaldsmodellen 73<br />
5.4.1 Kalibrering af henfaldsmodellen<br />
5.4.2 Resultat af henfaldsmodellen<br />
5.4.3 Vurdering af henfaldsmodellen<br />
77<br />
5.5 Resultat af kvælstofudvasknings-opgørelsen 79<br />
5.5.1 Vurdering af udvaskningsopgørelsen resultat<br />
81<br />
5.6 Opsummering 81<br />
6 Ændring i arealanvendelse 83<br />
6.1 Vandmiljøplanlægningens historie 83<br />
6.2 Planlægningens virkemidler 85<br />
6.3 Scenarier 91<br />
6.3.1 Beregning af scenarier<br />
6.3.2 Resultater af beregningerne<br />
6.3.3 Sammenligning af scenarierne<br />
96<br />
6.4 Opsummering 98<br />
7 Konklusion 99<br />
8 Perspektivering 101<br />
Litteraturliste 105<br />
Bilag A<br />
74<br />
75<br />
93<br />
94
Indledning<br />
Temarammen for dette semester er ''Arealanvendelse og vandmiljø''. På denne baggrund<br />
undersøges det i denne rapport, hvordan en ændring i arealanvendelsen kan være med til<br />
at mindske udledningen af kvælstof til Skive Fjord, for på denne måde at sikre et bedre<br />
vandmiljø. Udgangspunktet for rapporten er de problemer arealanvendelsen i et område<br />
kan skabe for andre steder. Der vil indledningsvis i dette kapitel kort blive set på Skive<br />
Fjord og de iltsvind, der jævnligt rammer området. Dette problem hænger nøje sammen<br />
med den arealanvendelse, der er i oplandet til Skive Fjord, hvor landbruget udleder store<br />
mængder kvælstof, der er med til at skabe iltsvindene i fjorden. Derfor vil der blive set<br />
nærmere på dette opland, og specielt oplandet til Karup Å, hvorfra en stor del af de<br />
næringsstoffer, der ender i Skive Fjord, stammer. Oplandet til Karup Å vælges som<br />
undersøgelsesområde for de videre undersøgelser i denne rapport. Den fremlagte<br />
problemstilling munder ud i en problemformulering, som den resterende del af<br />
rapporten tager udgangspunkt i.<br />
1.1 Skive Fjord<br />
Skive Fjord er en af de mange danske fjorde, hvor der jævnligt opstår tilstande med<br />
iltsvind. Iltsvind betyder kort fortalt, at der bruges mere ilt i vandet end der tilføres.<br />
Skive Fjord er særligt udsat da området ligger isoleret fra hovedstrømmen gennem<br />
Limfjorden, og derfor har mindre vandudskiftning end størstedelen af fjorden. Derfor<br />
vil der om sommeren, hvor der er perioder uden vind, ikke blive tilført tilstrækkeligt ilt<br />
til bundvandet, hvilket fører til iltsvind. Skive Fjord er således et område, der er<br />
naturligt mere udsat for iltsvind end andre dele af Limfjorden (Limfjord, 2005).<br />
Iltsvind er et problem for de organismer, der lever i fjorden og som har brug for ilt for at<br />
kunne respirere. Er iltsvindet kraftigt, kan der opstå en bundvending, hvor al ilten i<br />
nærheden af bunden er opbrugt og hvor der fra bunden bliver udsendt svovlbrinte til<br />
vandet. Svovlbrinter er giftige og en bundvending vil derfor dræbe alt liv i de områder,<br />
hvor svovlbrinterne udsendes. Det er altid ved bunden iltsvindet opstår, fordi tilførslen<br />
af ilt her er mindst. Derudover er det her en stor del af det organiske materiale, der<br />
1 Indledning 9
liver produceret i fjorden, bliver omsat, hvilket er en proces, der forbruger ilt. Iltsvind<br />
er et naturligt fænomen, der altid har præget de danske fjorde. Det er imidlertid værd at<br />
bemærke, at den menneskelige aktivitet har været med til at påvirke hyppigheden og<br />
størrelsen af de naturlige iltsvind (Agger et al., 2002: 23). Det har den fordi udledningen<br />
af næringsstoffer er steget, hvilket har ført til, at der er blevet skabt en større produktion<br />
af alger, der ved deres død vil synke til bunden, blive omsat og dermed forbruge ilt. Det<br />
er dette øgede iltforbrug der gør, at den menneskelige udledning af næringsstoffer er et<br />
problem for Skive Fjord. Da fjorden er vigtig som opvækstområde for blandt andet fisk,<br />
muslinger og andre dyr er perioder med iltsvind ikke kun et problem for naturen, men<br />
også et samfundsmæssigt problem, da der er mennesker, som lever af fiskeriet<br />
(Christensen et al., 2004: 102). Problemet er også blevet erkendt fra politisk side, idet<br />
den vandmiljøplanlægning, der er foregået de sidste 20 år, har beskæftiget sig med at<br />
begrænse udledningen af næringsstoffer til vandmiljøet (Christensen, 2002: 386). Dette<br />
er til en vis grad også lykkes, og det er i denne forbindelse værd at være opmærksom på,<br />
at amterne rundt om Limfjorden har fastsat en målsætning om, at tilførslen af kvælstof<br />
til Limfjorden skal være 33 % lavere end den er på nuværende tidspunkt (Grooss et al.,<br />
2005: 59). Den nyeste vandmiljøplan (Vandmiljøplan III) sigter mod at reducere den<br />
totale kvælstofudledning med 13 % på landsplan (Vandmiljøplan III, 2004).<br />
I forhold til forekomsten af iltsvind er det hovedsageligt kvælstof, der er vigtigt, da det<br />
er den begrænsende faktor for produktionen af alger i fjorden. Derfor er det væsentligt<br />
at se på, hvor det kvælstof, der tilføres fjorden, stammer fra. I 2004 blev den samlede<br />
tilførsel af kvælstof til Limfjorden opgjort til 15.884 t. Heraf stammede 69 % fra<br />
landbruget, mens 26 % var naturens eget bidrag, figur 1.1. Tilbage er 6 % fordelt på<br />
forskellige andre kilder, bl.a. renseanlæg og dambrug. Det kvælstof, der kommer til<br />
Limfjorden, skyldes derfor i høj grad landbruget. Landbrugets udledning af kvælstof<br />
udgør også et problem for drikkevandet, men det vil der blive set bort fra i det følgende,<br />
da denne del af problemstillingen ikke direkte har indflydelse på vandkvaliteten i Skive<br />
Fjord.<br />
69%<br />
5%<br />
10 1 Indledning<br />
26%<br />
Naturbidrag<br />
Landbrug<br />
Andre<br />
Figur 1.1. Tilførslen af kvælstof til Limfjorden fordelt på kilder, tal fra 2004. Efter<br />
Grooss et al. (2005: 9).
1.2 Oplandet til Skive Fjord<br />
Skive Fjord får tilført ferskvand fra Karup Å og fra det øvrige af fjordens opland,<br />
deriblandt en række mindre bække. I denne rapport tages der udgangspunkt i Karup Ås<br />
opland som kilde til kvælstof i Skive Fjord. Det er beregnet, at det topografiske opland<br />
til Karup Å er 626 km 2 , mens det øvrige opland til Skive Fjord dækker et område på<br />
165 km 2 . Oplandet til Karup Å er derfor det største delopland til Skive Fjord, baseret på<br />
data fra DMU (a, 2005). Da det hovedsagelig er Karup Å, der står for ferskvandstilførslen<br />
til Skive Fjord og dermed også en stor del af tilførslen af kvælstof, er det i<br />
denne rapport valgt at fokusere undersøgelserne på Karup Ås opland, og dette område<br />
vil derfor kort blive præsenteret. Da Karup Ås topografiske opland ikke er fuldt<br />
sammenfaldende med det hydrologiske opland vælges et projektområde, der rummer<br />
begge oplande, som undersøgelsesområde for denne rapport, se figur 1.2.<br />
Figur 1.2. Projektområdet. På kortet ses det topografiske og det hydrologiske opland<br />
samt det definerede projektområde. Oplandene er defineret ud fra målestationen Nørkær<br />
Bro. Data fra DMU (a, 2005); Viborg-GIS (2005); Pers. komm. Dennis Plauborg Noe<br />
(16.11.05). Baggrundskort fra KMS (2005). Gennem resten af rapporten vil de samme<br />
data for Karup Å blive brugt, de er hentet fra Viborg-GIS (2005).<br />
Karup Å har sit udspring vest for Silkeborg, løber nordover og munder ud i Skive Fjord.<br />
Inden den når Skive Fjord, ændrer åen navn til Skive Å. Dele af Karup Å udgør<br />
grænsen mellem Viborg Amt og Ringkøbing Amt, og oplandet strækker sig således over<br />
1 Indledning 11
egge amter. Tabel 1.1 viser, at landbruget anvender ca. 65 % af Karup Ås opland til<br />
produktion (dyrket areal og afgræsset). Landbrug udgør altså den væsentligste andel af<br />
arealanvendelsen i Karup Ås opland, og som beskrevet tidligere er netop landbruget en<br />
af de væsentlige kilder til den kvælstofudledning, der er skyld i iltsvindene i Skive<br />
Fjord. Karup Ås opland er derfor ideelt som undersøgelsesområde for denne<br />
problemstilling.<br />
Tabel 1.1. Arealanvendelse i Karup Ås opland. Kategorien Andet dækker over vand,<br />
ukendt anvendelse og engområde. Data fra DMU (a, 2005).<br />
Arealanvendelse % af oplandet<br />
Dyrket areal 41,7<br />
Afgræsset 23,4<br />
Nåleskov 14,3<br />
Hede 9,2<br />
Ubevokset 6,4<br />
Løvskov 2,4<br />
Busk / skov 1,8<br />
Andet 0,8<br />
1.3 Problemformulering<br />
I det foregående er det blevet gennemgået, at der i Skive Fjord findes et problem med<br />
iltsvind. Det er et fænomen, der forekommer naturligt, men som den menneskelige<br />
aktivitet har forstærket. Dette skyldes den høje udledning af næringsstoffer, hvoraf<br />
69 % stammer fra landbrugets udledninger. Kvælstoffet, der tilføres Skive Fjord,<br />
stammer blandt andet fra Karup Ås opland. Dette område er derfor valgt som specifikt<br />
undersøgelsesområde for denne rapport. Landbruget udnytter 65 % af arealet til<br />
produktionen og det vil derfor være interessant at undersøge, hvordan vandkvaliteten i<br />
Skive Fjord kan forbedres ved at ændre arealanvendelsen. På denne baggrund er<br />
følgende problemformulering opsat:<br />
Hvordan kan en ændring i landbrugets arealanvendelse i oplandet<br />
til Karup Å mindske udvaskningen af kvælstof til Skive Fjord?<br />
En ændring af arealanvendelsen vil i denne rapport blive forstået både som en ændring<br />
af den dyrkningspraksis landmanden udfører, men også en egentlig ændring i brugen af<br />
et areal, eksempelvis fra landbrug til skovbrug. Derfor vil der i denne rapport kun blive<br />
set på arealbaserede virkemidler. Målet for mindskning af kvælstofudvaskning opsættes<br />
på baggrund af Vandmiljøplan III, der er gældende for hele Danmark, og<br />
Limfjordsovervågningen målsætning, der gælder for de tre Limfjordsamter: Viborg,<br />
Ringkøbing og Nordjylland. For at svare på problemformuleringen er der opstillet 2<br />
underspørgsmål:<br />
12 1 Indledning
1. Hvor stor er kvælstofbelastningen i projektområdet og hvordan er denne rumligt<br />
fordelt?<br />
2. Hvilke arealbaserede virkemidler er egnede til reducere kvælstofudvaskningen i<br />
oplandet til Karup Å og hvad er effekten af disse?<br />
Det er hermed hensigten at lave en belastningsopgørelse over, hvor den største<br />
belastning i oplandet er lokaliseret. Dette anvendes til at diskutere, hvilke ændringer af<br />
arealanvendelsen, der i dette område mest effektivt vil kunne reducere<br />
kvælstofudvaskningen og ligeledes være planlægningsmæssigt muligt. En ændring i<br />
arealanvendelse kan gennemføres ud fra politiske målsætninger, der iværksættes<br />
gennem planlægning. De virkemidler, der bliver taget op til overvejelse, vurderes ud fra<br />
de målsætninger, der fra offentlig side er opstillet med henblik på at forbedre<br />
vandmiljøet i de danske farvande.<br />
For at få en forståelse for problemstillingen er det nødvendigt at have kendskab til<br />
kvælstoffets kredsløb. I kapitel 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget bliver det<br />
indledningsvis beskrevet, hvordan den historiske udvikling har bevirket, at landbruget i<br />
dag har et stort kvælstofstab til omgivelserne. Desuden forklares kvælstoffets kredsløb<br />
samt overskudskvælstoffets udvaskning fra rodzonen til recipienten og den dertil<br />
hørende denitrifikation. Med denne teoretiske viden på plads bliver projektområdets<br />
karakteristika undersøgt i kapitel 3 Beskrivelse af projektområdet. Geologiske,<br />
geomorfologiske, klimatiske og hydrologiske forhold bliver beskrevet. Derudover<br />
undersøges jordbunden og arealanvendelsen i projektområdet. Herefter præsenteres<br />
gruppens forsøg i kapitel 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å. Det drejer sig om<br />
sigteanalyse og permeabilitetsforsøg med henblik på at undersøge jordbundens tekstur,<br />
for at kunne vurdere hvor let kvælstof udvaskes fra området. Desuden er der lavet en<br />
nitratanalyse, der viser den aktuelle tilstedeværelse af nitrat i jorden som et<br />
øjebliksbillede i udvalgte punkter. Til sidst vurderes de anvendte metoder, der er<br />
benyttet til forsøgene.<br />
I kapitel 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen bliver kvælstofudvaskningen fra<br />
rodzonen analyseret ved brug af Viborg Amts model til estimering af<br />
kvælstofudvaskning. Desuden bliver der anvendt en afstands-baseret henfaldsmodel, der<br />
bygger på, at længere afstand til åen giver en højere grad af denitrifikation. Disse to<br />
modeller giver til sammen et billede af, hvor i Karup Ås opland den største<br />
kvælstofudvaskning kommer fra. På denne baggrund bliver der i kapitel 6 Ændring i<br />
arealanvendelsen undersøgt, hvilke planlægningsmæssige virkemidler, der findes, for<br />
gennem en ændring i arealanvendelsen at mindske udvaskningen af kvælstof til Karup<br />
Å. Tiltagene bliver målrettet mod de definerede områder. Der tages desuden udgangspunkt<br />
i regionplanens zoneplanlægning. På baggrund af de gennemgåede tiltag vil der<br />
opstilles 4 scenarier, hvor reduktionen af kvælstofudvaskningen beregnes. Dette gøres<br />
for at vurdere effekten af de forskellige arealbaserede virkemidler. Herudfra kan der i<br />
kapitel 7 Konklusion vurderes, hvilke virkemidler der kan mindske kvælstofudvaskningen<br />
til Karup Å. I kapitel 8 Perspektivering vil rapportens resultater blive sat<br />
i perspektiv i forhold til planlægningens dilemmaer.<br />
1 Indledning 13
14 1 Indledning
Kvælstofkredsløbet og<br />
landbruget<br />
Formålet med dette kapitel er at give en indsigt i, hvordan kvælstofkredsløbet fungerer,<br />
hvilket gøres med særlig fokus på landbruget. Kapitel 1 (Indledning) klarlagde, at den<br />
intensive landbrugsdrift i Karup Ås opland, skaber problemer med iltsvind i Skive<br />
Fjord. For at forstå denne problemstilling, er det vigtigt at kende til de processer, der<br />
ligger bag. Igennem dette kapitel vil det blive gjort klart, hvordan landbrugets<br />
sammenspil med kvælstofkredsløbet har givet anledning til den høje udvaskning af<br />
kvælstof. Kapitlet starter med at beskrive den historiske udvikling og hvordan det<br />
stigende gødningsforbrug har åbnet kredsløbet. Herefter vil selve kvælstofkredsløbet<br />
blive gennemgået og der vil lægges speciel vægt på gødning, kvælstofudvaskning,<br />
denitrifikation og jordens surhedsgrad.<br />
2.1 Landbrugets intensivering<br />
Landbruget i Danmark har, ligesom i de andre europæiske lande, undergået en<br />
udvikling i retning af mere intensivt landbrug. Omkring år 1800 var landbruget præget<br />
af det, vi i dag vil kalde økologisk landbrug. Enhver bedrift kunne dengang opfattes<br />
som en selvstændig økologisk enhed. Der var et internt kredsløb mellem den animalske<br />
og vegetabilske produktion i bedriften og input udefra var ubetydelige (Ingemann,<br />
2002: 354). Landbrugsproduktionen var dengang mange steder utilstrækkelig for at<br />
undgå sult (Christensen, 1992: 239). I perioden fra ca. 1830 til 1880 var det danske<br />
landbrug hovedsageligt kornproducerende og havde produktionsoverskud til omfattende<br />
eksport af korn. Efter denne periode skete der et skift, hvor landbruget begyndte at<br />
omstille sig til animalsk produktion. Skiftet skyldtes, at der skete et fald i kornpriserne<br />
pga. øget konkurrence, især fra Amerika. Kvælstofkredsløbet internt i bedriften var<br />
stadig lukket, dvs. at input udefra stort set ikke var til stede (Ingemann 2002: 354, 358).<br />
De næringsstoffer, planterne optog, blev givet videre til dyrene, i form af foder. Dyrene<br />
gav næringsstofferne tilbage til planterne gennem deres gylle, der blev spredt på<br />
markerne.<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 15
Omkring 1960'erne slog en ny gødningspraksis for alvor igennem. Landbruget var nu<br />
ikke længere afhængig af det økologiske kredsløb, men kunne specialisere sig inden for<br />
en specifik produktion, f.eks. korn, svin eller mælk (Ingemann, 2002: 355). Med<br />
indførelsen af handelsgødning er der sket et vigtigt skift i den danske landbrugspraksis.<br />
Udviklingen af årligt forbrug af handelsgødning fra 1935 og frem til 2003 kan ses i<br />
figur 2.1.<br />
1000 t<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
1935<br />
1937<br />
1939<br />
1941<br />
1943<br />
1945<br />
1947<br />
1949<br />
1951<br />
1953<br />
1955<br />
1957<br />
1959<br />
1961<br />
1963<br />
1965<br />
1967<br />
1969<br />
1971<br />
1973<br />
1975<br />
1977<br />
1979<br />
1981<br />
1983<br />
1985<br />
1987<br />
1989<br />
1991<br />
1993<br />
1995<br />
1997<br />
1999<br />
2001<br />
2003<br />
16 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget<br />
År<br />
Handelsgødning Husdyrgødning<br />
Figur 2.1. Udvikling af årligt forbrug af handelsgødning i Danmark, 1935 - 2003 og<br />
husdyrgødning 1960 - 1999 (Plantedirektoratet, 2004: 9). Tal for husdyrgødning er<br />
baseret på aflæsning fra (Knudsen, 2002: 20). Årsangivelsen på figuren er start året for<br />
landbrugsåret.<br />
Det ses, at fra 1950'erne og frem til 1970'erne er forbruget af handelsgødning blevet<br />
mangedoblet. Forbruget af handelsgødning toppede i 1980'erne. Med indførslen af<br />
handelsgødning er kvælstofudvaskningen også vokset kraftigt. Landbrugets næringsstofkredsløb<br />
er, i takt med intensiveringen af landbruget, blevet mere åbent, hvilket<br />
betyder, at der er et overskud af næringsstoffer i jorden. Dermed sker der et tab til<br />
omgivelserne, som kan give anledning til problemer, f.eks. i form af iltsvind. Gennem<br />
1980'erne har forbruget af gødning været forholdsvis stabilt på et højt niveau på<br />
350.000-400.000 t N pr. år. Husdyrgødningens bidrag til kvælstofforbruget har været<br />
stabilt på omkring 250.000 t pr. år. Der er sammenhæng mellem handelsgødning i<br />
absolut mængde og mængden pr. ha, hvilket betyder, at stigningen i forbruget af<br />
handelsgødning har medført mere gødning pr. areal (Knudsen, 2002: 20). Forbruget af<br />
handelsgødning var i år 1989 144 kg N pr. ha årligt, siden er forbruget faldet. Dette<br />
skyldes hovedsagligt diverse reguleringer (Christensen, 2002: 376). Forbruget af<br />
handelsgødning er faldet til 78 kg N pr. ha i år 2003.
Dette afsnit beskrev hvordan kvælstofkredsløbet i landbruget er gået fra at være et<br />
lukket kredsløb internt i bedriften, til, som følge af det stigende forbrug af<br />
handelsgødning, at blive mere åbent. Handelsgødningen har gjort, at landmanden ikke<br />
længere er afhængig af gødningen fra sine husdyr, da det er muligt at købe gødningen i<br />
stedet.<br />
2.2 Kvælstofkredsløbet<br />
Kvælstofkredsløbet er en betegnelse for de processer som kvælstof (N) indgår i.<br />
Kvælstof skifter mellem forskellige kemiske tilstande, som en del af en cyklus med<br />
plantevækst og nedbrydning. Det er den menneskelige påvirkning af denne cyklus for at<br />
øge planteudbyttet, der skaber et overskud af kvælstof. For at kunne reducere<br />
overskuddet af kvælstof, er det nødvendigt at forstå, hvordan dette kvælstofkredsløb<br />
fungerer, og hvilken betydning den menneskelige tilførsel af gødning har. Dette vil<br />
derfor blive gennemgået.<br />
I form af frit N2 udgør kvælstof ca. 78 % af den atmosfæriske luft. Samtidig findes der<br />
en mængde kvælstof, der er bundet i jorden. Det kvælstof, der er bundet i jorden, kan<br />
overordnet opdeles i organisk kvælstof og uorganisk kvælstof. Det organiske kvælstof<br />
består af planterester og lignende, der ikke er nedbrudt endnu, mens det uorganiske<br />
kvælstof hovedsagelig består af ammonium (NH4 + ) og nitrat (NO3 - ). Planter kan kun<br />
optage det kvælstof, der findes på uorganisk form i jorden (Knudsen et al., 2000: 9).<br />
Det frie N2 kan fikseres, hvorved det omdannes til ammonium, der kan optages af<br />
planterne. Dette foregår i begrænset mængde ved lynnedslag, mens hovedparten af<br />
kvælstoffikseringen foretages af visse bælgplanter på landjorden og bestemte alger i<br />
marine områder. Ammoniummet bliver optaget af planterne og omdannet til organisk<br />
form. Når planterne dør, bliver resterne nedbrudt og indgår i puljen af organisk<br />
materiale i jorden. Dette organiske materiale kan udnyttes af mikroorganismer som en<br />
energikilde, og herved sker der en mineralisering, hvor kvælstoffet igen bliver<br />
omdannet til ammonium. Det ammonium, som ikke bliver optaget af planterne, bliver<br />
relativt hurtigt omdannet til nitrat. Der sker først en omdannelse til nitrit, som så hurtigt<br />
bliver omdannet til nitrat. Dette er også en proces, der foretages af mikroorganismer, og<br />
som kræver ilt. Planterne kan optage nitrat ligeså nemt som ammonium, og derfor bliver<br />
en del af nitraten igen optaget af planterne og omdannet til organisk materiale. Ved<br />
iltfattige forhold kan der ske en denitrifikation, hvor nitratet reduceres til frit kvælstof<br />
eller kvælstofilter, afhængig af om der sker en fuldstændig omdannelse. Herved er<br />
kredsløbet sluttet, og kvælstoffet er igen på form af frit N2 (Knudsen et al., 2000: 65). På<br />
figur 2.2 ses en principskitse over kvælstoffets kredsløb.<br />
2.2.1 Gødning<br />
Ved høst fjernes store mængder kvælstof fra marken. For at vedligeholde planteudbyttet<br />
tilfører landmænd gødning til markerne. Der bruges to overordnede typer gødning,<br />
husdyrgødning og handelsgødning. Husdyrgødning består af organiske materiale og<br />
urinstoffer. Urinstofferne bliver hurtigt nedbrudt til ammonium, og giver derved en<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 17
hurtig tilførsel af kvælstof til planterne. Det organiske materiale består af forskellige<br />
typer kvælstofforbindelser, der nedbrydes med forskellig hastighed. Nogle typer<br />
organisk materiale nedbrydes forholdsvis hurtigt, og giver derved også en hurtig<br />
tilførsel af kvælstof til planterne. Andre typer organisk materiale kan tage flere år om at<br />
blive mineraliseret, og giver derved en lille, men mere konstant tilførsel af kvælstof.<br />
Handelsgødning består oftest af uorganisk kvælstof i form af ammonium og nitrat, der<br />
direkte kan optages af planterne. Afhængig af hvilken type gødning, der anvendes, kan<br />
der være store mængder af uorganisk kvælstof tilgængelig i jorden på en gang (Clausen<br />
et al., 2004: 29-32).<br />
Ammonium<br />
(NH4)<br />
Atmosfærisk kvælstof<br />
(N2)<br />
N-fiksering<br />
Nitrifikation<br />
Nitrit<br />
(NO2)<br />
Nitrifikation<br />
Optagelse<br />
Mineralisering<br />
Denitrifikation<br />
Reduktion Reduktion<br />
Organisk<br />
kvælstof<br />
Optagelse<br />
Nitrat<br />
(NO3)<br />
Figur 2.2. Principskitse over kvælstoffets kredsløb. Efter Andersen (1998: 7).<br />
I forbindelse med reguleringen af kvælstofkredsløbet er der indført pligt til at indberette<br />
gødningsforbruget. Samtidig er der indført gødningsnormer, der fortæller, hvor meget<br />
gødning det er tilladt at bruge, dvs. både handels- og husdyrgødning (Plantedirektoratet,<br />
2005: 1). Tabel 2.1 viser gødningsnormen for vækståret 2005/06. Gødningsnormen er<br />
ikke det samme som den økonomisk optimale gødningsmængde, hvilket hænger<br />
sammen med det politiske mål om, at reducere kvælstofforbruget. Gødningsforbruget<br />
bliver opgjort på bedriftsniveau, hvilket betyder at landmanden er fritstillet i forhold til,<br />
hvilke marker der spredes gødning på, blot den samlede kvote for bedriften, beregnet ud<br />
fra at gødningsnormerne overholdes (Clausen et al., 2004: 66-67).<br />
Kvælstof i form af ammonium, bliver også tilført via nedbøren. Dette skyldes, at der<br />
sker en fordampning af ammoniak fra husdyrgødning, som sammen med kvælstofilter<br />
18 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget
fra forbrænding af fossile brændsler giver en kraftig øgning i mængden af ammoniak i<br />
atmosfæren. I Danmark deponeres der ca. 15 kg ammonium pr. ha årligt herfra, hvoraf<br />
landbruget bidrager med ca. 2/3, og 1/3 kommer fra brugen af fossile brændsler<br />
(Clausen et al., 2004: 119).<br />
Tabel 2.1. Kvælstofnorm for år 2005/06, total årlig mængde. Gældende for uvandet<br />
grovsand (Plantedirektoratet, 2005: 47-49).<br />
Gødningsnorm 2005/06<br />
Kg N pr. ha<br />
Vinterraps 154<br />
Vinterhvede 152<br />
Vinterbyg 149<br />
Spisekartofler 138<br />
Rajgræs, alm. 137<br />
Majs 133<br />
Permanent græs med normalt udbytte 133<br />
Vårhvede 126<br />
Kløvergræs, udlæg 122<br />
Vårbyg 119<br />
Roer til fabrik 118<br />
Vårraps 117<br />
Læggekartofler 110<br />
Havre 99<br />
Ærter 0<br />
Kløver, hvid-, rød-, alsikke 0<br />
Skovtilplantning 0<br />
2.2.2 Udvaskning af kvælstof<br />
Når der er mere kvælstof tilgængeligt i jorden end planterne kan optage, kan der ske en<br />
udvaskning af kvælstoffet, hvor vand transporterer kvælstoffet via grundvand og åer til<br />
et recipientområde. Ammonium binder sig til jordpartikler og udvaskes derfor stort set<br />
ikke. Nitrat er omvendt letopløseligt i vand, og derfor sker størstedelen af<br />
kvælstofudvaskning i form af nitrat (Knudsen et al., 2000: 42).<br />
Jorden har en såkaldt markkapacitet, dvs. den kan optage og binde en vis mængde vand.<br />
Markkapaciteten er afhængig af jordens tekstur, hvor en grov tekstur medfører en lav<br />
markkapacitet, mens en fin tekstur medfører en høj markkapacitet. Når markkapaciteten<br />
overskrides, vil der ske en afstrømning af overskuddet, og der kan ske udvaskning af<br />
nitrat. Udvaskningen sker normalt i efterårs- og vintermånederne. Dette hænger for det<br />
første sammen med, at afgrøderne bliver høstet i løbet af efteråret, hvorefter<br />
markkapaciteten bliver mindre, da planterne så ikke længere kan optage en del af<br />
vandet. For det andet falder der i Danmark mere nedbør i form af regn denne del af året,<br />
og fordampningen er mindre, hvorfor nedbørsmængden hurtigere vil overskride<br />
markkapaciteten. Den mængde nitrat, der udvaskes, afhænger af, hvor meget nitrat der<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 19
er tilgængelig i jorden og skal ses i forhold til tekstur, nedbør, fordampning og afgrøde<br />
(Knudsen et al., 2000: 70-71). Figur 2.3 viser årstidsvariationen af nitrat i en typisk<br />
dyrket mark.<br />
Tidligt på året er indholdet af nitrat i jorden lavt. Landmanden kan så tilføre gødning,<br />
hvilket får nitratmængden til at stige. I løbet af sommeren falder indholdet af nitrat igen,<br />
efterhånden som den bliver optaget af planterne. Ved høsten bliver der en række<br />
planterester tilbage, som bliver nedbrudt. Det organiske materiale indeholder som nævnt<br />
en række letomsættelige forbindelser, som hurtigt bliver omdannet, mens resten af det<br />
organiske materiale tager længere tid om at blive nedbrudt. Derfor kommer der en<br />
stigning i nitratindholdet kort tid efter høstning, mens de sværere nedbrydelige<br />
planterester giver en lille, men mere konstant tilførsel igennem hele året. I efteråret er<br />
der størst potentiale for udvaskning, da der kommer regn, som overskrider jordens<br />
markkapacitet samtidig med, der er nitrat til stede i jorden. Udvaskningen kan<br />
mindskes, hvis der plantes efterafgrøder, som så kan optage og binde nitraten (Knudsen<br />
et al., 2000: 42)<br />
Nitratindhold<br />
Forår<br />
Sommer<br />
Efterår<br />
Uden efterafgrøder<br />
Med efterafgrøder<br />
Vinter<br />
Figur 2.3. Variationen i jordens nitratindhold gennem året. Efter Knudsen et al. (2000:<br />
43).<br />
20 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget
Udvaskningen af nitrat afhænger, som tidligere nævnt, af afgrødetypen. På baggrund af<br />
udvaskningsmålinger, udført i forbindelse med Landovervågningsprogrammet 1 , er der<br />
ud fra modelberegninger estimeret typetal for nitratudvaskningen, afhængig af afgrøde,<br />
gødning og jordtype (Østergaard, 2000: 28). Tabel 2.2 viser typetal for nitratudvaskningen<br />
på grovsandet jord. Variationen i udvaskningen mellem afgrøderne<br />
skyldes bl.a. planternes evne til at optage næringsstofferne, hvilket ligeledes kan ses af<br />
gødningsnormerne, se tabel 2.1, da de forskellige afgrøder behøver forskellig mængde<br />
gødning.<br />
Tabel 2.2. Typetal for årlig udvaskning af kvælstof for udvalgte afgrøder. Tallene er<br />
gældende for grovsandet jord. Gødningsnorm fra 1998/99, husdyrgødningens<br />
udnyttelsesgrad er sat til 70 % (Østergaard, 2000: 28).<br />
Husdyrgødning kg N pr. ha 0 50 100 150 200<br />
Afgrøde: Udvaskning kg N pr. ha<br />
Majs 131 142 155 168 183<br />
Kartofler 126 137 149 163 177<br />
Afgræsset græs 108 118 128 139 152<br />
Vårraps/ærter-vintersæd 108 118 128 139 152<br />
Korn-vinterkorn 81 88 96 105 114<br />
Korn-efterårsetab. 72 78 85 93 101<br />
Brak-sort 54 59 64 70 76<br />
Foderroer 50 54 59 64 70<br />
Vårsæd m. udlæg 45 49 53 58 63<br />
Vedvarende græs, afgræsning (ekstensiv) 30 33 39 50 70<br />
Frøgræs og græsbrak 1-3 år 18 20 21 23 25<br />
Permanent græsbrak, skov mv 15 16 19 25 35<br />
Brak-brak 9 10 11 12 13<br />
Det ses, at udvaskningen er høj ved afgrøder som majs, kartofler, afgræsset græs og<br />
raps. I den lavere ende findes den mere ekstensive dyrkning, som permanent græsbrak<br />
og skov, der giver en lavere udvaskning. Udvaskningen af kvælstof afhænger altså af<br />
jordtype, nedbør, fordampning, gødningsmængde og afgrødetype.<br />
2.2.3 Denitrifikation<br />
Under iltfrie forhold kan der ske en denitrifikation af nitrat. Hvor stor en del af den<br />
nitrat, der udvaskes fra marken, der når frem til recipienten, afhænger derfor af, hvor<br />
stor en del der denitrificeres. Denitrifikation kan ske både kemisk og biologisk. I<br />
rodzonen dominerer den biologiske denitrifikation, mens den kemiske dominerer i de<br />
dybere jordlag. Rodzonen er mellem 50 og 100 cm dyb afhængig af jordens tekstur og<br />
er dybest i finkornet materiale (Knudsen et al., 2000: 70).<br />
1 Landovervågningsprogrammet hører under Vandmiljøplanen. Det startede i 1989 med seks små<br />
oplande, som i 1998 blev udvidet til syv. Landovervågningsprogrammet undersøger landbrugets<br />
anvendelse af gødning og pesticider og tab af disse til vandmiljøet (Grant et al., 2000: 1)<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 21
For at få energi, har levende organismer behov for at respirere, og denne respiration<br />
foregår normalt ved brug af ilt. Når jorden er vandmættet, kan der opstå iltfrie porerum.<br />
Der findes en gruppe bakterier, kaldet anarobe bakterier, der kan respirere med nitrat i<br />
stedet. Denne proces kaldes biologisk denitrifikation, og den omdanner nitraten til<br />
atmosfærisk nitrogen, som dermed ikke længere er tilgængeligt for plantevækst. Den<br />
største biologiske denitrifikation sker ved husdyrgødning frem for handelsgødning.<br />
Dette skyldes, at der forbruges ilt ved nedbrydningen af det organiske materiale,<br />
hvorved ilten i jorden hurtigere bliver opbrugt. Størrelsen af denitrifikationen varierer i<br />
løbet af året, og efter større nedbørsperioder kan der nemmere opstå iltfri forhold,<br />
hvorfor denitrifikationen er større herefter (Knudsen et al., 2000: 65-66).<br />
Den kemiske denitrifikation sker under rodzonen. Her kan nitraten under de iltfrie<br />
forhold reagere med forskellige mineraler, hovedsageligt jernforbindelser som pyrit. I<br />
denne reaktion bliver jernforbindelserne oxideret til okker, mens nitraten bliver<br />
reduceret til frit N2. Den kemiske denitrifikation afhænger derfor i høj grad af det<br />
reducerende potentiale af jorden, der varierer fra lokalitet til lokalitet. Som en<br />
hovedregel gælder det, at lerede jorder har et større reducerende potentiale end sandede<br />
jorder (Knudsen et al., 2000: 86).<br />
Den mængde nitrat, der denitrificeres, afhænger bl.a. af, hvor lang tid nitraten opholder<br />
sig i den iltfrie zone, hvor den kan reduceres. Her har jordens tekstur en væsentlig<br />
betydning for, hvordan jorden drænes for vand, og dermed hvilken vej nitraten<br />
transporteres fra marken til recipienten. På figur 2.4 ses, hvor stor en del af vandet, der<br />
strømmer af overfladisk og i undergrunden for henholdsvis en sandet jord og en leret<br />
jord. Samtidig viser figuren, hvor meget nitrat der kommer fra de forskellige<br />
transportveje.<br />
Figur 2.4 viser, at størstedelen af afstrømningen på lerede jorder sker gennem dræn,<br />
mens kun en mindre del når ned til grundvandet. Omvendt løber det meste af vandet<br />
gennem de dybere jordlag i sandede jorder. Dette hænger sammen med jordens<br />
permeabilitet, der er et mål for, hvor hurtigt vand kan strømme gennem jorden. I en<br />
sandet jord er permeabiliteten høj. Derfor kan næringsstofferne hurtigere trænge ned i<br />
jorden, men samtidig transporteres ilten også dybere ned. Derfor er denitrifikationen<br />
lille i det øverste grundvand, da der stadig er ilt til stedet i dette område. Det er<br />
hovedsagelig i det dybere grundvand, at denitrifikationen sker i sandede jorder.<br />
Samtidig strømmer kun 5-20 % af vandet på sandede jorder af overfladisk. Derfor har<br />
afstanden til åen en stor betydning for denitrifikationen, da en større afstand betyder, at<br />
vandet når dybere ned i undergrunden og dermed opholder sig i den reducerende zone i<br />
længere tid (Nielsen et al., 2003: 14-15).<br />
I en leret jord er permeabiliteten lavere og en mindre del af vandet når derfor ned i<br />
undergrunden. Normalt er lerjordsmarkerne også drænet, hvilket leder vandet hurtigere<br />
til recipienten. Det er beregnet, at ca. 50 % af det udvaskede kvælstof ledes videre via<br />
dræn på lerede jorde. Dette betyder, at den biologiske denitrifikation spiller en større<br />
rolle for lerede jorde end sandede jorde, da en mindre del af vandet når frem til den<br />
reducerende zone (Knudsen et al., 2000: 89).<br />
22 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget
Figur 2.4. Vand og kvælstofstrømme fra rodzone til vandløb og søer (Nielsen et al.,<br />
2003: 15). Tykkelsen af pilene angiver hhv. mængden af vand og kvælstof.<br />
På figur 2.5 vises et eksempel på kvælstofregnskabet for henholdsvis en sandet jord og<br />
en leret jord. I dette eksempel tilføres der mere kvælstof til den sandede jord end den<br />
lerede jord, og derfor sker der også en større udvaskning af kvælstof fra rodzonen af den<br />
sandede jord. Der sker denitrifikation af kvælstoffet, fra det forlader rodzonen og indtil<br />
det når frem til vandløbet. Figuren viser, at den største udvaskning af kvælstof sker ved<br />
den overfladenære afstrømning af lerjorden med 14 kg N pr. ha. Samtidig er det en<br />
mindre del af vandet i lerjorden, der når ned i det dybe grundvand, så der sker også en<br />
større udvaskning af kvælstof fra grundvandet i forhold den sandede jord. Dette<br />
eksempel viser, at i forhold til at tilbageholde nitraten og stoppe udvaskning til<br />
følsomme recipientområder, så standser sandjorden den største andel af kvælstoffet.<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 23
Sandjordsoplande<br />
Handelsgødning 113 kg N<br />
Husdyrgødning 116 kg N<br />
Atm. + fiksering 42 kg N<br />
Total 271 kg N<br />
Afgrøder<br />
131 kg N<br />
Figur 2.5. Kvælstofregnskab for sandjord og lerjord. Tallene er årligt gennemsnit pr. ha<br />
for tre oplande for begge jordtyper, 1989/90 - 1997/98. Efter Knudsen et al. (2000: 89).<br />
2.2.4 Surhedsgrad<br />
Rodzonen Rodzonen<br />
Udvaskning<br />
124 kg N<br />
Lerjordsoplande<br />
Handelsgødning 116 kg N<br />
Husdyrgødning 69 kg N<br />
Atm. + fiksering 30 kg N<br />
Total 215 kg N<br />
Udvaskning<br />
68 kg N<br />
Afgrøder<br />
130 kg N<br />
12 kg N i åen 25 kg N i åen<br />
4 kg N Overfladisk<br />
8 kg N Grundvand<br />
14 kg N Overfladisk<br />
11 kg N Grundvand<br />
I forhold til hvor store mængder kvælstof der frigives fra det organiske materiale i<br />
jorden, spiller jordens surhedsgrad en væsentlig rolle. Surhedsgraden påvirker de<br />
bakterier, der nedbryder det organiske materiale, og samtidig påvirker den også de<br />
bakterier, som bælgplanterne anvender til at fiksere nitrogen fra atmosfæren. Jordens<br />
surhed måles som regel i reaktionstallet (Rt), der er en måling af pH i jorden opløst i<br />
calciumklorid. Rt fungerer på samme måde som pH. En værdi på 7 er neutral, mens en<br />
lavere værdi er sur. Når planterne respirerer, danner de kuldioxid, som kan gå i<br />
forbindelse med vand og danne den svage syre kulsyre, hvorved der sker en forsuring af<br />
jorden. Bakterier foretrækker en neutral Rt på ca. 7. Når Rt falder, så falder den<br />
biologiske aktivitet også, og dermed bliver det organiske materiale nedbrudt<br />
langsommere. Samtidig mindskes den mængde kvælstof, som fikseres af bælgplanterne.<br />
Forsuringen af jorden betyder således, at indholdet af uorganisk kvælstof i jorden<br />
mindskes. For at modvirke dette kan det være nødvendigt øge gødskningen af jorden,<br />
eller tilføre kalk for at hæve Rt (Clausen et al., 2004: 43-45).<br />
24 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget
2.3 Opsummering<br />
Først i kapitlet blev det beskrevet, hvordan kvælstofforbruget i landbruget er steget pga.<br />
indførelse af handelsgødningen. Herefter er kvælstofkredsløbet blevet gennemgået.<br />
Dette viste, hvordan kvælstoffet kan antage forskellig form på vejen rundt i kredsløbet.<br />
Handelsgødning tilfører store mængder uorganisk kvælstof til jorden på en gang, mens<br />
husdyrgødning udjævner kvælstoftilførslen over tid, da det organiske materiale heri<br />
først skal nedbrydes. Planterne kan sjældent optage alt dette kvælstof på en gang,<br />
hvorfor der er en større pulje tilgængelig til udvaskning. En stor del af kvælstoffet<br />
denitrificeres før det når frem til recipienten. Jordens sammensætning er afgørende for<br />
størrelsen af denne denitrifikation, hvor sandede jorde fjerner mere kvælstof end lerede<br />
jorde. Da det drejer sig om diffuse processer, er det svært at måle, i hvor stor grad de<br />
enkelte processer forløber på markerne. Samtidig skal der tages højde for, at mængden<br />
af kvælstof i jorden ikke er konstant, og at der er en vis tidsforsinkelse i systemet i form<br />
af ikke nedbrudt organisk materiale i jorden og næringsstoffer i grundvandet. Det blev<br />
beskrevet, at kvælstofmængden i jorden afhænger af jordens tekstur, nedbør,<br />
fordampning, afgrøde og tilført gødning. Hvor meget kvælstof, der ender i recipienten,<br />
afhænger af de reducerende forhold i jorden. Derved får jordtypen, dræningsforhold og<br />
hvorvidt kvælstoffet når den reducerende zone, betydning.<br />
2 Kvælstofkredsløbet og landbruget 25
26 2 Kvælstofkredsløbet og landbruget
Beskrivelse af<br />
projektområdet<br />
Et af formålene med denne rapport er at undersøge, hvor udvaskningen af kvælstof<br />
kommer fra i oplandet til Karup Å. For at kunne give et bud på dette er det væsentligt at<br />
have kendskab til, hvordan området ser ud naturgeografisk, da dette har indflydelse på<br />
vandets bevægelse i jorden frem til åen, en afgørende faktor for transporten af kvælstof.<br />
Det blev vist i kapitel 2 (Kvælstofkredsløbet og landbruget), at jordens sammensætning<br />
og permeabilitet er af afgørende betydning for, hvor stor del af kvælstoffet, der ender i<br />
vandløbet og hvor stor del, der bliver tilbageholdt eller denitrificeret. I kapitel 1<br />
(Indledning) blev projektområdet præsenteret kort, og der blev lagt vægt på den<br />
generelle arealanvendelse i området. I dette kapitel vil der først blive set på forskellige<br />
naturgivne faktorer, herunder geomorfologi, jordbundsforhold, områdets geologi,<br />
klimatiske og hydrologiske forhold. Kapitlet vil tage udgangspunkt i eksisterende data<br />
over området og dette vil danne baggrund for præsentationen af de undersøgelser<br />
gruppen selv har lavet, som det næste kapitel indeholder. Tilslut vil områdets naturgivne<br />
forhold blive sammenlignet med arealanvendelsen i området.<br />
3.1 Geomorfologiske forhold<br />
På figur 3.1 ses, hvilke landskabselementer, der kan genfindes i projektområdet.<br />
Projektområdet ligger placeret på begge sider af hovedstilstandslinjen fra sidste istid,<br />
hvor gletscheren nåede den maksimale udbredelse for ca. 18.000 år siden. Nord og øst<br />
for hovedstilstandslinjen er landskabet præget af morænelandskab med forekomster af<br />
bl.a. tunneldale, dødislandskab og hedeslette. Moræner består af usorteret materiale, der<br />
blev opsamlet i gletscheren og aflejret ved smeltningen. Jordbunden i et morænelandskab<br />
vil således være usorteret og landskabet vil have en bakket overflade. Det<br />
dominerende landskabselement i projektområdet er hedesletten, syd og vest for<br />
hovedstilstandslinjen, kaldet Karup Hedeslette. Aflejringerne på Karup Hedeslette<br />
kaldes ekstramarginale aflejringer, hvilket betyder, at området efter aflejringen ikke er<br />
blevet overdækket af is (SNS, a, 2005). På hedesletten er der hovedsageligt aflejret sand<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 27
fra gletscherens smeltevandsfloder. Aflejringsmiljøet på hedesletten har derfor været<br />
fluvialt, hvorfor aflejringerne her er bedre sorterede, end moræneaflejringerne.<br />
Figur 3.1. Projektområdets geomorfologi. Data fra DJF-geodata (a, 2005). Hovedstilstandslinien<br />
er skønsmæssigt indtegnet ud fra landskabselementerne.<br />
3.2 Jordbundsforhold<br />
På figur 3.2 ses, hvilke jordtyper projektområdet indeholder. Data til kortet blev<br />
indsamlet i årene 1975-1979 med det formål, at undersøge jordens bonitet.<br />
Undersøgelserne blev taget i pløjelaget og der blev udtaget ca. en prøve for hver km 2<br />
(DJF-geodata, a, 2005; Christensen, 2000: 238-239). I bilag A ses Dansk Jordbundsklassifikation,<br />
der er anvendt til at danne kortet ud fra.<br />
Det ses af figur 3.2, at hoveddelen af projektområdet består af grovsandet jord. I ådalen<br />
findes humusjord, ligesom humusjord udenfor projektområdet også ligger i ådalene.<br />
Dette hænger sammen med, at der i ådalen findes et højt indhold af organisk materiale,<br />
da jordbunden i ådalene ofte har et højt vandindhold og da det organiske materiale<br />
derfor kun langsomt omdannes i disse områder (Strahler & Strahler, 1992: 336-339).<br />
28 3 Beskrivelse af projektområdet
Øst i projektområdet har jordbunden en finere tekstur. Sydøst ses forekomster af både<br />
sandblandet lerjord og lerblandet sandjord. I den nordlige del af projektområdet, findes<br />
finsandet jord og indimellem lerblandet sandjord.<br />
Figur 3.2. Jordtyper i projektområdet. Data fra DJF-geodata (a, 2005).<br />
Der ses en klar sammenhæng mellem landskabselementerne på figur 3.1 og jordtyperne<br />
på figur 3.2. Syd og vest for hovedstilstandslinjen, på hedesletten, findes den<br />
grovsandede jord, mens der i morænelandskabet nord og øst for hovedstilstandslinjen<br />
findes en mosaik af forskellige teksturer. De sandede jorde, som projektområdet består<br />
af, har en lille markkapacitet, er næringsfattige og vil derfor naturligt være grobund for<br />
hårdføre planter som f.eks. lyng, henlagt uberørt vil heden imidlertid, efter en årrække,<br />
springe i skov. Når der i disse områder alligevel bliver drevet landbrug, hænger det<br />
sammen med, at jorden er blevet behandlet intensivt med bl.a. gødning og kalkning<br />
(SNS, a, 2005).<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 29
3.3 Geologi<br />
Beskrivelsen af landskabselementerne og jordbunden viser, at det kan forventes, at<br />
jordbunden i projektområdet hovedsageligt består af sand. For at undersøge om dette<br />
også er tilfældet i de dybereliggende lag, er en række boreprofiler fra Danmarks og<br />
Grønlands Geologiske Undersøgelsers (GEUS) database blevet undersøgt (GEUS,<br />
2005). Boreprofilerne er hentet fra ni lokaliteter i projektområdet, figur 3.3.<br />
Udvælgelsen af boreprofilerne er sket ud fra et ønske om, at de udvalgte profiler så vidt<br />
muligt skulle være spredt over hele projektområdet. Derudover var det tanken, at<br />
profilerne skulle give et indtryk af, hvordan geologien ser ud i to tværsnit på langs af<br />
projektområdet.<br />
Figur 3.3. Placeringen af de undersøgte boreprofiler. Tværsnit A og B med boreprofiler<br />
kan ses på figur 3.4.<br />
Profilerne er oprindeligt indsamlet til forskellige formål og på forskellig tid, hvorfor<br />
boredybden varierer og hvorfor der kan være forskellig detaljeringsgrad. Boreprofilerne<br />
bekræfter imidlertid tydeligt, at projektområdet består af sand, også dybere i jorden,<br />
figur 3.4. Der er altså også god sammenhæng mellem de forskellige data, der findes af<br />
jordbundens sammensætning. Grundvandspejlet ligger i en dybde varierende mellem 2<br />
og 16 m under terræn.<br />
30 3 Beskrivelse af projektområdet
Kote (m)<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
-20<br />
A B<br />
Nr. 1<br />
65471<br />
Nr. 2<br />
65470<br />
Nr. 3<br />
661493<br />
Nr. 4<br />
761296<br />
Nr. 5<br />
761101<br />
Nr. 6<br />
65174<br />
Nr. 7<br />
65200<br />
Nr. 8<br />
751459<br />
Nr. 9<br />
751271<br />
Grundvand<br />
Sand<br />
Ler<br />
Figur 3.4. Diagrammet viser dybden og laginddelingen for ni boreprofiler i<br />
projektområdet. Data fra GEUS (2005). Under hver boreprofil står der angivet et<br />
nummer, der angiver placeringen på figur 3.3 og nummer i GEUS database. Øverst for<br />
hver profil findes et muldlag, der ikke er taget med, maks. dybde 0,3 m. Tværsnit A ses<br />
til venstre og tværsnit B til højre.<br />
3.4 Klimatologi<br />
En anden vigtig faktor i forhold til udvaskningen af kvælstof er, som tidligere nævnt,<br />
den vandmængde, der perkolerer ned gennem rodzonen og dermed er til rådighed for<br />
transporten af kvælstof. Derfor vil der nu blive set nærmere på fordelingen af den<br />
nedbør, der falder i oplandet.<br />
Figur 3.5 viser et kort over nedbørens fordeling i projektområdet. Det ses, at der er<br />
variationer i nedbørsmængden, hvor der i den østlige del af oplandet falder 725 mm<br />
regn om året, mens der i den vestlige del falder 825 mm regn om året. Der falder altså<br />
100 mm mere regn i den vestlige del af oplandet i forhold til den østlige. Denne<br />
situation er typisk for danske forhold, idet landet ligger i vestenvindsbæltet. Den regn,<br />
der falder i projektområdet, stammer derfor fra skyer, der er blevet transporteret fra vest<br />
mod øst. Skyerne regner undervejs og mister derfor noget af vandindholdet, hvorfor der<br />
vil falde mere regn i den vestlige del af landet end den østlige. Dette betyder, at der vil<br />
være mere nedbør, der kan udvaske kvælstof i den vestlige del af projektområdet i<br />
forhold til den østlige del.<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 31
Figur 3.5. Nedbørens fordeling i projektområdet, klimanormal 1961-90. Data fra DJFgeodata<br />
(a, 2005).<br />
Variationen af nedbør over året, figur 3.6, viser, at der i månederne juli til november<br />
falder mest nedbør. I forhold til kvælstofudvaskning er det afstrømningen, der er den<br />
væsentligste, da afstrømningsmængden fortæller hvor meget vand der er til rådighed til<br />
at transportere kvælstoffet. Nedbøren skal derfor ses i relation til fordampningen.<br />
Fordampningen er i Danmark højest i sommermånederne maj til august, figur 3.6,<br />
hvilket skyldes, at solens indstråling bidrager med mest energi i disse måneder.<br />
Sammenholdes nedbøren og fordampningen, ses det i månederne september til marts at,<br />
nedbøren overstiger fordampningen. Dermed er der et overskud af vand, hvilket vil<br />
perkolere ned til grundvandet. Modsat er der i månederne april til august størst<br />
fordampning. Derfor er der et underskud af vand og dermed ingen grundvandsdannelse.<br />
Fordampningen bliver oftest opgjort som potentiel fordampning. Dette skyldes, at den<br />
aktuelle fordampning er svær at måle. Den potentielle fordampning bestemmes<br />
indirekte gennem formelberegning, og udtrykker mængden af vand der kan fordampe<br />
fra et areal dækket med en ensartet given afgrøde, hvis arealet er velforsynet med vand.<br />
Det fremgik af figur 3.6, at der sommetider er vandunderskud og dermed er jorden ikke<br />
altid velforsynet med vand. Dette betyder, at den potentielle fordampning er et<br />
overestimat af den fordampning, der reelt sker. Da fordampningen afhænger af<br />
32 3 Beskrivelse af projektområdet
afgrødetypen, kan der ligeledes være variationer i fordampningen ved forskellige<br />
arealanvendelser (Burchart & Willemoes Jørgensen, 1976: 52). Den årlige potentielle<br />
fordampning for oplandet til Karup Å ligger på ca. 550 mm/år, hvilket er skønnet ud fra<br />
de tre nærmest målestationer, tabel 3.1. Fordampningen for Karup Ås opland er<br />
formentlig ca. 200 mm/år lavere, jf. opgørelse over den aktuelle fordampning 1971<br />
(Burchart & Willemoes Jørgensen, 1976: 34).<br />
mm/år<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Jan<br />
Feb<br />
Mar<br />
Apr<br />
Maj<br />
Jun<br />
Jul<br />
Måned<br />
Aug<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 33<br />
Sep<br />
Okt<br />
Nov<br />
Dec<br />
Nedbør<br />
Potentiel fordampning<br />
Figur 3.6. Vandbalancediagram. Klimanormal 1961-90, målestation Foulum. Foulum<br />
ligger 30 km øst for projektområdet. Data fra Planteinfo (2005).<br />
Den årlige mængde vand der er til rådighed for afstrømning i Karup Ås opland er altså<br />
omkring 225 mm/år, da der kommer ca. 775 mm/år nedbør og der fordamper potentielt<br />
550 mm/år. Hvis der tages højde for overestimatet af fordampningen er afstrømningen<br />
ca. 425 mm/år.<br />
Tabel 3.1. Potentiel fordampning, klimanormal 1961-90. Data fra de tre nærmeste<br />
målestationer. Data fra Planteinfo (2005).<br />
Målestation Foulum Siltstrup Askov<br />
Nærmest større by Viborg Thisted Vejen<br />
Afstand (km) og retning 30, øst 55, nord 100, syd<br />
Potentiel fordampning (mm/år) 553 564 543
3.5 Hydrologiske forhold<br />
I det følgende vil der blive set nærmere på de hydrologiske forhold i oplandet i forhold<br />
til strømninger i grundvandet og i åen. En af de afgørende faktorer for, hvordan vandet<br />
strømmer i et område, er områdets topografi og form (Burchart & Willemoes Jørgensen,<br />
1976: 111). Figur 3.7 A, viser det topografiske opland og det ses, at den sydlige del af<br />
oplandet, hvor Karup Å har sit udspring, er den højest beliggende del, med det højeste<br />
punkt omkring 100 m.o.h. Det ses af kort B, figur 3.7, over det hydrologiske opland, at<br />
der er et nogenlunde sammenfald mellem det hydrologiske og det topografiske opland.<br />
Derudover ses det, at koten for grundvandsspejlet i oplandet generelt ligger mellem 0-<br />
20 meter under jordens overflade, med den største forskel i den sydlige del af oplandet,<br />
hvilket også fremgik af figur 3.4. Dette er den karakteristiske situation i oplande, der er<br />
domineret af løse aflejringer (Burchart & Willemoes Jørgensen, 1976: 78). Der er<br />
imidlertid også områder, hvor sammenfaldene ikke er så tydelige, specielt i den sydlige<br />
og østlige del. Som tidligere nævnt har disse områder et højere indhold af ler end resten<br />
af oplandet. Ler er med til at ændre afstrømningsforholdene, idet ler er relativt<br />
impermeabelt og dette fører til en større overfladeafstrømning (Burchart & Willemoes<br />
Jørgensen, 1976: 78). Det er værd at bemærke, at grundvandsspejlet alle steder i<br />
oplandet er et frit grundvandsspejl og at der derfor ikke findes lerlinser, der overligger<br />
grundvandsspejlet (Pers. komm. Jens Ove Nielsen 01.12.05).<br />
Figur 3.7. Kort over oplandet til Karup Å. Kort A viser det topografiske opland<br />
indtegnet på en topografisk højdemodel over området. Data fra KMS (2005). Kort B<br />
viser det hydrologiske opland indtegnet på en model over højden på grundvandspotentialet.<br />
Koten er i meter. Data fra Viborg-GIS (2005); Pers. komm. Dennis<br />
Plauborg Noe (16.11.05).<br />
34 3 Beskrivelse af projektområdet
For at give et mere præcist indtryk af, hvordan afstrømningsforholdene er i oplandet, er<br />
der blevet lavet en hydrograf over vandføringen i Karup Å. Det ses af figur 3.8, at<br />
vandføringen i Karup Å varierer gennem året, med en maksimumsvandføring på knapt<br />
12 m 3 /s og en minimumvandføring på knapt 5 m 3 /s. Karup Å får derfor konstant tilført<br />
vand fra grundvandet og der ses derfor ikke de store udsving i vandføringen.<br />
Minimumvandføringen tangerer heller ikke nul, hvilket ofte er tilfældet for<br />
nedbørsafhængige åer i Danmark om sommeren (DMU, b, 2005). Krydskorrelationen af<br />
vandføringen for de to målestationer er beregnet til 1,000. Dette indikerer, at<br />
vandføringen ved Nørkær Bro er fuldt afhængig i vandføringen ved Hagebro og at der<br />
sker et konstant tilløb af vand mellem målestationerne. Det kan dog også skyldes, at<br />
målestationerne ligger forholdsvis tæt på hinanden. Tilstrømningen til åen mellem<br />
målestationerne er jævn, hvilket er typisk for grundvandsfødte åer. Hydrografens form<br />
hænger sammen med geologien, topografien og jordbunden i oplandet. Jordbundens<br />
sandede tekstur og den høje permeabilitet i Karup Ås opland bevirker, at vandtilførselen<br />
til åen hovedsageligt kommer fra grundvandet. Der er både i forhold til grundvandet og<br />
i forhold til afstrømningen god overensstemmelse mellem områdets geologi og dets<br />
hydrologi.<br />
m3/s<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
1- jan.<br />
1- feb.<br />
1- mar.<br />
1- apr.<br />
1- mai.<br />
1- jun.<br />
1- jul.<br />
1- aug.<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 35<br />
1- sep.<br />
1- okt.<br />
1- nov.<br />
1- des.<br />
Nørkær Bro<br />
Hagebro<br />
Figur 3.8. Vandføring i Karup Å ved to målestationer fra år 2003. Data fra DMU (a,<br />
2005).<br />
Figur 3.9 viser en impuls-responsfunktion for, hvordan en ensartet impuls af kvælstof<br />
fordelt over hele Karup Ås opland, vil fordele sig med tiden. Det ses, at i løbet af det<br />
første år, vil ca. 55 % blive transporteret til åen, hvor godt halvdelen heraf vil blive<br />
reduceret. 25 % af kvælstoffet vil ende i grundvandet, mens de sidste 20 % stadig vil<br />
opholde sig i den umættede zone. I starten af det andet år begynder andelen af reduceret<br />
kvælstof i grundvandet at stige. Ved udgangen af det andet år er 10 % af kvælstoffet i<br />
grundvandet reduceret. Efter det andet år stiger andelen af kvælstoffet der er reduceret<br />
og andelen i åen, på bekostning af andelen i grundvandet og den umættede zone. Efter<br />
15 år er der 5 % kvælstof tilbage i grundvandet, 55 % er blevet reduceret og 40 % har<br />
nået åen eller de ånære områder.
Figur 3.9. Impuls-responsfunktion for en ensartet kvælstofimpuls i oplandet til Karup Å<br />
(Nielsen et al., 2003: 93).<br />
Impuls-responsfunktion er blevet udviklet i forbindelse med NPo-forskningsprojektet i<br />
1990 af Miljøstyrelsen. I forhold til den generelle situation i Danmark er dette en utrolig<br />
hurtig responstid, der formodentlig kommer af det overfladenære grundvandsspejl i<br />
oplandet og undergrundens høje permeabilitet (Storm et al., 1990: 72). Ifølge impulsresponsfunktion<br />
vil den væsentlige forskel i kvælstofmængden i åen allerede efter det<br />
første år til to kunne registreres.<br />
I kapitel 2 (Kvælstofkredsløbet og landbruget) blev det beskrevet, at mængden<br />
nedbøren har betydning for hvor meget kvælstof der udvaskes. For at undersøge impulsresponsen<br />
yderligere, er data for nedbør blevet korreleret mod kvælstofmålinger i åen,<br />
med forskellige tidsforskydninger, tabel 3.2. Det ses af tabellen, at den største<br />
korrelation er indenfor det samme år. Dette bekræfter, at afstrømningen i oplandet sker<br />
hurtigt og at en ændring i kvælstoftilførslen kan observeres allerede indenfor det samme<br />
år.<br />
Tabel 3.2. Korrelationen mellem nedbøren og kvælstofindholdet i Karup Å. Nedbørsdata<br />
fra DMI (2005) og Nitratmålinger fra Viborg-GIS (2005).<br />
Årstal Nedbør mm/år kg N ved Nørkær Bro<br />
1997 645,5 553.760<br />
1998 901,5 708.928<br />
1999 992,5 803.941<br />
2000 902,0 836.852<br />
2001 810,5 718.053<br />
2002 911,5 763.059<br />
2003 721,5 532.308<br />
2004 866,0 655.085<br />
Forskydning i år Korrelation<br />
0 0,87<br />
1 0,24<br />
2 -0,08<br />
3 -0,41<br />
36 3 Beskrivelse af projektområdet
3.6 Arealanvendelsen<br />
I dette afsnit vil arealanvendelsen der findes i oplandet blive sammenholdt med de<br />
naturgivne forhold, der blev beskrevet i de foregående afsnit. Dette sker med henblik på<br />
at undersøge, om der er en sammenhæng mellem arealanvendelsen og de naturgivne<br />
forhold. Endvidere er formålet, at give et dybere kendskab til arealanvendelsen i<br />
projektområdet.<br />
Figur 3.10. Arealanvendelsen i projektområdet. Data fra DMU (a, 2005). Observationer<br />
fra 1992-97.<br />
Det ses af figur 3.10, at der er store forskelle på, hvor i projektområdet landbruget<br />
dominerer. I projektområdet findes der fire større områder med skov og indimellem<br />
findes områder, der er opdyrket og afgræsset. Dette billede kan også genfindes, hvis<br />
dyretætheden i oplandet betragtes, figur 3.11. Her ses det, at de områder der er opdyrket<br />
også er de områder, hvor der er den største tæthed af dyr. Det er derfor i høj grad i den<br />
sydvestlige del af oplandet at antallet af dyreenheder pr. landbrugsareal er lavt.<br />
Sammenholdes dette med jordbundsforholdene, ses det, at det i høj grad er de grov-<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 37
sandede områder og hedesletten, som ikke er opdyrkede og hvor der er en lav tæthed af<br />
dyreenheder pr. ha. Der skal dog gøres opmærksom på, at dyretæthedsdataene er interpoleret<br />
ud fra punktdata, hvorfor dyretætheden på den enkelte mark kan være forskellig<br />
fra figuren (DJF-geodata, b, 2005). Derfor skal figuren betragtes som et generaliseret<br />
billede af dyretætheden.<br />
Figur 3.11. Dyretætheden i projektområdet, år 2003. Data fra DJF-geodata (b, 2005).<br />
Dette billede af landbruget træder tydeligere frem, hvis landbrugets arealanvendelse<br />
opdeles efter hvilken type af landbrug, der drives. Figur 3.12 viser landbrugets<br />
arealanvendelse på de dyrkede områder. Den sydvestlige del af projektområdet er<br />
præget af planteavlere, hvor over 50 % af arealerne bruges til planteavl. I den<br />
sydvestlige del af oplandet ses det også, at over 25 % af landbrugsarealet bruges til<br />
produktion af kartofler. Jordbunden i dette område er sandet, hvilket giver gode<br />
vækstbetingelser for kartoflen. Derudover har kartoflen brug for meget vand og det er i<br />
denne del af oplandet, at der kommer mest nedbør (Ahlmann, 2005). Den mest hyppige<br />
animalske produktion er kvæg, og kvægbedrifter findes specielt i den nordlige del af<br />
oplandet. Svinebedrifter findes koncentreret i mindre, spredte klynger. Sammenholdes<br />
landbrugets arealanvendelse med figur 3.1 ses det, at der syd for hovedstilstandslinien<br />
hovedsagelig er planteavl, mens der nord for hovedstilstandlinien mest er bedrifter med<br />
38 3 Beskrivelse af projektområdet
dyr. Dette hænger fint sammen med, at syd for hovedstilstandslinien findes hedesletten,<br />
der består at grovsandet jord, figur 3.2, og derfor er jorden her egnet til planteavl, f.eks.<br />
kartoffeldyrkning.<br />
Figur 3.12. Landbrugets arealanvendelse i Karup Ås opland, 2002. Planteavlere, svin-<br />
og kvægbedrifter er opgjort på 2 km grid, kartoffelavlere på 10 km grid (DJF-geodata,<br />
b, 2005).<br />
I forhold til kvælstof er det interessant at undersøge hvordan udviklingen i dyrantallet<br />
har været, da en evt. stigning i dyreantallet vil kunne betyde, at det der blev brugt mere<br />
husdyrgødning. Yderligere kunne en ændring i dyreantallet betyde, at dyretætheden,<br />
figur 3.11, kunne havet ændre sig. Der er sket en stigning i antallet af svin pr. ha<br />
landbrugsareal de sidste 15 år fra 1990, hvor der var ca. 5 svin pr ha landbrugsareal til 7<br />
svin pr. ha i 2004. I samme periode, er antallet af kvæg pr. ha, landbrugsareal faldet fra<br />
lige over 1 pr. ha landbrugsareal til 0,8 pr. ha i 2004 (Statistikbanken, 2005). I samme<br />
periode er der sket et fald i landbrugsarealet på 10 % for begge amter, således, at det<br />
samlede landbrugsareal i Viborg Amt i 2004 var 257.424 ha, mens tallet for Ringkøbing<br />
Amt var 293.243 ha. Omregnes tallet over antallet af dyr i stedet til antallet af dyreenheder<br />
i amterne, et mål for belastningen, ses det, at der ikke er sket en nævneværdig<br />
udvikling i antallet af dyreenheder, figur 3.13.<br />
I det foregående er arealanvendelsen i projektområdet blevet gennemgået. Det er her<br />
kommet frem, at der er en vis rumlig forskel i arealanvendelsen, således er der flest<br />
landbrug med dyrehold i den nordlige og sydøstlige del af oplandet. I den vestlige del af<br />
oplandet er kartoffeldyrkning en udbredt arealanvendelse. Dette hænger meget godt<br />
sammen med de jordbundsforhold og klimatiske forhold, der tidligere er blevet<br />
beskrevet, idet der falder mest regn i dette område og da jordbunden her er grovsandet.<br />
Derudover er det gennem afsnittet kommet frem, at der ikke er sket en nævneværdig<br />
3 Beskrivelse af projektområdet 39
udvikling i antallet af dyreenheder i Viborg og Ringkøbing amter, og der er derfor heller<br />
ikke nogen ændring i kvælstofbelastningen fra husdyr i denne periode.<br />
1000 DE<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
1990<br />
1991<br />
1992<br />
1993<br />
1994<br />
1995<br />
1996<br />
1997<br />
År<br />
1998<br />
40 3 Beskrivelse af projektområdet<br />
1999<br />
2000<br />
2001<br />
2002<br />
2003<br />
2004<br />
Ringkøbing Amt<br />
Viborg Amt<br />
Figur 3.13. Udviklingen i antallet af dyreenheder i Viborg Amt og Ringkøbing Amt<br />
(Statistikbanken, 2005).<br />
3.7 Opsummering<br />
Beskrivelsen af projektområdet viser, at hovedparten af Karup Ås opland består af sand.<br />
Det fremherskende landskabselement er hedeslette, dvs. næringsfattige sandjord med<br />
lille vandkapacitet. Størstedelen af jord i oplandet er klassificeret til at være grovsandet<br />
jord. Nord og øst for hovedstilstandslinien findes der imidlertid dødis- og<br />
moræneelementer, hvor der findes finsandet jord og lerblandet sandjord. Data fra<br />
boreprofiler viser, at dette også er gældende, når der bliver set på de dybereliggende lag.<br />
Hydrografen for Karup Å viser at åen er grundvandsfødt, hvilket er en følge af den<br />
sande jordbund. Det er endvidere blevet vist, at der er en vis sammenhæng mellem de<br />
beskrevne fysiske forhold i området og den arealanvendelse der finder sted, idet der i<br />
den sydvestlige del af oplandet hovedsageligt dyrkes kartofler, en afgrøde, der egner sig<br />
til de sandede forhold, der gør sig gældende i dette område.
Undersøgelse af oplandet<br />
til Karup Å<br />
Fra den 5. til den 9. september 2005 blev der af gruppen foretaget en felttur i<br />
projektområdet. Formålet med feltturen var at indsamle prøver, med henblik på videre<br />
undersøgelser i laboratoriet og for at foretage egne observationer af projektområdet.<br />
Den 10. november blev projektområdet igen besøgt, for at indhente opfølgende prøver. I<br />
dette kapitel vil de 12 lokaliteter, hvorfra der blev indhentet prøver, indledningsvis<br />
præsenteres. Herefter kommer en beskrivelse af metoder der er anvendt for at analysere<br />
prøverne. Videre vil resultaterne fra de udførte undersøgelser præsenteres. Samtlige<br />
undersøgelser er udført med henblik på at kunne beskrive området på baggrund af egen<br />
empiri. Derudover er sigteanalysen, permeabilitetsanalysen og nitratanalysen udført<br />
med henblik på at kunne sammenligne data over området fundet gennem andre kilder.<br />
Efter resultaterne fra forsøgene er præsenteret, vil forsøgenes fejlkilder og de<br />
overvejelser der er blevet gjort over de anvendte metoder, blive præsenteret.<br />
4.1 Indsamling af data<br />
Der blev indsamlet prøver fra 12 lokaliteter i oplandet, der blev udvalgt efter, hvilken<br />
type afgrøde, der blev dyrket på marken. Landbrugsarealerne blev opdelt i tre<br />
underkategorier: korn, majs og kartofler. Det blev skønnet, at dette dækkede majoriteten<br />
af afgrødedyrkningen i området. Det blev antaget, at der kunne findes visse forskelle i<br />
jordbunden, da de tre typer afgrøder bl.a. har forskellige pløjningsmetoder, gødningsbehov<br />
og høstningstidspunkter. Tre af prøverne blev taget fra udyrkede områder, for at<br />
have en referencetilstand i forhold til den menneskelige aktivitet. Lokaliteterne blev<br />
desuden valgt ud fra en hypotese om, at forskellige afgrøder ville give anledning til<br />
forskellig nitratudvaskning.<br />
For hver lokalitet blev der indsamlet prøver fra to steder. Fra hvert af de to steder blev<br />
der indsamlet prøver fra to højder, en ca. 0-30 cm under overfladen (svarende til<br />
markernes pløjelag) og en ca. 50-70 cm under overfladen (svarende til zonen under<br />
pløjelaget på markerne). Ved tre lokaliteter blev der endvidere gravet et profil for at se<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 41
horisontopdelingen og for at indsamle prøver til at analysere jordens porøsitet. Ved<br />
lokalitet 1 blev der indsamlet prøver fra tre steder. Det blev herefter vurderet, at to<br />
prøver i to dybder fra hver lokalitet var tilstrækkeligt. Lokaliteternes placering i<br />
oplandet kan ses på figur 4.1. Lokaliteternes placering i forhold til landskabselementer<br />
og jordtyper fremgår ligeledes af figuren. Dette refereres der til senere i kapitlet.<br />
Arealanvendelsen i lokaliteterne kan ses i tabel 4.1, hvor det også fremgår, hvor der<br />
blev gravet profiler og indsamlet prøver til analyse af jordens porøsitet.<br />
Tabel 4.1. Arealanvendelsen på prøvetagningslokaliteterne.<br />
Lokalitet Afgrøde Profil Bemærkninger til Bemærkninger til<br />
gravet første prøvetagning anden prøvetagning<br />
1 Korn Høstet, byg eller rug Efterafgrøder<br />
2 Korn Ja Høstet, hvede Efterafgrøder<br />
3 Majs Høstet<br />
4 Skov Podsol<br />
5 Kartoffel Høstet<br />
6 Majs Høstet<br />
7 Kartoffel Ja Høstet Bar jord<br />
8 Hede<br />
9 Kartoffel Høstet<br />
10 Majs Høstet<br />
11 Korn Høstet, byg Efterafgrøder<br />
12 Hede Ja Podsol<br />
42 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
Figur 4.1. Prøvelokaliteter. Kort A viser placeringen af kortudsnittene i forhold til hele<br />
projektområdet. Kort B viser de lokaliteter hvor der er indsamlet prøver under feltturen.<br />
Baggrundskort fra KMS (2005). Kort C viser lokaliteternes placering i forhold til.<br />
landskabselementerne og kort D i forhold til jordtyper. Kort C og D data fra DJFgeodata<br />
(a, 2005).<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 43
4.2 Metoder til analyse af prøverne<br />
Følgende afsnit indeholder en kort gennemgang af de metoder, der er blevet anvendt til<br />
analyse af de prøver, der blev indsamlet på feltturen. For yderligere informationer se<br />
Lund (1991). Beregningerne findes på den vedlagte Cd-rom.<br />
4.2.1 Sigteanalyse<br />
Til sigteanalysen blev der udtaget omkring 100 g jord fra hver prøve. Disse blev tørret i<br />
en af universitets tørreovne ved 105° C i 24 timer. Efter de 24 timer i ovnen blev<br />
prøverne afkølet i en eksikator for at undgå, at de optog fugt i forbindelse med<br />
afkølingen. Prøverne blev vejet både før og efter tørringen, og herudfra blev prøvernes<br />
vandindhold beregnet. Prøverne blev så sigtet gennem en række sigte med aftagende<br />
sigtestørrelse, og materialet opfanget på hver sigt blev vejet. Sigtestørrelse blev bestemt<br />
ud fra Finnern et al. (1996), tabel 4.2. Det materiale, der blev opsamlet efter den sidste<br />
sigte, var for finkornet til yderligere sigtning og blev klassificeret som silt og ler. Efter<br />
sigtning af disse prøver blev det muligt at inddele jorden i forskellige teksturklasser og<br />
herved beskrive de enkelte prøver ud fra distributionen af deres vægtindhold i de<br />
forskellige teksturklasser.<br />
Tabel 4.2. Inddelingen i teksturklasser (Finnern et al., 1996: 132).<br />
Diameter (mm) Klassifikation<br />
Under 0,063 Ler og silt<br />
0,063 - 0,125 Fint finsand<br />
0,125 - 0,180 Finsand<br />
0,180 - 0,630 Mellemsand<br />
0,630 - 1 Fint grovsand<br />
1 - 2 Groft grovsand<br />
Over 2 Grus<br />
Efter sigtningen blev inddelingen omregnet til procent af den samlede vægt, hvilket gør<br />
det muligt at sammenligne de forskellige prøver. Procenttallene for den enkelte prøve<br />
blev summeret og plottet i et koordinatsystem, hvor 1. aksen er logaritmisk af hensyn til<br />
overskueligheden. Dette giver sumkurven for prøvens kornstørrelsesfordeling, som gør<br />
det muligt at danne sig et overblik over prøvens sammensætning. Efter sigtningen af<br />
jordprøverne, er det muligt at foretage forskellige udregninger. Således kan uensformighedstallet<br />
U og middelkornstørrelsen d50 bestemmes. Uensformighedstallet er et mål<br />
for, hvor sorteret prøven er og middelkornstørrelsen, er et mål for hvilken teoretisk<br />
sigtestørrelse, der deler prøven i to lige store dele (Galsgaard, 2000: 22).<br />
Uensformighedstallet beregnes ud fra følgende formel:<br />
44 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
Formel 4.1.<br />
Hvor:<br />
d60<br />
d10<br />
I tabel 4.3 ses hvilken sorteringsgrad de forskellige værdier for uensformighedstallet<br />
henviser til.<br />
Tabel 4.3. Sorteringsgrad efter uensformighedstallet.<br />
U Sortering<br />
< 2 Velsorteret<br />
2 - 3,5 Sorteret<br />
3,5 - 7 Ringe sorteret<br />
> 7 Ikke sorteret<br />
4.2.2 Indhold af organisk materiale<br />
Til bestemmelse af indhold af organisk materiale blev der udtaget tre portioner af 10<br />
gram tørret jord fra hver jordprøve. Herefter blev prøverne glødet fire timer ved 450° C.<br />
Både før og efter glødningen blev prøverne vejet. Da der ved glødningen sker en<br />
forbrænding af det organiske materiale, kan indholdet af dette bestemmes som det<br />
vægttab, der er sket ved glødningen<br />
4.2.3 Nitratmålinger<br />
d<br />
U =<br />
d<br />
= Den diameter, som 60 % af prøven er mindre end<br />
= Den diameter som 10 % af prøven er mindre end<br />
Til måling af nitrat blev der indsamlet prøver fra de samme lokaliteter, som der blev<br />
indsamlet prøver til sigteanalyse fra. Disse prøver blev opbevaret på køl og efter<br />
hjemkomsten blev prøverne frosset ned, således at den biologiske aktivitet ikke kunne<br />
fortsætte og herved blev nedbrydningen af nitrat standset. Prøverne blev først optøet<br />
umiddelbart før analysen. Fra hver prøve blev der udtaget to portioner af 10 gram jord,<br />
som blev tilsat 50 ml KCl-opløsning og rystet i 1 time på et rysteapparat. Efter dette<br />
blev prøvernes pH målt med et elektronisk pH-meter og filtreret for jordpartikler og<br />
organisk materiale. Herfra blev der blev der udtaget omkring 10 ml, og indholdet af<br />
nitrat blev analyseret af laborant Helle Blendstrup.<br />
Ved udregning af nitratkoncentration i jordvandet ud fra indholdet af nitrat i den<br />
prøveopløsning, der blev analyseret, blev følgende formel anvendt:<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 45<br />
60<br />
10<br />
(Galsgaard, 2000: 22)
Formel 4.2.<br />
Hvor:<br />
C<br />
=<br />
Beregningen blev foretaget på baggrund af indholdet af vand i jorden og angiver derfor<br />
koncentrationen i jordvandet.<br />
4.2.4 Permeabilitetsundersøgelse<br />
C<br />
j<br />
målt<br />
⎛ M * V ⎞<br />
* ⎜50<br />
+ ⎟<br />
⎝ 100 ⎠<br />
M * V<br />
100<br />
Cj = Koncentration i jordvand (mg/l)<br />
Cmålt = Målt koncentration i prøve (mg/l)<br />
M = Vægt af jord (g)<br />
V = Vandindhold i jordprøve (%)<br />
Fra tre af prøvelokaliteterne blev der udtaget prøver til bestemmelse af jordens<br />
porøsitet. Prøverne blev udtaget fra profilerne, der blev gravet på lokalitet 2 (korn), 7<br />
(kartoffel) og 12 (hede). Fra hver af de to højder blev der udtaget tre prøver i<br />
messingcylindre, der forsigtigt blev banket ned i henholdsvis pløjelaget og zonen under<br />
pløjelaget og bragt med hjem. Den jord, der blev udtaget, var derfor pakket på samme<br />
måde som jorden var på prøvelokaliteten.<br />
I laboratoriet blev rumfanget af den indsamlede jordprøve samt vægten målt. På<br />
baggrund af jordens indhold af vand på prøvelokaliteten, samt en antagelse om, at<br />
jorden bestod af kvartssand og derfor havde en vægt på 2,6 g/cm 3 , blev der udregnet et<br />
poretal for jorden på prøvelokaliteten. På baggrund af dette poretal blev et pleksiglasrør<br />
pakket med tørret jord fra prøvelokaliteten således, at jorden i røret havde samme<br />
porøsitet som på prøvelokaliteten. Denne jordprøve blev anvendt til gennemstrømningsforsøget,<br />
som skulle bestemme jordens permeabilitet. Dette forsøg blev<br />
udført ved, at cylinderprøven først blev placeret i et permeameter, hvorefter der blev<br />
suget undertryk til prøven. Prøven blev herefter under vakuum vandmættet, fra<br />
undersiden og opefter. Vandmætningen skete derfor langsomt, således at alle<br />
porerummene blev vandfyldte og der ikke var luft tilbage i prøven. Efter dette blev røret<br />
over prøven vandfyldt og der blev åbnet for ventilen over røret og vandet gennemstrømmede<br />
prøven. Mens vandet gennemstrømmede prøven blev gennemstrømningstiden<br />
målt. Der blev målt to tider pr. gennemstrømning, hvorefter røret blev fyldt og<br />
tiderne blev målt igen. Dette blev gentaget i alt tre gange.<br />
For at udregne permeabiliteten ud fra de målte strømningstider var det nødvendigt, at<br />
korrigere for nogle af forsøgets fejlkilder. Permeabiliteten er defineret som den målte<br />
permeabilitet ved en vandtemperatur på 26° C. Da permeabiliteten ændres med<br />
temperaturen var det nødvendigt, at korrigere for denne fejlkilde. Korrektionen blev<br />
foretaget ud fra empirisk bestemte korrektionsfaktorer. Yderligere blev der korrigeret<br />
46 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
for den friktion, det anvendte plexiglasrør havde, med en standardværdi, der er blevet<br />
bestemt empirisk. Formlen til beregning af permeabilitet er:<br />
Formel 4.3.<br />
Hvor:<br />
4.3 Resultater<br />
I det følgende vil de resultater, der er blevet opnået gennem de i foregående afsnit<br />
beskrevne forsøg, blive præsenteret og analyseret. Det vil endvidere fremgå, hvad de<br />
fremkomne resultater belyser og eventuelt hvordan og hvorvidt det er muligt at anvende<br />
dem i den resterende del af rapporten.<br />
4.3.1 Sigteanalyse<br />
a L h<br />
K F F<br />
T C<br />
s p<br />
A t t h<br />
o<br />
1<br />
= * * ln * * * 10<br />
+<br />
1<br />
2<br />
2<br />
* 1000cm<br />
s<br />
KT o C = Permeabilitet t1, t2 = De to temperaturer<br />
a = Standrør areal h1, h2 = De to faldhøjder<br />
A = Permeameter areal Fs = Korr. faktor standrør<br />
L = Prøvens længde Fp = Korr. faktor permeameter<br />
Formålet med at lave en sigteanalyse var at undersøge jordens tekstur i oplandet.<br />
Jordens tekstur har, som tidligere nævnt, indflydelse på udvaskningen af kvælstof. I<br />
kapitel 3 (Beskrivelse af projektområdet) blev det vist, at jorden i pløjelaget består af<br />
sand. Det blev desuden vist, at jorden ned til 47 m dybde hovedsageligt består af sand.<br />
På figur 4.1 kort D ses det, at lokaliteterne for prøveindsamling ligger på lerblandet<br />
sandjord og finsandet jord. I dette afsnit vil denne klassificering bekræftes empirisk, og<br />
teksturen vil beskrives i detalje, på baggrund af analyser af prøver fra projektområdet. I<br />
det videre arbejde med at estimere kvælstofbelastningen fra Karup Ås opland, jf. kapitel<br />
5 (Opgørelse af kvælstofudvaskningen), er jordbundens tekstur et vigtigt input. Det er<br />
derfor vigtigt at have en detaljeret, grundig analyse af denne, hvorfor jordbunden også<br />
empirisk er blevet undersøgt. Derudover vil det blive undersøgt hvilke forskelle og<br />
sammenhænge der findes mellem tekstur og arealanvendelse.<br />
På figur 4.2 kan middelkornstørrelsen for alle prøverne ses. Den mindste<br />
middelkornstørrelse er 0,12 mm (lokalitet 4B, dybde 0-30 cm) hvilket er defineret som<br />
fint finsand. Den største middelkornstørrelse findes ved lokalitet 7A, dybde 50-70 cm,<br />
og har en størrelse på 0,67 mm, hvilket er fint grovsand. Udover prøven med den største<br />
middelkornstørrelse har prøverne fra lokalitet 5-12 en middelkornstørrelse på omkring<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 47<br />
−2<br />
(Lund, 1991)
0,4, hvilket er klassificeret som mellemsand. Fra lokalitet 1-4 er middelkornstørrelsen<br />
noget mindre.<br />
Middelkornstørrelse (mm) .<br />
0,630<br />
0,200<br />
0,125<br />
0,063<br />
1A 1B 1C 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B 7A 7B 8A 8B 9A 9B 10A 10B 11A 11B 12A 12B<br />
0-30 cm 50-70 cm<br />
Figur 4.2. Middelkornstørrelse for alle de indsamlede prøver. Stregerne henviser til<br />
klassifikationen, tabel 4.2.<br />
For at få et overblik over prøvernes sorteringsgrad er uensformighedstallet blevet<br />
udregnet for alle prøver, figur 4.3. Det ses af figuren, at uensformighedstallet varierer<br />
mellem 2,27 (lokalitet 7B, dybde 50-70 cm) og 7,06 (lokalitet 2B, dybde 50-70 cm),<br />
dvs. fra sorteret til lige inden for kategorien ikke sorteret, tabel 4.3. Over 2/3 af<br />
prøverne er ringe sorteret, knapt 1/3 er sorteret, mens en enkelt prøve er ikke sorteret.<br />
Hvis middelkornstørrelsen sammenlignes med uensformighedstallet giver det et billede<br />
af hvilken tekstur jordprøven har. Eksempelvis er prøve fra lokalitet 7A, dybde 50-70<br />
cm sorteret og har en middelkornstørrelse på 0,67 mm, hvilket betyder, at jordprøven<br />
består af groft materiale, da 50 % af prøven er grovere end dette. Ved de bedre sorterede<br />
prøver ligger en større del af kornstørrelserne tæt på middelkornstørrelsen. Modsat er<br />
prøven fra lokalitet 2A, dybde 50-70 cm, ikke sorteret og har en middelkornstørrelse på<br />
0,219 mm.<br />
Uensformighedstallet .<br />
7,0<br />
3,5<br />
2,0<br />
1A 1B 1C 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B 7A 7B 8A 8B 9A 9B 10A 10B 11A 11B 12A 12B<br />
0-30 cm 50-70 cm<br />
Figur 4.3. Uensformighedstallet for alle de indsamlede prøver. Stregerne henviser til<br />
klassifikationen, tabel 4.3.<br />
48 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
På figur 4.1 kort C ses det, at lokaliteterne 1-3 er placeret i morænelandskab og lokalitet<br />
4 er placeret i dødislandskab, mens resten af lokaliteterne er hentet fra hedesletten.<br />
Prøverne fra lokalitet 1-4 har en lidt mindre middelkornstørrelse end resten af prøverne,<br />
idet d50 for alle disse prøver ligger under 0,4 mm. Sorteringsgraden for prøverne fra<br />
lokalitet 1-3 viser desuden, at disse prøver er dårligere sorteret end resten af prøverne,<br />
da de alle ligger i den høje ende af kategorien ringe sorteret, og en af prøverne endog er<br />
ikke sorteret.<br />
Moræneaflejringer er, på grund af aflejringsmiljø, dårligt sorteret, hvilket sigteanalysen<br />
bekræfter. Prøverne fra lokalitet 4 viser en sorteringsgrad på niveau med prøverne fra<br />
hedesletten, dvs. højere sorteringsgrad end prøve 1-3, men har finere tekstur end<br />
hedesletten. Lokalitet 4 ligger i et dødisområde, som kunne være skyld i lokale<br />
variationer pga. forskellige smeltehastigheder og dødisklumper i forskellige størrelser<br />
kunne have været spredt i området. Prøverne fra lokalitet 5-12, med en middelkornstørrelse<br />
på omkring 0,4 mm, er alle taget på hedesletten. Uensformighedstallet for disse<br />
prøver viser ingen klar sammenhæng. Diversiteten af prøverne kunne være et udtryk for<br />
forskellige fluviale aflejringsmiljøer under sidste istid, da området var dækket af<br />
smeltevandsfloder. Forskellene kunne f.eks. også skyldes, at det punkt, hvor prøven er<br />
indsamlet, ikke er helt repræsentativ for lokaliteten. Blandt lokaliteterne på hedesletten<br />
skiller lokalitet 7A, dybde 50-70 cm, sig ud fra de andre, ved at denne har en grovere<br />
tekstur end de andre prøver. På denne lokalitet blev der også gravet et profil, og der blev<br />
observeret en horisont bestående af meget groft materiale, i den dybde prøven blev<br />
indhentet fra. Dette kan repræsentere et fluvialt aflejringsmiljø med en høj strømningshastighed.<br />
Som nævnt er der ved alle lokaliteter udtaget prøver i dybderne 0-30 cm og 50-70 cm.<br />
Det kunne forventes, at der var en forskel mellem de to dybder, hvorfor der blev<br />
beregnet en gennemsnitlig sumkurve for hver af de to dybder. De to sumkurver viste et<br />
stort sammenfald, hvilket viser, at teksturen i de to dybder ikke skiller sig ud fra<br />
hinanden. Den maksimale afvigelse i et enkelt punkt var på 1,5 %. På denne baggrund<br />
vurderes det at der ikke er nogen væsentlig variation vertikalt i rodzonen. Det var ikke<br />
muligt at finde nogen klar sammenhæng mellem type afgrøde og tekstur. Det blev<br />
imidlertid vist i afsnit 3.6 (Arealanvendelsen), at der er en vis sammenhæng mellem<br />
arealanvendelse og placering i oplandet i forhold til hovedstilstandslinjen. Eksempelvis<br />
bliver der hovedsageligt dyrket kartofler på hedesletten.<br />
For at danne et overblik over variationen mellem alle prøverne, er hhv. den maksimale<br />
og minimale kornstørrelse fundet for alle prøver. Dette er plottet mod gennemsnittet af<br />
alle prøver, figur 4.4. Igen kan det ses, at prøve fra lokalitet 7A, dybde 50-70 cm har det<br />
groveste materiale, mens prøven fra lokalitet 4B, dybde 0-30 cm er blandt de fineste<br />
teksturer. Alle tre kurver repræsenterer dårligt sorteret jord, hvilket understreger<br />
prøvernes uensformighedstal.<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 49
%<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
2B 50-70 cm<br />
4B 0-30 cm<br />
4B 0-30 cm<br />
12A 50-70 cm<br />
12A 50-70 cm<br />
7A 50-70 cm<br />
7A 50-70 cm<br />
10<br />
7A 50-70 cm<br />
0<br />
0,001<br />
7B 50-70 cm<br />
0,01<br />
7A 50-70 cm<br />
0,1 1 10<br />
Sedimentstørrelse (mm)<br />
maks<br />
middel<br />
Figur 4.4. Variation af prøvernes sumkurver. Det fremgår, fra hvilke prøver de største<br />
afvigelser findes.<br />
Det har ikke været muligt at omregne resultatet fra Finnern et al. (1996)'s klassifikation<br />
direkte over til Dansk Jordbundsklassifikation. Dette skyldes, at lerprocenten ikke er<br />
fundet. Det er imidlertid blevet anslået, at jordprøverne i projektområdet er grovsandet<br />
eller fintsandet jord (JB-nr. 1-2). Dette skyldes, at ingen af prøverne har mere end 20 %<br />
materiale under 0,063 mm, figur 4.4. Dansk Jordbundsklassifikation sætter grænsen<br />
mellem sand og silt til 0,02 mm. Figur 4.1 kort D viser, at prøverne er indhentet fra<br />
lokaliteter bestående af grov- og finsandet jord, hvor lerprocenten, ifølge Dansk<br />
Jordbundsklassifikation maksimalt er 5 %. Overføres dette til den i sigteanalysen<br />
anvendte klassificering, betyder det, at under en fjerdedel af det sigtede under 0,063 mm<br />
skal være ler, for at klassificeringen skal kunne overføres. Dette vurderes til at være en<br />
sandsynlig slutning, hvorfor jordprøverne er anslået til at være grovsandet og finsandet<br />
jord.<br />
4.3.2 Permeabilitetsanalyse<br />
For tre af lokaliteterne er der udført permeabilitetsforsøg, for at give et bedre indtryk af,<br />
hvor hurtigt vandet bevæger sig gennem jorden. Dette er væsentligt i forhold til<br />
kvælstofudvaskningen, da jordvandet i en højpermeabel jord har en høj sandsynlighed<br />
for at perkolere ned i grundvandet og de reducerende zoner deri. Jordens sorteringsgrad,<br />
beskrevet ved uensformighedstallet i foregående afsnit, er relevant i denne sammenhæng.<br />
En dårlig sorteret jord kan betyde, at kornene pakker sig tæt sammen og derved<br />
giver en mindre permeabilitet, end det kan forventes ud fra kornstørrelsesfordelingen.<br />
Ved permeabilitetsanalysen undersøges jordens permeabilitet direkte ud fra en jordprøve,<br />
hvorved der undgås en evt. fejlkilde ved f.eks. beregning ud fra teksturen. Tabel<br />
4.4 viser permeabilitetsværdier for forskellige kornstørrelser. Da sigteanalysen viste, at<br />
der på de undersøgte lokaliteter, findes mellemsand (grovsandet og finsandet jord ifølge<br />
50 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å<br />
min
Dansk Jordbundsklassifikation), der er ringe sorteret blev det forventet, at permeabiliteten<br />
skulle svare hertil.<br />
Tabel 4.4. Klassificering af permeabilitetsværdier ud fra jordtype (Andersen, 1998: 12).<br />
Materiale Permeabilitet (cm/s)<br />
Grovkornet sand 1*10 -1<br />
Mellemkornet sand 1*10 -2<br />
Finkornet sand 1*10 -3<br />
Silt 1*10 -4 til 1*10 -7<br />
Ler 1*10 -7 til 1*10 -9<br />
I figur 4.5 vises permeabiliteten fra lokalitet 2 (korn), 7 (kartoffel) og 12 (hede).<br />
Lokalitet 2 er placeret i et moræneområde, hvor de to andre er placeret på hedesletten.<br />
Permeabiliteten er en faktor ti højere i den dybe prøve fra lokalitet 7. Umiddelbart<br />
kunne dette tyde på en fejlmåling, men sigteanalysen af denne prøve viste, at den havde<br />
en større andel af groft sand end alle de andre prøver. Prøven fra lokalitet 2 har den<br />
laveste permeabilitet på 0,072 for den øverste prøve og 0,117 for den dybe prøve. Dette<br />
kunne hænge sammen med, at prøven fra lokaliteten har det største uensformighedstal<br />
og en af de mindste middelkornsstørrelser. Dette giver en usorteret jord med stor andel<br />
af fine partikler, hvilket giver mulighed for en tæt pakning. Dette forklarer den lave<br />
permeabilitet, der kan forklares ud fra dannelsesmiljøet på dette sted i forhold til de to<br />
andre lokaliteter. På hedesletten kan det forventes, at permeabiliteten er højere, hvilket<br />
resultatet også viser.<br />
cm/s<br />
1,2<br />
1,1<br />
1,0<br />
0,9<br />
0,8<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0,0<br />
0,072<br />
0,117<br />
0,334<br />
8,475<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 51<br />
0,940<br />
0,224<br />
Lokalitet 2 Lokalitet 7 Lokalitet 12<br />
Figur 4.5. Resultat af permeabilitetsforsøg.<br />
0-30 cm<br />
50-70 cm<br />
Ud fra tabellen over permeabiliteten for forskellige kornstørrelsesfordelinger ses det, at<br />
permeabiliteten for alle prøver svarer til grovkornet sand. Det bør imidlertid bemærkes,<br />
at 5 af de 6 værdier for permeabilitet går ud over denne skala. Permeabiliteten er i<br />
prøverne er altså umiddelbart større end forventet. En del af grundene til dette kan selv-
følgelig være de fejlkilder forsøget er forbundet med, hvilket diskuteres sidst i kapitlet.<br />
En anden begrundelse kan være, at Andersen (1998) anvender et andet klassifikationssystem<br />
til teksturklasser, hvilket det ikke var muligt at finde oplysninger om.<br />
I det foregående er resultaterne fra sigteanalysen og permeabilitetsundersøgelsen blevet<br />
præsenteret. Gennemgangen af den udførte sigtanalyse viste, at hovedparten af jorden i<br />
Karup Ås opland er mellemsand ud fra klassifikation af Finnern et al. (1996). Nogle af<br />
variationerne mellem prøverne kan forklares ud fra, hvilket dannelsesmiljø de stammer<br />
fra. Sigteanalysens resultater stemmer endvidere overens med de middelværdier, der er<br />
fundet i de andre beskrivelser af området. Sammenligningen besværliggøres imidlertid<br />
af, at lerprocenten ikke er blevet bestemt. Resultaterne giver en empirisk vinkel på de<br />
inputs, der er anvendt i arbejdet med belastningsopgørelsen for Karup Ås opland, jf.<br />
kapitel 5 (Opgørelse af kvælstofudvaskningen). Permeabilitetsforsøgene havde en vis<br />
spredning i resultaterne, ca. en faktor 100 i forskel på højeste og laveste værdi. Forsøget<br />
viste, at permeabiliteten er høj, omtrent svarende til grovkornet sand eller grovere. Alle<br />
data, både egne analyser og tolkning af eksisterende data fra området viser, at Karup Ås<br />
opland hovedsagligt består af sand, og permeabilitetsanalysen viste, at permeabiliteten<br />
er høj. Herved er det igen bekræftet, at oplandet, repræsenteret ved lokalitet 2, 7 og 12,<br />
består af groft materiale, hvorfor der er en høj sandsynlighed for, at jordvandet<br />
perkolerer ned til grundvandet, hvor dele af nitraten når at blive denitrificeret før det når<br />
Karup Å.<br />
4.3.3 Nitratanalyse<br />
I kapitel 1 (Indledning) blev det antaget, at der var en nitratudvaskning fra de opdyrkede<br />
arealer i oplandet til Karup Å. For at undersøge denne antagelse og for at vurdere<br />
effekten af forskellige former for arealanvendelse, er der udført nitratanalyse på et<br />
udvalg af prøverne. Ud fra en antagelse om, at nitratindholdet i jorden ville stige efter<br />
høstning af afgrøder, blev der indsamlet prøver over to omgange, for at muliggøre en<br />
sammenligning af nitratindholdet før og efter høstning. Der er ca. 2 måneder mellem<br />
prøvetagningerne, der er foretaget den 5.-9. september og den 10. november. For<br />
prøverne indsamlet på den første felttur, blev der kun foretaget analyse på 8 prøver.<br />
Dette blev gjort for at undersøge, om der var nitrat tilstede i markerne, og om der derfor<br />
var begrundelse for at lave en opfølgende undersøgelse.<br />
Da der kan være en stor statistisk forskel i målinger fra den samme mark, skal<br />
resultaterne ikke ses som et endegyldigt resultat for nitratindholdet i de enkelte marker,<br />
men nærmere som en pejling for nitratniveauet på den pågældende mark på det givne<br />
tidspunkt. Det kan således være muligt at ramme en høj koncentration i et enkelt punkt,<br />
der f.eks. kan skyldes en ujævn spredning af gødning, og som ikke er repræsentativ for<br />
hele marken. Da resultaterne af denne grund er behæftet med store statistiske<br />
usikkerheder, vil de ikke blive anvendt i det videre arbejde med belastningsopgørelsen<br />
for Karup Ås opland. Hvordan en mere nøjagtig måling kunne have været udført,<br />
behandles til sidst i dette kapitel. Resultaterne af nitratprøverne kan ses i tabel 4.5.<br />
52 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
Tabel 4.5. Resultater fra nitratanalysen. Nitratindhold i mg/l for prøvelokaliteterne<br />
sorteret efter stigende nitratindhold og opdelt efter arealanvendelse. 1. og 2. gang<br />
henviser til, om prøverne er indsamlet under første eller anden felttur. Diagrammet til<br />
højre angiver de målte koncentrationer for anden prøvetagning.<br />
Arealanvendelse<br />
Lokalitet<br />
Dybde<br />
(cm)<br />
1. gang<br />
(mg NO3/l)<br />
2. gang<br />
(mg NO3/l)<br />
Hede 12A 0-30 3,5 1,97<br />
12A 50-70 1,17 3,01<br />
Hede 8A 0-30 6,05<br />
8A 50-70 2,81<br />
Skov 4A 0-30 2,41<br />
4A 50-70 5,35<br />
Korn – byg 11A 0-30 13,28<br />
11A 50-70 8,62<br />
Korn – hvede 2A 0-30 17,54 8,39<br />
2A 50-70 22 38,8<br />
Korn - byg 1A 0-30 19,56<br />
1A 50-70 25,21<br />
Kartoffel 5A 0-30 8,73<br />
5A 50-70 8,87<br />
Kartoffel 7A 0-30 21,6 22,54<br />
7A 50-70 29,17 27,96<br />
Kartoffel 9A 0-30 16,04<br />
9A 50-70 35,42<br />
Majs 10A 0-30 81,39 11,12<br />
10A 50-70 452,58 32,14<br />
Majs 6A 0-30 15,07<br />
6A 50-70 35,79<br />
Majs 3A 0-30 36,12<br />
3A 50-70 333,86<br />
Majs 10B 0-30 101,03<br />
10B 50-70 91,58<br />
0-30 cm<br />
50-70 cm<br />
0 10 20 30 40<br />
mg NO3/l<br />
Efter første prøvetagning blev der udført nitratanalyse på en lokalitet for hver<br />
afgrødetype, samt en lokalitet med hede som reference. Da prøven fra lokalitet 10 viste<br />
værdier kraftigt over det forventede, blev der senere udført en opfølgende nitratanalyse<br />
på ''B-prøven'', fra den samme lokalitet, indsamlet under første felttur i september. Da<br />
prøverne fra første prøvetagning er taget lige før eller lige efter høst, og prøverne fra<br />
anden prøvetagning er taget to måneder senere, skulle det forventes, at nedbrydningen<br />
af det organiske materiale ville medføre en stigning i jordens nitratindhold, jf. kapitel 2<br />
(Kvælstofkredsløbet og landbruget). Analysen af prøverne viser imidlertid ikke denne<br />
sammenhæng, da nitratindholdet er steget på enkelte lokaliteter, men samtidig faldet på<br />
andre. Det kan skyldes, at prøverne er taget for kort tid efter hinanden, så<br />
nedbrydningsprocessen endnu ikke har mineraliseret tilstrækkeligt organisk materiale<br />
til, at der fremkommer en forskel. Problemet kan også ligge i den statistiske usikkerhed.<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 53
På trods af disse afvigelser fra det forventede, er det muligt at uddrage visse konklusioner<br />
af resultaterne. Resultaterne vil i det følgende blive tolket efter arealanvendelse.<br />
Hede og skov - Nitratindholdet i prøverne fra skoven og hederne er lave for alle<br />
de analyserede prøver. Dette var forventet, da disse områder ikke bliver gødet.<br />
Nitratkoncentrationerne ligger på mellem 1,17 mg/l og 6,05 mg/l, hvilket giver<br />
en indikation af den nitratpulje, der findes på de ikke dyrkede områder. Prøven<br />
fra lokalitet 4 viser en højere koncentration i den dybe prøve, hvilket kunne<br />
hænge sammen med, at denne prøve er hentet fra skoven, og at rodzonen herved<br />
er dybere.<br />
Korn - Prøverne fra kornmarkerne er vanskelige at tolke. I lokalitet 2A, som er<br />
undersøgt ved begge prøvetagninger, er der tegn på, at der er sket en<br />
udvaskning, hvor nitraten fra det øverste jordlag har bevæget sig ned i den<br />
dybere horisont. Dette kunne muligvis understøttes af lokalitet 1A, hvor<br />
nitratkoncentrationen også er højest i den dybe horisont. Lokalitet 11A passer<br />
ikke med de to andre lokaliteter, da det her er den øverste dybde, der har den<br />
højeste koncentration. Dette kunne muligvis skyldes, at der har været en pulje at<br />
nitrat, der har perkoleret nedad og at den er nået forbi den horisont, hvorfra den<br />
dybe prøve er taget. Der var ved alle tre lokaliteter plantet efterafgrøder i tiden<br />
mellem de to feltture. Dette skulle bevirke, at kvælstoffet ikke blev udvasket i så<br />
stor en grad (Knudsen et al., 2000: 73). Resultaterne kan imidlertid hverken<br />
bekræfte eller afkræfte denne antagelse.<br />
Kartoffel - Nitratindholdet i kartoffelmarkerne ser ud til at være mere statisk, da<br />
der ikke er væsentlig forskel på prøverne fra de to forskellige tidspunkter eller i<br />
de forskellige dybder. I en enkelt af prøverne er der en større pulje af nitrat i den<br />
dybe prøve, hvilke kunne indikere en pulje af nitrat på vej nedad. Nitratkoncentrationen<br />
viser imidlertid ingen klare tendenser når der ses på resultaterne fra 2.<br />
prøvetagning. Gennemsnittet for koncentrationerne i kartoffelmarkerne er<br />
omkring den samme som for kornmarkerne, hhv. 19,9 mg/l og 19,0 mg/l.<br />
Majs - Resultaterne fra den første måling på lokalitet 10A viste meget høje<br />
nitratkoncentrationer for den dybe prøve (452,58 mg NO3/l), og ved<br />
undersøgelse af prøven indsamlet samme dato fra den anden lokalitet på den<br />
samme mark, blev resultatet også over det forventede (101,03 mg NO3/l for den<br />
øverste prøve og 91,58 mg NO3/l for den dybe). Dette kan tyde på, at resultatet<br />
ikke skyldes en usikkerhed som følge af ujævn gødning, men at nitratindholdet<br />
generelt var højt i denne mark. Ved prøvetagningen to måneder senere var<br />
nitratindholdet faldet kraftigt, og i mellemtiden var alle majsmarkerne blevet<br />
høstet. Sammenlignes der med de to andre majsmarker, ses det, at disse har et<br />
nitratindhold, der svarer i grove træk til prøverne fra den første lokalitet. Den<br />
ene prøve har dog en høj koncentration i bunden, og sammenholdes dette med<br />
majsens modningscyklus, kunne det muligvis give en forklaring. Majsen ophører<br />
med at vokse en måned før den høstes og i denne periode modnes den uden at<br />
optage yderligere næringsstoffer. Da majsen samtidig kræver store mængder<br />
gødning (Plantedirektoratet, 2005: 47), kunne de høje nitratværdier fra den<br />
første prøvetagning således være resterne af tidligere udledt gødning, som så er<br />
54 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
perkoleret ned med jordvandet i perioden mellem de to prøvetagninger. Det høje<br />
nitratniveau i den dybe prøve fra lokalitet 3A, kunne så være en sådan rest, der<br />
er på vej nedad.<br />
Overordnet viser målingerne, at der udvaskes mest nitrat fra majsmarker, dernæst<br />
kartoffel- og kornmarker og den mindste udvaskning findes på de ikke dyrkede arealer,<br />
hede og skov. Gennemsnitlig er der omkring en faktor ti i forskel, mellem dyrket og<br />
ikke dyrket areal (hvis de to høje målinger fra majs ikke tages med). Sammenlignes det<br />
overordnede resultat med typetal for nitratudvaskning, præsenteret i tabel 2.2 fra kapitel<br />
2 (Kvælstofkredsløbet og landbruget), ses den samme rangfølge med majs som den<br />
afgrøde, hvor der sker den største udvaskning fra og de ikke dyrkede arealer som der,<br />
hvor udvaskningen er mindst. Ifølge typetallene udvaskes der større mængder nitrat fra<br />
kartoffelmarker end fra kornmarker. Typetallene er imidlertid ikke et mål, for hvilke<br />
resultater, der kunne ventes fra den udførte nitratanalyse, idet typetallene er gennemsnitstal<br />
over et år, hvor de målte værdier er et øjebliksbillede i den periode, hvor<br />
udvaskningen teoretisk set skal være størst. Tallene kan desuden ikke sammenlignes<br />
direkte, da det ene er angivet i mængde, mens det andet er angivet i koncentration.<br />
Sammenholdes nitratmålingerne med resultatet fra sigteanalysen, ses der ikke nogen<br />
sammenhæng. Sigteanalysen viste f.eks. at lokalitet 1-4 havde en mindre kornstørrelse<br />
end resten. Nitratkoncentrationerne fra disse marker ser mere ud til at være præget af<br />
arealanvendelsen end at de skulle have et fælles træk i forhold til teksturen. En grund<br />
hertil kan være, at teksturen i de prøver, der er indsamlet, er forholdsvis ens.<br />
På grund af de store usikkerheder i resultaterne, kan der ikke på baggrund af disse siges<br />
endegyldigt, at der er sket en stigning af nitratindholdet i markerne. Analysen af resultaterne<br />
indikerer dog, at der er sket en udvaskning af nitrat mellem de to prøvetagninger.<br />
Samtidig indikerer resultaterne også, at der sker en større udvaskning af nitrat fra<br />
majsmarkerne. Det har ikke været muligt at finde nogen sammenhæng mellem<br />
nitratmålingerne og teksturen på de undersøgte lokaliteter.<br />
4.3.4 Indhold af organisk materiale<br />
Indhold af organisk materiale blev analyseret for at finde forskelle og ligheder mellem<br />
de dyrkede og de ikke dyrkede arealer, samt mellem de forskellige typer afgrøder. På de<br />
12 lokaliteter var der ofte et brat farveskifte mellem de to dybder, hvorfra der er<br />
indsamlet prøver. Pløjelaget var mørkt og zonen under pløjelaget var lys. Det blev<br />
antaget, at pløjelaget var farvet af organisk materiale og derfor ville have et stort<br />
indhold af dette, mens zonen under pløjelaget havde et lavere indhold og derfor ikke var<br />
så farvet. Antagelsen blev begrundet med, at produktionen af det organiske materiale<br />
hovedsageligt sker ved overfladen og at det derfor ville være mest naturligt, at det også<br />
var i de øverste jordlag, at indholdet var højest. Figur 4.6 viser resultatet af analysen.<br />
For alle prøver gælder, at indholdet af organisk materiale er højere i den øverste prøve,<br />
0-30 cm, end den nederste, 50-70 cm.<br />
Størst er indholdet af organisk materiale og forskellen mellem de to horisonter på<br />
lokalitet 12, der var taget på heden. Her var indholdet i den øverste horisont ca. 9 %,<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 55
mens indholdet i den dybe var under 2 %. Jordbunden på dette sted er en podsol, som er<br />
karakteriseret ved, at have et lag af dårligt omsat organisk materiale liggende som den<br />
øverste horisont (Strahler & Strahler, 1992: 482). På den anden hedelokalitet (lokalitet<br />
8) var der et lavere indhold af organisk materiale i den øverste prøve, hvilket muligvis<br />
skyldes, at disse prøver blev taget noget dybere og derfor udenfor zonen med det dårligt<br />
omsatte organiske materiale. Et højt indhold af organisk materiale blev også målt i<br />
skoven (lokalitet 4), hvor de samme forhold gør sig gældende.<br />
Generelt set havde de dyrkede områder et lavere indhold af organisk materiale end de<br />
ikke dyrkede områder. Dette hænger formodentlig sammen med, at agerjord har hurtigtvoksende<br />
planter, set i forhold til de ikke dyrkede områder, og nedbrydningen af disse<br />
sker langt hurtigere end for skov- og hedevegetation. Indholdet af organisk materiale på<br />
de dyrkede lokaliteter lå mellem 1,7 % og 5,4 % i de øverste prøver og der blev i<br />
forhold til indholdet af organisk materiale ikke fundet den store forskel mellem de<br />
marker, der var blevet høstet og de marker, der ikke var.<br />
% Organisk materiale .<br />
10<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
1A 1B 1C 2A 2B 3A 3B 4A 4B 5A 5B 6A 6B 7A 7B 8A 8B 9A 9B 10A 10B 11A 11B 12A 12B<br />
0-30 cm<br />
50-70 cm<br />
Figur 4.6. Procentvis indhold af organisk materiale for prøver indsamlet under feltturen<br />
den 5.-9. september.<br />
4.3.5 Undersøgelse af jordens surhedsgrad<br />
Jordens surhedsgrad varierede på de forskellige lokaliteter mellem ca. Rt 3,1-5,2, figur<br />
4.7. Undersøgelsen viste, at der var forskelle i Rt mellem de ikke dyrkede arealer<br />
(lokaliteterne 4, 8 og 12) og de dyrkede arealer. På de ikke dyrkede arealer lå Rt mellem<br />
3,1-4,7 mens den på de dyrkede arealer lå mellem 4,3-5,2. Der er derfor ikke kun<br />
forskel Rt, men også variationen mellem prøverne. Rt er vigtig i forhold til dyrkningen<br />
af planter, derfor behandler landmanden sin jord med kalk, idet den gødning der spredes<br />
ud på markerne er med til at nedsætte Rt. Derfor vil Rt på de ikke dyrkede arealer være<br />
lavere end de dyrkede, da de ikke bliver behandlet med kalk, jf. kapitel 2 (Kvælstofkredsløbet<br />
og landbruget).<br />
56 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
pH<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A<br />
0-30 cm<br />
50-70 cm<br />
Figur 4.7. Rt målt i en 1 molær opløsning af KCl for prøver indsamlet under feltturen<br />
den 10. november. Rt måles sædvanligvis i CaCl2 hvis det viste resultat skal omregnes,<br />
skal der lægges ca. 0,9 til det viste.<br />
4.4 Vurdering af de anvendte metoder<br />
I dette afsnit vil de metoder, der er blevet anvendt til undersøgelsen af projektområdet,<br />
blive gennemgået og diskuteret. Dette vil blandt andet ske med henblik på, at give et<br />
indblik i hvilke usikkerheder, der ligger i undersøgelserne. Derudover vil det ske for at<br />
undersøge, hvordan forsøgene ellers kunne have været udført, hvis der havde været flere<br />
ressourcer til rådighed. Der vil både blive lagt vægt på metodernes svagheder og<br />
konkrete fejlkilder i de beregninger, der er blevet lavet.<br />
Udvælgelse af prøvelokaliteter<br />
Prøvelokaliteter blev udvalgt på baggrund af deres arealanvendelse, og ikke ud fra et<br />
jordbundskort over deres tekstur, hvilket viste sig at være den betydende faktor.<br />
Derudover var der ikke på tidspunktet for feltturen udvalgt et feltområde, da feltturen lå<br />
som det første på semestret. Dette resulterede i, at hovedparten af de indsamlede prøver<br />
lå i den ene ende af undersøgelsesområdet og ikke var jævnt fordelt over hele området.<br />
Skulle undersøgelsen laves igen, ville det nok være en fordel, at udvælge nogle af<br />
prøvelokaliteterne på forhånd ud fra et geomorfologisk kort og et jordbundskort, således<br />
at hele undersøgelsesområdet bliver belyst. Det ville også være en fordel, hvis feltturen<br />
lå på et senere tidspunkt, så der ville være større klarhed over, hvordan undersøgelserne<br />
fra felturen, skal anvendes og udføres.<br />
Det ville også være en god ide at udvælge en del af det samlede undersøgelsesområde<br />
og lave en detailundersøgelse her. Denne kunne eksempelvis bestå af indsamling af en<br />
række nitratprøver fra samme lokalitet, som der derefter kunne tolkes på i forhold til<br />
modelberegningerne over kvælstofbelastningen.<br />
Sigteanalysen<br />
Der var inden sigtningen usikkerhed om, hvad sigteanalysen skulle bruges til og dermed<br />
også hvilken standard der skulle sigtes efter. Ud fra vejleders anvisninger og tilgængeligheden<br />
af udstyr blev det valgt at bruge en tysk standard (Finnern et al. 1996). Det<br />
blev imidlertid efter sigtningen klart, at denne standard ikke stemte overens med Dansk<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 57
Jordbundsklassifikation. Derfor var det ikke muligt direkte at sammenligne resultaterne<br />
fra den sigtning, der var blevet gennemført med eksisterende data for området. Derudover<br />
kom det frem, at en vigtig parameter i de empiriske modeller til beregning af<br />
udvaskningen af kvælstof er lerindholdet. Det var ikke blevet bestemt gennem de<br />
gennemførte undersøgelser, og derfor var de resultater, som kom frem i sigteanalysen<br />
ikke så nemme at overføre på de udvaskningsmodeller, der blev anvendt, jf. kapitel 5<br />
(Opgørelse af kvælstofudvaskningen). Det anses ikke som et problem, at der ikke er<br />
blevet gennemført analyse af lerindholdet, da der var lavet mere detaljerede<br />
undersøgelser over dette, som kunne anvendes i modellerne. I forhold til selve<br />
sigteanalysen var der kun små fejlkilder, idet afvigelsen mellem vægten af sand i<br />
sigterne og totalvægten af sandet målt inden sigtningen for alle prøverne var under 1 %.<br />
Det skal imidlertid bemærkes, at denne afvigelse sandsynligvis var koncentreret på de<br />
mindste kornstørrelser, altså på ler- og siltfraktionerne, da disse nemmere kunne blæse<br />
væk eller binde sig til udstyret.<br />
Skulle sigteanalysen have været lavet anderledes, skulle der have været sigtet efter<br />
samme standard som Dansk Jordbundsklassifikation, jf. bilag A. Derudover skulle<br />
lerprocenten også have været bestemt, da den anvendes til beregning med de empiriske<br />
modeller.<br />
Permeabilitetsforsøg<br />
Et af de problemer, der har været med at lave permeabilitetsforsøget er, at det ikke har<br />
været muligt, at indhente prøverne direkte fra marken og bruge dem til forsøget. I stedet<br />
blev lejringstætheden bestemt ved brug af cylinderprøver. Jordprøver indsamlet fra de<br />
samme steder, blev herefter lejret med samme tæthed og anvendt i forsøget. De prøver,<br />
der blev brugt ved permeabilitetsforsøget havde derfor tilnærmelsesvis den samme<br />
porøsitet som prøverne fra marken, men det er ikke sikkert, at de har haft den samme<br />
permeabilitet. Det skyldes, at det ikke under lejringen er mulig at genskabe de samme<br />
hulrum i prøven som i virkeligheden. Derfor er det ikke sikkert, at den målte<br />
permeabilitet, svarer til den, der kan genfindes i virkeligheden. Derudover var der<br />
problemer med den lejring, nogle af prøverne skulle lejres med, idet f.eks. den øverste<br />
prøve fra lokalitet 7 (høstet kartoffelmark) og øverste fra prøvelokalitet 12 (heden),<br />
skulle lejres meget løst. Når forsøget blev startet og der blev trykket med 2 meter<br />
vandsøjle på prøverne, faldt de en smule sammen og de målinger, der blev foretaget, var<br />
altså ikke et reelt udtryk for den permeabilitet, der var på markerne, fordi porøsiteten<br />
blev ændret. Der var også andre problemer med de to ovennævnte prøver, idet de<br />
indeholdt henholdsvis meget organisk materiale og mange silt- og lerpartikler. Disse<br />
blev under forsøget vasket ud og satte sig i filtret, med den konsekvens, at strømningens<br />
hastighed blev begrænset.<br />
Permeabilitetsforsøget er med til at bekræfte at jorden i projektområdet er sandet, og at<br />
vandet løber hurtigt ned i jorden og dermed til grundvandet. For med større sikkerhed at<br />
kunne sige dette ville det imidlertid have været en fordel at indhente flere prøver til<br />
dette formål, så resultaterne beskrev flere end tre punkter i området.<br />
Disse fejlkilder betyder, at især resultaterne for de to nævnte prøver, men også alle<br />
prøverne som helhed er behæftet med en vis usikkerhed. Usikkerheden er imidlertid<br />
ikke nem at kvantificere. Det er imidlertid stadig muligt at se, at jorden i projektområdet<br />
58 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
i høj grad består af højpermeabelt sand, og formålet med forsøget, der var at give et<br />
indblik i jordbundens permeabilitet, er derfor blevet opfyldt.<br />
Undersøgelse af nitratindhold<br />
Det blev valgt, at der skulle laves bestemmelse af markens indhold af kvælstof for hver<br />
af de lokaliteter, der også blev lavet sigteanalyse på. Det blev gjort ud fra den antagelse,<br />
at der var en sammenhæng mellem jordens tekstur og arealanvendelsen, og da det var<br />
let at indsamle prøver til begge analyser i samme arbejdsgang. Det viste sig imidlertid<br />
ikke at være muligt at sige noget præcist ud fra de målinger af indholdet af nitrat, der er<br />
blevet indsamlet. Det er efter indsamlingen af prøverne blevet erfaret, at det er bedst at<br />
indsamle en række spredte prøver for hver mark, hvis indholdet af nitrat skal bestemmes<br />
præcis. Der er store variationer i jordens indhold af kvælstof for hver enkelt mark,<br />
hvilket skyldes en ujævn udbringning af gødning. Denne strategi var derfor ikke den<br />
bedste i forbindelse med at indsamle data til analyse af indholdet af nitrat, da den ene<br />
prøve fra hver mark, det har været muligt at analysere, ikke er tilstrækkelig til at kunne<br />
sige noget præcist om forskellene mellem de forskellige arealanvendelsestyper. Det vil<br />
imidlertid stadig være en god ide at indsamle prøver til sigteanalyse spredt over hele<br />
oplandet som det blev gjort. Det skyldes, at der ikke er de store variationer i jordens<br />
tekstur inden for en enkelt mark som tilfældet er med indholdet af kvælstof. Udover<br />
dette har den undersøgelse, der er blevet lavet, den fejlkilde, at det kun var indholdet af<br />
nitrat der blev bestemt anden gang undersøgelsen blev lavet. Dette skyldes at den<br />
maskine, der blev brugt til at udføre analysen med, ikke automatisk analyserede for<br />
nitrat, nitrit og ammonium i samme omgang og da laboranten, der udførte undersøgelsen<br />
ikke var klar over, at det var ønsket at kende alle de tre værdier.<br />
Skulle indholdet af kvælstof have været målt, havde det i stedet været en bedre strategi<br />
at udvælge en enkelt mark eller to og indsamle en række prøver til analyse herfra. Dette<br />
ville selvfølgelig ikke give det samme billede af, hvordan udvaskningen var i forhold til<br />
de forskellige afgrødetyper, men det ville give et mere præcist billede af nitratindholdet<br />
på marken og et bedre grundlag for sammenligning med prøver fra et senere tidspunkt.<br />
4.5 Opsummering<br />
Gennem dette kapitel er jordbunden i Karup Ås opland blevet undersøgt. Det er vist, at<br />
størstedelen af oplandet består af mellem sand, jf. klassifikation af Finnern et al. (1996)<br />
og grovsandet jord, jf. Dansk Jordbundsklassifikation. Jordens tekstur i området<br />
betyder, at jordbunden har en høj permeabilitet, hvilket den udførte permeabilitetsanalyse<br />
også bekræftede. De fundne resultater har betydning for de videre undersøgelser<br />
af kvælstofbelastningen i området. Sigteprøverne er en empirisk analyse af jordbunden,<br />
som sammenlignet med de i kapitel 3 (Beskrivelse af projektområdet) beskrevne<br />
forhold, bekræfter jordens sammensætning. Permeabilitetsforsøget bekræfter, at vandet<br />
hurtigt kan trænge ned i jorden, og at der derfor er en stor sandsynlighed for, at det også<br />
perkolerer ned til grundvandet og de reducerende zoner heri.<br />
Målingerne af nitrat, viste at dyrkede arealer bidrager mest til udvaskningen af nitrat. På<br />
marker med majs blev der observeret en større koncentration af nitrat end på marker<br />
4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å 59
med korn og kartofler. Da der kun blev indsamlet en prøve fra hver lokalitet vil<br />
resultaterne fra denne analyse i den resterende del af rapporten ikke anvendes.<br />
Derudover er det i kapitlet kommet frem, at der er store forskelle i jordens indhold af<br />
organisk materiale, hvilket kan forklares ud fra hvorvidt arealet er dyrket eller ej. Det er<br />
desuden kommet frem, at jordens Rt for landbrugsjord generelt er højere, end den er for<br />
de udyrkede arealer.<br />
60 4 Undersøgelse af oplandet til Karup Å
Opgørelse af<br />
kvælstofudvaskningen<br />
For at kunne estimere kvælstofudvaskningen fra et opland, er det nødvendigt at gøre<br />
brug af modeller. Modeller giver på baggrund af et varierende antal inputs et resultat,<br />
der tilnærmelsesvis beskriver den faktiske udvaskning. Det er i denne rapport valgt at<br />
anvende to modeller: en model der udregner udvaskningen fra rodzonen og en model<br />
der beregner denitrifikation som en funktion af afstand til åen. Det vil i kapitlet fremgå<br />
hvilke overvejelser der har ligget til grund for valget af modellerne. De to modeller vil<br />
til sidst blive lagt sammen, for at give en vurdering af den rumlige fordeling af<br />
kvælstofudvaskningen, der ender i Karup Å.<br />
5.1 Kvælstofudvaskning fra rodzonen<br />
Der findes forskellige modeller, der udregner udvaskningen af kvælstof fra rodzonen.<br />
Der er stor forskel på de modeller, der er udviklet til at beskrive udvaskningen af<br />
kvælstof, både i kravene til detaljeringsgrad af input og i typen af output. Derfor<br />
afhænger valget af model i høj grad af, hvad modellen skal bruges til og hvilke data, der<br />
er til rådighed. Modellering af kvælstofudvaskning fra rodzonen er kompliceret og<br />
afhænger af mange faktorer. Eksempelvis afhænger udvaskningen af kvælstof et år bl.a.<br />
af dyrkningspraksis det pågældende år og tidligere år samt klima og jordbundsforhold.<br />
Når udvaskningen af kvælstof skal estimeres, er det derfor nødvendigt at se på hele<br />
kvælstofkredsløbet. De nævnte forhold har endvidere en stor rumlig variation, som<br />
ændres gennem tiden, hvilket yderligere besværliggør en kvantificering af<br />
udvaskningen (Nielsen et al., 2003: 21). Der findes overordnet to typer af modeller, der<br />
kan anvendes til at beskrive udvaskningen af kvælstof:<br />
Dynamiske modeller – En funktion, opsat på baggrund af teoretisk viden om<br />
forskellige faktorers indflydelse på udvaskningen af kvælstof. Et eksempel på en<br />
dynamisk model er den dansk udviklede model DAISY. Modellen er kalibreret<br />
mod et empirisk datagrundlag og kan derfor siges at have et vist empirisk islæt.<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 61
Empiriske modeller – En funktion, opsat på baggrund af statistiske målinger<br />
foretaget i naturen. Et eksempel på en empirisk model er modellen N-LES (også<br />
kaldet Simmelsgaard IIIb) og Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning.<br />
Fælles for de to typer af modeller er, at de begge beskriver kvælstofudvaskningen som<br />
en funktion af landbrugspraksis og naturgivne forhold. Forskellen ligger i, at de<br />
dynamiske modeller beskæftiger sig med at beregne de processer, der ligger til grund<br />
for kvælstofudvaskningen og de empiriske modeller udelukkende bygger på den<br />
statistiske sammenhæng, der er mellem udvaskningen og de forskellige faktorer, der<br />
påvirker udvaskningen (Noe et al., 2003: 37). Derfor er der også stor forskel på<br />
mængden af data, de to modeltyper kræver, idet det for at gennemføre beregninger ved<br />
hjælp af dynamiske modeller er nødvendigt at have langt større datamængder.<br />
Som en tredje mulighed kan kvælstofoverskud beregnes ved brug af kvælstofbalancer.<br />
Her beregnes kun den tilførte og den høstede mængde af kvælstof, og differencen bliver<br />
så kvælstofoverskuddet. Denne beregning er velegnet i forhold til at bestemme<br />
landbrugets udnyttelsesgrad af kvælstof, men i forhold til beregning af kvælstofudvaskningen<br />
er den dårlig egnet, da den ikke skelner mellem udvaskning og<br />
denitrificering i sin udregning, men i stedet fordeler overskuddet ud fra faste procentsatser,<br />
hvilket giver en høj unøjagtighed (Nielsen et al., 2003: 20).<br />
5.1.1 Udvælgelse af model<br />
I forbindelse med udvælgelse af en model til beregning udvaskning af kvælstof er det<br />
vigtigt at være opmærksom på, hvilken skala modellen skal anvendes på. Dette er<br />
vigtigt, da det er forskelligt, hvilke processer der er dominerende i forbindelse med at<br />
beskrive udvaskningen af kvælstof på forskellige skala. Hvis 1 m 3 jord betragtes, er det<br />
i høj grad variationen i jordens hydrauliske ledningsevne og andelen af makroporer, der<br />
er afgørende for, hvor meget kvælstof, der udvaskes. Skal modellen i stedet anvendes til<br />
at simulere de processer, der foregår på oplandsniveau, er mængden af nedbør, tilførslen<br />
af kvælstof og afgrødetypen vigtig for beregning af udvaskningen. Dette skyldes, at når<br />
der opereres på oplandsniveau vil der ofte være en række processer, der har indflydelse<br />
på kvælstofudvaskningen, som det ikke er muligt at kvantificere, grundet det store areal,<br />
der skal indsamles data for og kompleksiteten af den dynamik, der skal beskrives. Når<br />
der opereres på denne skala er det derfor ofte ikke en fordel, at have en model, der har<br />
mange parametre, da det bare komplicerer udregningen uden at give et bedre resultat.<br />
Derfor vil en model, der er så simpel som mulig, ofte være den mest anvendelige, når<br />
det drejer sig om undersøgelser på store oplande (Quinn, 2004: 197-202).<br />
DMU beskæftigede sig i forbindelse med forarbejdet til Vandmiljøplan III med<br />
modellers anvendelse til beskrivelse af kvælstofudvaskningen. I studiet blev bl.a. den<br />
empiriske model N-LES og den dynamiske model DAISY diskuteret. Fordelen ved den<br />
dynamiske model DAISY er, at der anvendes massebalancer, hvorved der bliver<br />
redegjort for, hvad der sker med hele puljen af tilført kvælstof. Herved beskrives hvor<br />
meget kvælstof der bliver høstet, hvor meget der bliver udvasket og hvor meget der<br />
bliver opbygget i jordpuljen. Derudover er modellen god til at beregne de ændringer,<br />
62 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
der sker i udvaskningen på bedriftsniveau over korte tidsrum. DAISY opnår denne høje<br />
nøjagtighed ved at anvende mange forskellige inputs (Nielsen et al., 2003: 23-25). N-<br />
LES modellen derimod beregner kun den årlige udvaskning på baggrund af statistiske<br />
sammenhænge. Denne forskel gør, at N-LES modellen ikke er så anvendelig til at<br />
beregne effekten af virkemidler, der ikke er beskrevet i modellen. Da DAISY modellen<br />
bygger på flere parametre end N-LES, giver den bedre mulighed for at simulere effekten<br />
af forskellige virkemidler. N-LES kan derudover ikke anvendes til at beskrive selve<br />
ændringsprocessen, men er god til at beregne tilstanden, før og efter en ændring af<br />
arealanvendelsen (Noe et al., 2003: 38). DMUs beregninger viser, at der på national og<br />
regional skala ikke er den store forskel i resultaterne fra de to modeller (Nielsen et al.,<br />
2003: 25). Når der arbejdes på oplandsskala er det imidlertid i mange tilfælde svært at<br />
skaffe data, der er præcise nok til at kunne beskrive udvaskningen med en dynamisk<br />
model, uden at skulle bruge generelle standardværdier. De to modeltyper giver derfor<br />
tilnærmelsesvis samme resultat, når der arbejdes på oplandsskala (Simmelsgaard et al.,<br />
2000: 8).<br />
Formålet med undersøgelsen i denne rapport er at lave en opgørelse over udvaskningen<br />
af kvælstofholdigt vand til Karup Å og i sidste ende til Skive Fjord. Den beregningsmodel<br />
som vælges skal altså kunne beskrive udvaskningen fra oplandet til Karup Å.<br />
Som tidligere nævnt er projektområdet ca. 842 km 2 . Det betyder, at det er store<br />
mængder data, der skal fremskaffes. Vælges der en dynamisk beregningsmodel, sker<br />
der en kraftig forøgelse af mængden af data, der er nødvendige. Som tidligere nævnt er<br />
der kun ringe afvigelse i resultatet mellem en dynamisk model og en empirisk model<br />
når det drejer sig om områder på oplandsniveau. Da målet er at lave en samlet opgørelse<br />
over, hvor stor udvaskningen er og hvordan den er fordelt i oplandet, er det i denne<br />
rapport blevet anvendt en empirisk model.<br />
Det er i denne rapport valgt at anvende Viborg Amts model til estimering af<br />
kvælstofudvaskning for at undersøge kvælstofudvaskningen fra rodzonen i<br />
projektområdet. Det var ønsket at bruge N-LES som den primære model, men det var<br />
ikke muligt at fremskaffe de nødvendige data. Viborg Amt har kalibreret modellen efter<br />
den arealanvendelse, der er fremherskende i dette amt. Da størstedelen af<br />
undersøgelsesområdet ligger i Viborg amt, og resten af området har de samme<br />
naturgivne forhold, er denne model derfor velegnet til denne undersøgelse.<br />
5.2 Viborg Amts model til estimering af<br />
kvælstofudvaskning<br />
Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning er opbygget på baggrund af<br />
N-LES-modellen, men i stedet for de detaljerede data over arealanvendelse er der indsat<br />
gennemsnitsværdier over de afgrødekombinationer, der er fremherskende i Viborg Amt.<br />
Modellen opererer derfor ikke med den samme detaljeringsgrad som N-LES-modellen.<br />
Grunden til, at modellen kan sættes op på denne måde er, at der i Viborg Amt ikke er de<br />
store variationer i udvaskningen af kvælstof fra de afgrødekombinationer, der er<br />
dominerende (Pers. komm. Ole Gregor, 25.11.05). Jordbundstypen bliver i modellen<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 63
udtrykt ved jordens indhold af ler og på baggrund af jordbundens lerindhold udføres<br />
beregningen ved hjælp af tre forskellige formeludtryk:<br />
Formel 5.1.<br />
Hvis J < 5:<br />
X = (G/A * 0,1574 + 75,52) * (N * 0,000725 + 0,695637)<br />
Hvis 5 < J < 10:<br />
X = (G/A * 0,0998 + 49,02) * (N * 0,001229 + 0,528186)<br />
Hvis J > 10:<br />
X = (G/A * 0,0736 + 38,18) * (N * 0,001198 + 0,400411)<br />
Hvor:<br />
X = Nitratudvaskning fra rodzonen (kg N pr. ha årligt)<br />
J = Jordbundens procentvise indhold af ler (%)<br />
G = Årligt tilført gødning (kg N)<br />
A = Dyrket areal (ha)<br />
N = Nettonedbør (mm/år)<br />
(<strong>Rasmussen</strong> et al., 2002: 66)<br />
Modellen beregnes på hver hektar i hele projektområdet, dvs. i et grid, hvor hver celle er<br />
100 * 100 m. Resultatet vises som et kort, hvor hver celle har en værdi for udvaskning.<br />
Den samlede udvaskning i hele oplandet fås ved at summere værdien for nitratudvaskningen<br />
i alle cellerne indenfor oplandet. Modellens inputs vil i det følgende blive<br />
gennemgået, hvilket vil ske, da det i forbindelse med tolkningen af resultatet, er<br />
væsentligt at kende de data, modellen er beregnet ud fra. Modellen er kun defineret for<br />
de dyrkede arealer. Da det er ønsket at modellere den samlede kvælstofudvaskning, er<br />
det nødvendigt at finde udvaskning for de ikke dyrkede arealer.<br />
Lerindhold - Udgangspunktet for dette input er det jordtypekort, der er vist i<br />
figur 3.2 i kapitel 3 (Beskrivelse af projektområdet). Den udførte sigteanalyse,<br />
beskrevet i afsnit 4.3.1 (Sigteanalyse), viste, at der ikke var store forskelle i<br />
teksturen i pløjelaget og i rodzonen som helhed. Derfor vurderes det, at<br />
jordbundskortet kan benyttes til at beskrive teksturen i hele rodzonen, på trods<br />
af, at den oprindelig kun er klassificeret ud fra pløjelaget. Dansk Jordbundsklassifikation<br />
inddeler jorden i 12 typer, bilag A. Hver jordtype har specifikt<br />
angivet et interval for bl.a. lerindhold og på denne baggrund er der lavet tre<br />
klasser:<br />
Over 10 % ler - Grovsandet jord, finsandet jord (JB-nr. 1-2)<br />
5-10 % ler - Grov lerblandet sandjord, fin lerbladet sandjord (JB-nr. 3-4)<br />
0-5 % ler - Grov sandblandet lerjord, fin sandblandet lerjord, humusjord<br />
(JB-nr. 5-6 og 11)<br />
Derudover er der nogle klasser, der ikke findes i oplandet: Lerjord, svær lerjord,<br />
meget svær lerjord, siltjord og speciel jordtype (JB-nr. 7-10 og 12).<br />
64 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
Tilført gødning pr. dyrket areal - Tilført gødning indbefatter husdyrgødning<br />
og handelsgødning. Datagrundlaget for husdyrgødning er hentet fra DJF-geodata<br />
(a, 2005), se figur 3.11, afsnit 3.6 (Arealanvendelsen). Her er antal husdyr pr. ha<br />
dyrket areal opgjort, dvs. G/A i formel 5.1. Husdyrantallet er omregnet til<br />
gødningsmængde: 1 DE = 100 kg N årligt (<strong>Rasmussen</strong> et al., 2002: 66).<br />
Handelsgødningen er estimeret som det gennemsnitlige handelsgødningsforbrug<br />
pr. ha for Danmark i 2002/2003, beregnet til 29 kg N pr. ha (Statistikbanken,<br />
2005). Det har ikke været muligt at finde mere specifikke data f.eks. på<br />
amtsplan. Den samlede mængde tilført gødning er beregnet som antallet af<br />
dyreenheder pr. dyrket areal * 100 kg N pr. ha og her til kommer<br />
handelsgødningen på 29 kg N pr. ha.<br />
Nettonedbør - Nettonedbør er beregnet ud fra klimanormalen for nedbør i<br />
perioden 1961-90, minus den potentielle fordampning for samme klimaperiode.<br />
Nedbørsdataene er beregnet ved interpolation ud fra punkdata fra DMI og er<br />
hentet fra DJF-geodata (a, 2005). Den aktuelle fordampning har det ikke været<br />
muligt at finde tal for, og derfor er den potentielle fordampning benyttet. Tallet<br />
for den potentielle fordampning er hentet fra Planteinfo (2005). Den nærmeste<br />
målestation for potentiel fordampning er Foulum, som ligger ca. 30 km øst for<br />
projektområdet. Den potentielle fordampning for klimaperioden 1961-90 er 553<br />
mm/år målt ved Foulum (Planteinfo, 2005).<br />
Ikke dyrkede arealer - Det er valgt at dele de ikke dyrkede områder op i to<br />
klasser, hhv. afgræsset og resten (dækker over skov, eng, hede, by mv.).<br />
Østergaard (2000) har estimeret typetal for nitratudvaskningen fra rodzonen vha.<br />
modellen Simmelsgaard II, et uddrag heraf blev præsenteret i kapitel 2<br />
(Kvælstofkredsløbet og landbruget) og herfra er værdier for de to ikke dyrkede<br />
arealklasser valgt, tabel 5.1.<br />
Tabel 5.1. Typetal for årlig kvælstofudvaskning for ikke dyrkede arealer uden tilført<br />
husdyrgødning. Uddrag af tabel 2.2. Baseret på data fra Østergaard (2000: 28-30).<br />
Afgrøde:<br />
Grovsandet jord<br />
(2,5 % ler)<br />
Lerblandet sandjord<br />
(7,5 % ler)<br />
Afgræsset græs (kg N pr. ha) 108 66 45<br />
Skov, hede, by mv. (kg N pr. ha) 15<br />
Sandblandet lerjord<br />
(12,5 % ler)<br />
Afgræssede arealers nitratudvaskning varierer væsentlig inden for de tre<br />
jordtyper, og derfor er det valgt at skelne mellem de forskellige jordtyper. For at<br />
undgå overestimering er det valgt at bruge værdierne for udvaskning på arealer<br />
uden tilført husdyrgødning, værdierne for afgræsset græs i tabel 5.1. Dette<br />
skyldes, at tilførslen af husdyrgødning formentlig ikke er ens på alle de<br />
afgræssede områder og at mængderne ikke er kendt. Restklassen, med skov,<br />
hede og by mv., er sat til at have en udvaskning på 15 kg N pr. ha. Denne værdi<br />
er efter Østergaard (2000) estimeret for ”permanent græsbrak, skov mv.”<br />
gældende for grovsandet jord. Grunden til, at der ikke her er skelnet mellem<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 65
jordtyperne er, at værdien er lav i forhold til de dyrkede arealer og de<br />
afgræssede. Samtidig består oplandet hovedsageligt af grovsandet jord. Derfor<br />
skønnes det, at fejlen ved at benytte samme værdi vil være af minimal betydning<br />
for den samlede udvaskning for hele Karup Ås opland.<br />
5.2.1 Resultat af Viborg Amts model estimering af<br />
kvælstofudvaskning<br />
Beregningen af Viborg Amts model viser, at udvaskning af kvælstof pr. år ligger<br />
mellem 15 og 110 kg N pr. ha, figur 5.1. Der er stor lokal variation i<br />
kvælstofudvaskningen, hvor der både er områder med høj og lav udvaskning fordelt<br />
over hele projektområdet. Der er dog også nogle områder, der træder mere specifikt<br />
frem. Således er der store sammenhængende områder med en lav udvaskning på 15 kg<br />
N pr. ha i den sydlige og vestlige del af oplandet, og i den østlige del af projektområdet<br />
er der et område, hvor der næsten udelukkende findes værdier mellem 40-60 kg N pr.<br />
ha, uden kraftige afvigelser.<br />
Sammenlignes inputkortene med resultatet, er det muligt at se nogle sammenfald, der<br />
kan indikere betydningen af de forskellige inputs. Området i den østlige del af oplandet,<br />
der domineres af værdier i intervallet 40-60 kg N pr. ha, har et lerindhold mellem 5 og<br />
10 %. Endvidere viser kortet over lerindholdet, at der er to tynde striber midt i<br />
projektområdet, i ådalen, med et lerindhold på over 10 %, og disse to striber kan<br />
tydeligt genfindes i resultatet, som områder med en udvaskning på 20-40 kg N pr. ha,<br />
hvilket er lavere end områderne omkring dem.<br />
Ud fra teorien var det forventet, at større mængder nedbør ville føre til mere gennemstrømning<br />
af jorden og dermed en større kvælstofudvaskning, men dette kan ikke<br />
umiddelbart observeres i resultatet. Forklaringen på dette er, at nedbøren i<br />
projektområdet kun varierer mellem 725 og 825 mm pr. år, og derfor er lavt prioriteret i<br />
modellen. Hvis der kun beregnes på nedbøren, mens resten af faktorerne stilles ens, så<br />
er forskellen mellem den maksimale og den minimale nedbør på 8,2 % til 16,5 %<br />
afhængig af lerindholdet. Denne forskel er for lille til, at den fremgår af resultatet i<br />
forhold til de andre faktorer, hvor der er større forskel på de minimale og maksimale<br />
værdier.<br />
Mængden af dyreenheder pr. ha er svær at genfinde i resultatet. Området med få<br />
dyreenheder i den vestlige del af projektområdet kan svagt skimtes som et område med<br />
lavere udvaskning end de andre omkringliggende dyrkede arealer. Det blev i afsnit 3.6<br />
(Arealanvendelsen) vist, at der er et sammenfald mellem dyreenheder pr. ha og<br />
lerindhold i jorden, idet områder med færre dyreenheder pr. ha falder sammen med<br />
områder med lavest lerindhold i jorden. Det er imidlertid svært direkte at genfinde dette<br />
input i resultatet.<br />
66 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
Figur 5.1. Beregning af kvælstofudvaskningen pr. ha årligt fra rodzonen i<br />
projektområdet, 2003. Udregnet på baggrund af Viborg Amts model til estimering af<br />
kvælstofudvaskning. De fire kort i lille målestok viser de inputs, modellen er beregnet<br />
ud fra. Kortet i stor målestok er resultatet af udregningen. Cellestørrelsen i<br />
beregningsgridet er 100 * 100 m.<br />
Forskellen mellem de ikke dyrkede, de dyrkede og de afgræssede områder er markante i<br />
resultatet. Det var, som nævnt, ikke muligt at beregne kvælstofudvaskning fra de ikke<br />
dyrkede områder, hvorfor de blev sat 15 kg N pr. ha. De ikke dyrkede områder har<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 67
derfor den laveste udvaskning i projektområdet, og de træder tydeligt frem i forhold til<br />
områderne omkring dem. For at tydeliggøre forskellen mellem de typer forskellige<br />
arealanvendelser, er gennemsnitsudvaskningen for dem beregnet, figur 5.2.<br />
Udvaskningen kg N pr. ha<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Dyrket Afgræsset Ikke dyrket<br />
Figur 5.2. Udvaskning fra rodzonen i kg N pr. ha i forhold til arealanvendelse.<br />
Udvaskningen fra de afgræssede områder har fået værdier fra 45-108 kg N pr. ha, hvor<br />
den højeste værdi gælder for de sandede områder. Dette bevirker, at de afgræssede<br />
områder på sandjord har en højere udvaskning end de dyrkede områder, hvilket er<br />
anderledes, end forventet. Dette kan ses i figur 5.1, når de afgræssede områder sammenlignes<br />
med resultatet. Dette vil blive diskuteret nærmere i vurderingen af modellen<br />
senere i kapitlet.<br />
I forhold til den mere overordnede tolkning af resultatet af kvælstofudvaskningen fra<br />
rodzonen, er det interessant at vide, hvor store arealer der findes i de forskellige<br />
udvaskningsintervaller. Dette bliver vist i figur 5.3.<br />
% af oplandet<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
15 15 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 100 100 - 110<br />
Udvakning N kg pr. ha fra rodzonen<br />
Figur 5.3. Udvaskningsintervaller i forhold til andel af oplandet.<br />
68 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
I tabel 1.1 blev arealanvendelsens fordeling i oplandet vist, og det kunne ses, at de<br />
dyrkede arealer udgør 41,7 % af oplandet, de afgræssede arealer 23,4 % og de ikke<br />
dyrkede arealer udgør de resterende 34,9 %. Procentdelen af de ikke dyrkede arealer i<br />
tabel 1.1 svarer til andelen af oplandet med en udvaskning på 15 kg N pr. ha årlig, som<br />
kun er lidt højere med 37 %. Det resterende areal er landbrugsjord, dyrkede og<br />
afgræssede arealer. Intervallet 80-100 kg N pr. ha og 100-110 kg N pr. ha udgør<br />
tilsammen 44 % af oplandet. Det er derfor kun de sidste 19 % af oplandet, der er<br />
landbrugsjord med en kvælstofudvaskning på under 80 kg N pr. ha. Dette betyder, at 2/3<br />
af landbrugsjorden i oplandet har en kvælstofudvaskning på over 80 kg N pr. ha årlig.<br />
Kvælstofudvaskningen fra det hydrologiske opland er ud fra modellen beregnet til 3.506<br />
t N. Dette tal er beregnet for det hydrologiske opland, og det hydrologiske opland er<br />
mindre end det samlede projektområde. Det hydrologiske opland bruges, da Karup Å er<br />
grundvandsfødt, og dermed giver det mest realistiske billede af det opland, hvor<br />
udvaskningen stammer fra. Ved målestationen Nørkær Bro, som oplandet er defineret<br />
ud fra, er der i år 2003 målt en kvælstofmængde på 532 t N. Den store forskel i den<br />
beregnede udvaskning fra rodzonen og den målte mængde i åen skyldes, at den mængde<br />
kvælstof, der udvaskes fra rodzonen, delvist bliver denitrificeret før det når åen. Denne<br />
reduktion i kvælstofindhold vil danne baggrund for kalibrering af henfaldsmodellen i<br />
det følgende afsnit.<br />
5.2.2 Vurdering af modellen<br />
Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning har den svaghed, at det ikke er<br />
muligt at beregne udvaskningen for arealer, der ikke er opdyrkede, hvorfor der må<br />
anvendes en standardværdi for disse. Denne værdi er en gennemsnitsværdi over<br />
udvaskningen fra forskellige arealer, og det er derfor ikke sandsynligt, at den er det<br />
samme for alle de arealer, der ikke anvendes til landbrug. Derudover bygger modellen<br />
på en antagelse om, at den gødning, der anvendes, spredes jævnt over markerne, hvilket<br />
imidlertid ikke nødvendigvis forholder sig således i virkeligheden. Eksempelvis har<br />
Viborg Amt lavet undersøgelser, der viser, at landmændene i høj grad vælger at sprede<br />
husdyrgødning på de marker, der ligger tættest på deres gårde og handelsgødning på<br />
dem, der ligger længst væk (Pers. komm. Ole Gregor, 25.11.05). Dette giver en<br />
udvaskning, der ikke er ens fordelt over markerne, som ellers antaget i modellen.<br />
Formålet med modellen er, som tidligere nævnt, at beregne udvaskningen fra rodzonen i<br />
hele oplandet og beregne effekten af forskellige tiltag. Det anses derfor ikke som et stort<br />
problem, at der anvendes denne gennemsnitsværdi, da usikkerhederne på de enkelte<br />
arealer bliver udlignet, når hele oplandet betragtes og da denne gennemsnitsværdi ikke<br />
har den store indflydelse på effekten af de tiltag, der beregnes, da tiltagene skal<br />
implementeres på de opdyrkede arealer.<br />
I kapitel 2 (Kvælstofkredsløbet og landbruget) blev typetal for forskellige afgrøder i<br />
grovsandet jord vist. I tabel 5.2 vises typetal for kartofler, majs og korn (dyrkede<br />
områder) samt for afgræsset græs (afgræssede områder). Det ses, at udvaskningen fra en<br />
kartoffelmark og en majsmark ved 0 kg N pr. ha i husdyrgødning giver en udvaskning<br />
på hhv. 126 og 131 kg N pr. ha. I modellen blev den maksimale udvaskning pr. ha,<br />
uanset arealanvendelse, beregnet til at være 110 kg N pr. ha årlig. I kapitel 3<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 69
(Beskrivelse af projektområdet) blev det vist, at den sydvestlige del af projektområdet<br />
domineres af planteavlere, deriblandt en stor andel kartoffelavlere. Viborg Amts model<br />
til estimering af kvælstofudvaskning viser imidlertid en lavere udvaskning i disse<br />
områder.<br />
Tabel 5.2. Typetal for årlig udvaskning af kvælstof for udvalgte afgrøder. Tallene er<br />
gældende for grovsandet jord. Gødningsnorm fra 1998/99, husdyrgødningens<br />
udnyttelsesgrad er sat til 70 % (Østergaard, 2000: 28). Uddrag af tabel 2.2.<br />
Husdyrgødning kg N pr. ha 0 50 100 150 200<br />
Afgrøde: Udvaskning kg N pr. ha<br />
Kartofler 126 137 149 163 177<br />
Majs 131 142 155 168 183<br />
Korn (vinterkorn) 81 88 96 105 114<br />
Afgræsset græs 108 118 128 139 152<br />
Denne afvigelse kan begrundes i, at modellen ikke tager højde for forskelle i<br />
udvaskning ved forskellige afgrøder. Dermed kan det blive en underestimering af<br />
kvælstofudvaskningen i forhold til visse afgrøder. Ses der derimod på udvaskningen fra<br />
en kornmark, passer værdierne bedre overens med de modelberegnede værdier.<br />
Modellen viser endvidere, at der bliver udvasket en større mængde kvælstof fra<br />
afgræssede områder end fra dyrkede områder. Tallene for udvaskning fra afgræsset græs<br />
har en højere værdi end fra korn, men viser en lavere værdi i forhold til majs og<br />
kartofler.<br />
Den forskel der er fundet mellem typetal og resultatet ved anvendelse af Viborg Amts<br />
model til estimering af kvælstofudvaskning kan skyldes, at modellen underestimerer<br />
kategorien dyrket areal, i forhold til det opland, der arbejdes med i denne rapport.<br />
Dermed kommer de afgræssede områder til at udgøre en stor andel af<br />
kvælstofudvaskningen, idet typetallene er brugt for at give værdi til disse områder.<br />
Dette indebærer, at den samlede mængde kvælstof der bliver udvasket fra rodzonen<br />
sandsynligvis er højere end værdien udregnet i modellen. Af denne grund kunne det<br />
have været interessant at anvende en anden model til samme område, eksempelvis N-<br />
LES modellen, der tager højde for afgrødetype ved opgørelse over udvaskningen, for<br />
således at undersøge forskellen.<br />
I forhold til anvendelse af Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning<br />
ville det have været en fordel, hvis det også havde været muligt at fremskaffe data over,<br />
hvilke arealer der er blevet kunstvandet, og hvor meget kunstgødning der bliver spredt<br />
på markerne. Kunstvandingsdata ville formodentligt have givet en højere beregning af<br />
udvaskningen fra rodzonen, idet mere vand tilført giver en højere udvaskning. Det er<br />
imidlertid værd at bemærke, at der kun kunstvandes i meget tørre perioder, da der er en<br />
vis omkostning forbundet med dette, og det er derfor ikke så sandsynligt, at<br />
kunstvandingen har været med til forøge nettonedsivningen fra marken til rodzonen<br />
betydeligt. Det ville også have givet et mere præcist modelresultat, hvis der havde været<br />
adgang til specifikke data over hvor meget kunstgødning der er anvendt på de marker,<br />
70 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
der findes i oplandet til Karup Å, men disse data har ikke været tilgængelige. Med de<br />
data, der er anvendt, er det sandsynligt, at den værdi der er beregnet, er højere, end den i<br />
virkeligheden er. Dette skyldes, at der formodentligt bruges under gennemsnittet af<br />
handelsgødning i Viborg Amt, da antallet af dyreenheder pr. ha er højere end<br />
landsgennemsnittet, hvorfor landmændene i højere grad anvender husdyrgødning i<br />
Viborg Amt.<br />
På trods af visse mangler, har modellen givet et bud på, hvorfra der sker den største<br />
udvaskning fra rodzonen. Dette bud forventes i grove træk at svare til virkeligheden, da<br />
den bygger på de faktorer, som udvaskningen er afhængig af. Da modellen er<br />
letanvendelig, opvejer dette for den manglende nøjagtighed. Det kunne dog have været<br />
en fordel med yderligere en model til sammenligning, for at kunne vurdere, om det var<br />
de samme områder, der blev udpeget med høj koncentration af udvaskning. Det var<br />
planlagt at anvende N-LES modellen, som ikke er kaliberet specifikt til området<br />
ligesom Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning, men som til gengæld<br />
anvender flere inputs, og derfor kunne komme med et mere detaljeret billede. Dette<br />
kunne desværre ikke lade sig gøre, da det ikke var muligt at indsamle de nødvendige<br />
data indenfor den tidsperiode, der var til rådighed for dette projekt.<br />
5.3 Transport af kvælstof fra rodzonen til<br />
vandløbet<br />
I dette afsnit vil størrelsen af denitrifikationen, der foregår fra kvælstoffet udvaskes fra<br />
rodzonen til det ender i åen, estimeres. Der vil ligeledes blive givet et bud på<br />
denitrifikationens rumlige fordeling. Indledningsvis bliver der set på forskellige<br />
modeller, der kan simulere transporten af kvælstof. Herefter vælges en model, der<br />
bruges til at simulere transporten af kvælstof til Karup Å.<br />
5.3.1 Udvælgelse af model<br />
Der findes endnu ingen model, der nøjagtigt kan simulere denitrifikationen under<br />
transporten fra rodzonen til vandløbet. En af årsagerne til dette er, at de iltfrie forhold,<br />
der er afgørende for denitrifikationen, i praksis både er svære at undersøge og modellere<br />
(Heinen, 2005: 3). Det er dog stadig væsentligt at give et estimat af denitrifikationen, da<br />
viden herom har stor betydning for, hvilke indgreb, der kan nedsætte udvaskningen af<br />
kvælstof til vandmiljøet og i hvilke områder indgreb vil have den største effekt. Der er<br />
identificeret tre overordnede tilgange til at estimere denitrifikationen fra rodzonen til<br />
vandløbet:<br />
Procesorienteret strømningsmodel – Et eksempel på en tredimensional model<br />
over grundvandsstrømning er den danske model MIKE SHE. I modellen bliver<br />
oplandet inddelt i en række tredimensionale kasser og strømningen beskrives<br />
ved hjælp af massebalanceligninger for kasserne. Udbredelsen af redoxforhold<br />
og dermed denitrifikationen beskrives ved at give de kasser, der findes i<br />
reducerende områder en høj denitrifikationsrate. Beregninger kan derfor<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 71
simulere, hvor lang tid det tager at transportere kvælstoffet til vandløbet fra<br />
forskellige steder. Dermed kan det estimeres, hvor lang tid det tager, før effekten<br />
af en ændring i arealanvendelsen slår igennem, samt hvorledes transporten<br />
varierer sæsonmæssigt. Metodens styrke ligger i, at den ret præcist kan forudsige<br />
transporten af kvælstof med en opløsning på ned til 500 m og med stor<br />
tidsmæssig nøjagtighed. Svagheden ligger i, at det er en ressourcekrævende<br />
metode, hvor et detaljeret kendskab til de geologiske forhold og beliggenheden<br />
af de reducerende lag under grundvandsspejlet er nødvendig, før modellen med<br />
rimelig nøjagtighed kan sættes op (Nielsen et al., 2003: 28-31).<br />
Oplandsbaseret tilgang - Ved den oplandsbaserede tilgang bestemmes en<br />
reduktionsfaktor for den denitrifikation, der foregår fra rodzonen til vandløbet.<br />
Reduktionsfaktoren bestemmes ved at sammenholde målte værdier for<br />
transporten i vandløbet med den beregnede udvaskning i rodzonen i oplandet for<br />
den målestation, hvor koncentrationen er målt. Svagheden ved denne metode er,<br />
at modellens opløsning afhænger af antallet af målestationer. Derudover tager<br />
den ikke hensyn til områdets hydrogeografiske forhold, men baserer sig<br />
udelukkende på sammenhængen mellem det målte og det beregnede. Fordelen<br />
ved metoden er, at den er nem at anvende og giver et rimeligt resultat, hvis<br />
oplandet til de enkelte målestationer er relativt homogene, hvis arealanvendelsen<br />
er ens fordelt over oplandet, og hvis der er tilstrækkelig mange målepunkter<br />
(Nielsen et al., 2003: 27-28).<br />
Henfaldsproces - Henfaldet af kvælstof i jordvandet afhænger enten af den<br />
afstand, vandet skal strømme før det når vandløbet eller den tid vandet tager om<br />
at strømme til vandløbet. Denne metode gør brug af den empirisk beviste<br />
sammenhæng, at jo længere tid, det tager vandet at strømme til åen, jo større er<br />
sandsynligheden for, at vandet passerer igennem en af de reducerende zoner,<br />
hvor omdannelsen til frit kvælstof foregår. For at sandsynlighedsfunktionen skal<br />
give et realistisk billede af, hvor meget denitrifikation der foregår, bliver<br />
modellen kalibreret på baggrund af beregninger over udvaskningen i rodzonen<br />
og målinger over kvælstofindholdet i åen. Sandsynlighedsfunktionen bliver så<br />
koblet til et GIS og der kan produceres et kort over, hvor det er mest sandsynligt,<br />
at denitrifikationen foregår (Skop & <strong>Søren</strong>sen, 1998: 291-310).<br />
Det er sandsynligt, at en procesorienteret strømningsmodel ville kunne give et resultat,<br />
der er mere præcist end de andre modeller. Anvendelsen af en procesorienteret<br />
strømningsmodel er imidlertid også meget ressourcekrævende, og kræver en høj grad af<br />
ekspertise, som ikke findes i projektgruppen og derfor er det blevet fravalgt, at anvende<br />
denne type model. Endvidere er den beregning, der i rapporten er foretaget over<br />
udvaskningen fra rodzonen, ikke en detaljeret model over udvaskningsprocessen, men<br />
en samlet opgørelse over udvaskningen over et år. Det vil derfor ikke være muligt at<br />
modellere transporten fra rodzonen med en større tidsmæssig nøjagtighed, som ellers er<br />
fordelen med den procesorienterede strømningsmodel. Skulle der laves en<br />
oplandsbaseret modellering af kvælstoftransporten er det nødvendigt, at oplandet kan<br />
inddeles i en række deloplande med en kendt transport af kvælstof. Dette kan imidlertid<br />
ikke lade sig gøre med de målinger af kvælstofkoncentrationen, der foreligger for<br />
oplandet. Det er valgt, at modelleringen af transport af kvælstof fra rodzonen til<br />
72 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
vandløbet skal foretages ved hjælp af en henfaldsfunktion opstillet specifikt for<br />
oplandet. Som udgangspunkt for beregningen er det valgt, at modellen skal stilles op<br />
som en funktion af strømningsafstanden frem for strømningstiden. Denne metode har<br />
været anvendt med succes i oplandet til Vejle Fjord og samtidig har det ikke været<br />
muligt at fremskaffe data til at basere modellen på strømningstiden i oplandet.<br />
5.4 Henfaldsmodellen<br />
Henfaldsmodellen er udarbejdet af Skop & <strong>Søren</strong>sen (1998) i forbindelse med deres<br />
undersøgelse af landbrugets kvælstofbidrag til Vejle Fjord. Det er en simpel empirisk<br />
model, hvor det eneste input er mængden af tilført kvælstof fra rodzonen. Modellen<br />
beregner herefter, hvor stor en andel af det tilførte kvælstof, der denitrificeres ud fra den<br />
strækning, som vandet løber under jorden. Modellen kalibreres på forhånd til det<br />
specifikke område, på baggrund af den målte koncentration af kvælstof i Karup Å og<br />
den beregnede udvaskning fra rodzonen. Herefter antages, at sandsynligheden for, at<br />
kvælstoffet denitrificeres er lige stor for hver meter vandet strømmer. Ud fra<br />
undersøgelserne af jordens tekstur i Karup Ås opland, beskrevet i de tidligere kapitler,<br />
er det vist, at hoveddelen af området består af sand. Det er desuden kommet frem, at der<br />
ikke er den store variation i undergrundens tekstur (Pers. komm. Jens Ove Nielsen,<br />
01.12.05), og projektområdet er derfor overvejende homogent. Afstanden som vandet<br />
løber, bestemmes ud fra et potentialekort over grundvandet og ud fra dette beregnes<br />
strømningsretningen. Funktionen kobles på et GIS og den geografiske distribution af<br />
denitrifikationsgrad visualiseres herigennem.<br />
Det er vigtigt at være opmærksom på, at der er en vis tidsforsinkelse fra kvælstoffet<br />
udvaskes fra rodzonen og til det ender i åen. I afsnit 3.5 (Hydrologiske forhold) blev det<br />
vist, at der er en stor korrelation mellem nedbøren og kvælstofmålingerne inden for det<br />
samme år i projektområdet. Endvidere blev det vist, at responsen for en impulsudledning<br />
vil komme inden for samme år og året efter, jf. figur 3.9, afsnit 3.5<br />
(Hydrologiske forhold). Derfor er det valgt at kalibrere modellen efter data fra samme år<br />
som den målte kvælstofmængde i åen. De eneste årsspecifikke inputdata i Viborg Amts<br />
model til estimering af kvælstofudvaskning er dyreenheder og handelsgødning, disse er<br />
begge fra år 2003. Derfor kalibreres henfaldsmodellen mod den beregnede<br />
kvælstofudvaskning fra rodzonen med nitratmålinger fra år 2003, ved Nørkær Bro, som<br />
det hydrologiske opland til Karup Å er defineret ud fra i rapporten. Ved målestationen<br />
er der i 2003 målt 532 t N. Dataene er hentet fra Viborg-GIS (2005). Formlen til<br />
beregning af henfaldsmodellen er:<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 73
Formel 5.2.<br />
Hvor:<br />
L = e (K*X)<br />
L = Udvaskningsfaktor for den kvælstofmængde, der udvaskes fra<br />
rodzonen<br />
K = Henfaldsfaktor, K = ln(1 - P), hvor P er evnen til at fjerne kvælstof<br />
(N/m). For små værdier af P gælder P = - K.<br />
X = Afstanden til åen i flowretningen, dvs. flowlængden (m)<br />
Modellen udregnes i denne rapport for det hydrologiske opland. Skop & <strong>Søren</strong>sen<br />
(1998) beregner, at 10 % af overskudskvælstoffet transporteres af vand der løber af på<br />
overfladen, mens de resterende 90 % løber gennem jorden i sandet jord. I denne rapport<br />
er det valgt at se bort i fra overfladeafstrømningen, idet området som tidligere vist har<br />
en stor permeabilitet, ikke er drænet i betydelig grad og da Karup Å er grundvandsfødt.<br />
Modellen beregnes i et grid med celler på 100 * 100 m.<br />
Flowlængden - Flowlængden er beregnet i forhold til den retning, grundvandet<br />
strømmer for at komme til åen. Strømningsretningen er blevet bestemt ud fra<br />
GIS-data over grundvandspotentialet. Dataene er fundet ved de to amter<br />
(Viborg-GIS, 2005; pers. komm. Dennis Plauborg Noe, 16.11.05). Kort over<br />
grundvandspotentialet kan ses i afsnit 3.5 (Hydrologiske forhold), figur 3.7 kort<br />
B. Flowretningen er beregnet på baggrund af en omkostningsanalyse af<br />
afstanden til åen, hvor koten for grundvandspotentialet er sat til omkostning. Det<br />
betyder, at der i analysen er ”billigere” at gå mod lavere end højere kote. Ud fra<br />
denne retning er flowlængden beregnet.<br />
5.4.1 Kalibrering af henfaldsmodellen<br />
(Skop & <strong>Søren</strong>sen, 1998: 301)<br />
Konstanten K fastsættes ved at kalibrere modellen til forholdene i Karup Ås opland, ud<br />
fra fremgangsmåden beskrevet i Skop & <strong>Søren</strong>sen (1998). Værdien for K for Vejle<br />
Fjord er brugt som udgangspunkt for at finde K for Karup Ås opland. Værdien er<br />
herudfra fundet ved at lave kvalificerede gæt på en værdi for K (Trial and error<br />
metoden). Herefter er kvælstofudvaskningsfaktor (L) beregnet. Værdien for K i Vejle<br />
Fjord blev estimeret til -0,00085 (Skop & <strong>Søren</strong>sen, 1998). Denne K-værdi viste sig<br />
imidlertid at være for lille. Figur 5.4 viser fejlen for et udsnit af de gæt hvor fejlen var<br />
mindst. For at vurdere om den gættede K-værdi er rigtig ganges L med udvaskningen fra<br />
rodzonen, dvs. resultatet fra Viborg Amts model til estimering af kvælstofudvaskning.<br />
Ved at summere celleværdierne af resultatet, inden for det hydrologiske opland, fås den<br />
samlede mængde kvælstof, der vil ende i åen over et år. Fejlen er kvadratet af forskellen<br />
mellem den estimerede mængde kvælstof i åen, ved den gættede K-værdi, og den målte<br />
74 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
mængde kvælstof i åen, figur 5.4. Kalibreringen af modellen viste, at K = -0,00612 for<br />
Karup Ås opland. Dette betyder, at P = 0,00610 N/m.<br />
Kvadrat fejl<br />
Kvadrat fejl<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
-0,0070 -0,0065 -0,0060 -0,0055<br />
K<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
-0,00614 -0,00612 -0,00610 -0,00608<br />
K<br />
Figur 5.4. Estimering af K vha. mindste kvadraters metode. Fejlen er forskellen mellem<br />
kvælstofmængden målt i åen ved Nørkær Bro og summen af estimeret kvælstofudvaskning<br />
til åen. Figuren nederst viser et udsnit af de laveste fejlværdier fra figuren<br />
øverst.<br />
5.4.2 Resultat af henfaldsmodellen<br />
Efter kalibreringen af modellen, er den andel af kvælstoffet udvasket fra rodzonen, der<br />
ender i Karup Å beregnet. Dette kan ses på figur 5.5. Resultatet af henfaldsmodellen<br />
viser, at andelen af kvælstof, der reduceres inden det når åen, er omvendt proportional<br />
med afstanden til åen. Der sker en eksponentiel stigning i mængden af kvælstof, der<br />
fjernes, når afstanden til åen bliver større. Ud fra udsnittet på figur 5.5, er det muligt at<br />
skønne, hvor meget kvælstof, der udvaskes i forhold til afstanden, tabel 5.3.<br />
Tabel 5.3. Andelen af kvælstoffet der udvaskes fra rodzonen.<br />
Afstand til åen (m) Udvasket kvælstof (%)<br />
0 - 200 50 - 100<br />
200 - 500 5 - 50<br />
500 - 1000 5 - 1<br />
1.000 - 1.500 0,1 - 1<br />
> 1.500 0 - 0,1<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 75
Figur 5.5. Henfaldsmodel. Andelen af kvælstof udvasket fra rodzonen, der ikke<br />
reduceres inden det når åen. Udsnittet tydeliggør henfaldet i forhold til afstand fra åen.<br />
Åen er ikke indtegnet, men ligger midt i det røde område. Udvaskningssfaktoren er<br />
omregnet til procent. Cellestørrelsen i beregningsgridet er 100 * 100 m.<br />
I arealerne tættest på åen er reduktionen minimal, men allerede ved ca. 500 m fra åen er<br />
der en reduktion på 95 %, og i en afstand af ca. 1.000 m er reduktionen oppe på 99 %.<br />
Dette betyder, at det specielt er de helt ånære områder, der har betydning i forhold til<br />
udvaskningen af kvælstof, mens der kan ses bort fra arealer længere væk. Af hensyn til<br />
usikkerheden i modellen, virker det rimeligt at udpege de arealer, som ligger indenfor<br />
en afstand på 1 km af åen, som værende de arealer, der har betydning for kvælstofudvaskningen.<br />
Det er også væsentligt at vide, hvor stor en andel af oplandet, der har de<br />
forskellige grader af udvaskningsreduktion. Dette er udregnet i figur 5.6.<br />
Det ses, at områder med 0-1 procents udvaskning tilsammen udgør ca. 49 % af<br />
oplandet. Dermed er der ca. 51 % af oplandet, der ligger indenfor 1 km af åen.<br />
Resultatet af henfaldsmodellen bliver derfor, at ca. halvdelen af oplandet kun har<br />
begrænset betydning for kvælstofudvaskningen. I næste afsnit vil henfaldsmodellen<br />
vurderes, hvorefter henfaldsmodellen vil ganges på Viborg Amts model for at få et<br />
rumlig differentieret bud på, hvorfra de største mængder kvælstof der ender i Karup Å<br />
stammer.<br />
76 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
% af oplandet<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
0 - 0,1 0,1 - 1 1 - 5 5 - 10 10 - 25 25 - 50 50 - 100<br />
Udvaskningsfaktor (%)<br />
Figur 5.6 Udvaskning af kvælstof i forhold til andel af oplandet<br />
5.4.3 Vurdering af henfaldsmodellen<br />
Henfaldsmodellen beskriver udvaskningen fra rodzonen til vandløbet, hvor den<br />
afgørende parameter i modellen er strømningsafstanden. I virkeligheden er det ikke<br />
strømningsafstanden, som er den afgørende parameter for, hvorvidt det kvælstof, der<br />
bliver udvasket i rodzonen, bliver denitrificeret eller ej, men hvorvidt grundvandet<br />
strømmer gennem et reducerende lag. Ifølge Jens Ove Nielsen (Pers. komm., 01.12.05),<br />
er der derfor ikke tale om en graduering med forskellige grader af kvælstofudvaskning,<br />
men en skarp grænse, hvor nitraten fra et område enten bliver denitrificeret fuldstændig<br />
eller slet ikke. Det kan dog ikke forventes, at grundvandet strømmer ens over hele året,<br />
hvorfor der må forekomme en graduering som følge heraf, da bl.a. nedbøren og<br />
markkapaciteten varierer. Endvidere findes der den sammenhæng, at en større afstand til<br />
åen betyder, at vandet strømmer gennem dybere lag inden det når åen. Derfor vurderes<br />
det, at strømningsafstanden til åen med en vis rimelighed kan anvendes som udtryk for,<br />
om nitraten når de dybere jordlag og bliver reduceret.<br />
Den model, der er blevet sat op i denne rapport giver indtryk af, at forholdene langs åen<br />
er ret ens, idet strømningsafstanden til åen er ret ens. Dette er ikke nødvendigvis<br />
tilsvarende virkeligheden, da der kan være variationer i jordens tekstur, men da<br />
teksturundersøgelsen i kapitel 4 (Undersøgelse af oplandet til Karup Å) viste, at<br />
undergrunden i projektområdet er overvejende homogen, betragtes dette som en lille<br />
fejlkilde.<br />
Modellen er sat op på baggrund af det hydrologiske opland og det er antaget, at der ikke<br />
sker en overfladeafstrømning. Denne antagelse er begrundet med, at oplandet er sandet<br />
og åen er grundvandsfødt. Der må imidlertid ske en vis overfladeafstrømning. Det er<br />
også blevet valgt at se bort fra dræn. Det var ikke muligt at finde data for, hvor stor del<br />
af oplandet, der er drænet. Dette ville have givet et billede af, hvor stor en del af<br />
afstrømningen, som stammer fra dræn og som derfor ikke har haft mulighed for, at<br />
strømme gennem den reducerende zone. Det bør bemærkes, at der også foregår<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 77
denitrificering i vandløb. Størrelsen af denne afhænger af vandløbets form, bundforhold,<br />
vandhastighed mm. Denne denitrifikation er der blevet set væk fra i denne rapports<br />
modelberegning, da den ifølge Skop & <strong>Søren</strong>sen (1998) kun står for en mindre del af<br />
den totale denitrifikation.<br />
Det har kun været muligt at kalibrere modellen op imod et målepunkt i åen. Dermed var<br />
det ikke muligt at opdele oplandet i deloplande, hvor modellen kunne havet været<br />
kalibreret for et delopland, for derefter at validere modellen i et andet delopland. En<br />
anden måde at kalibrere modellen var at bruge data fra forskellige årstal, i stedet for<br />
forskellige områder. Hermed ville det endvidere have været muligt at vise en tidsmæssig<br />
udvikling, der kunne beskrive udviklingen i kvælstofudvaskningen. Dette har<br />
dog heller ikke været muligt, hvilket skyldes, at resultatet fra Viborg Amts model til<br />
estimering af kvælstofudvaskning benyttes til kalibreringen. Problemet er, at Viborg<br />
Amts model er kalibreret efter gennemsnitsværdier for bl.a. klima og dermed er det ikke<br />
muligt at estimere udvaskninger, der gælder for et specifikt år. Et andet problem ved, at<br />
det er nødvendigt at bruge Viborg Amts model i kalibreringen er, at usikkerhederne og<br />
evt. fejl vil blive overført til henfaldsmodellen. Derfor er resultatet ved henfaldsmodellen<br />
behæftet med mindst de sammen fejl som resultatet fra Viborg Amts model.<br />
Det blev vurderet, at den samlede udvaskning fra rodzonen sandsynligvis er underestimeret.<br />
Af denne grund kan det forventes, at udvaskningsfaktoren er overestimeret.<br />
Det har ikke været muligt at tage højde for udledning af kvælstof fra punktkilder i<br />
oplandet. Da modellen er kaliberet ud fra den samlede kvælstofudvaskning fra oplandet,<br />
betyder det, at udvaskningen fra landbrugsområderne bliver overestimeret, og at<br />
reduktionsfaktoren derfor bliver underestimeret. Udledningen fra punktkilderne udgør<br />
dog kun ca. 4 t N ud af den samlede udvaskning på 532 t N, og derfor ses denne<br />
fejlkilde som ubetydelig (Viborg-GIS, 2005).<br />
Udover de nævnte usikkerheder er der også en vis usikkerhed på de data, der er blevet<br />
brugt til at kalibrere modellen efter. De data, der ligger for stoftransporten i åen, som<br />
udvaskningsdataene bliver sammenlignet med, er også forbundet med en vis<br />
usikkerhed. Denne usikkerhed skyldes, at det er punktmålinger af vandføring og<br />
kvælstofindhold, der lineært er blevet interpoleret over tiden således, at der dannes et<br />
samlet billede af stoftransporten over et år. Vandføringen og indholdet af kvælstof<br />
varierer meget i løbet af tiden, da de afhænger af nedbøren. Karup Å er, som tidligere<br />
nævnt, et grundvandsfødt vandløb og der er derfor ikke så store udsving i vandføringen,<br />
hvorfor det antages, at der ikke er betydelige afvigelser mellem det anvendte tal og den<br />
reelle udvaskning.<br />
Fordelen ved denne model har været, at den er nem at opsætte og anvende, og de<br />
generaliseringer, den så leverer, har ikke haft nogen væsentlig betydning for resultatet.<br />
Der findes modeller, f.eks. MIKE SHE, der kunne give et mere detaljeret billede og en<br />
større nøjagtighed, men på grund af deres kompleksitet og de store mængder data<br />
nødvendigt for at anvende modellen, har dette ikke været muligt. Henfaldsmodellen har<br />
også den ulempe, at der var en begrænset mængde data til rådighed. Det har betydet, at<br />
alle dataene blev brugt til at kalibrere modellen med og der har derfor ikke været data<br />
tilbage til at validere modellen.<br />
78 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
Hvis modellen skulle forbedres, skulle den sættes op, så strømningen ikke kun afhang af<br />
afstanden til åen, men eksempelvis også af lerindholdet, der også har stor indflydelse på<br />
jordens permeabilitet. Det har imidlertid ikke været muligt at finde data over, hvordan<br />
lerindholdet påvirker strømningen, så det har ikke været muligt at gøre i denne rapport,<br />
men henfaldsmodellen kunne eventuelt kombineres med laboratorieforsøg, over lerindholdets<br />
påvirkning af strømningen. Dette ville imidlertid ikke gøre modellen bedre i<br />
forhold til at placere de områder, hvor kvælstoffet ender i den reducerende zone. For at<br />
kunne beregne dette, ville det være nødvendigt at anvende en mere detaljeret<br />
strømningsmodel.<br />
5.5 Resultat af kvælstofudvaskningsopgørelsen<br />
I de to foregående afsnit er udvaskningen fra rodzonen fundet ved brug af Viborg Amts<br />
model og udvaskningen til åen er fundet ved brug af henfaldsmodellen. I dette afsnit<br />
kombineres de to modeller for at udpege præcist, hvilke områder der udleder mest<br />
kvælstof til Karup Å. Dette gøres ved at multiplicere de to modeller. Resultatet heraf<br />
kan ses på figur 5.7.<br />
Resultatet af den samlede udvaskningsopgørelse viser, at afstanden til åen stadigvæk<br />
har en høj betydning, men på grund af indflydelsen fra Viborg Amts model, er resultatet<br />
nu blevet mere varieret. I nogle områder tæt på åen er der en udvaskning på 80-110 kg<br />
N pr. ha. Dette falder dog hurtigt til 5-20 kg N pr. ha, hvilket gælder næsten ud til 1 km<br />
fra åen. Over 1 km fra åen er udvaskning under 1 kg N pr. ha. Det kan ses, at nogle<br />
strækninger af åen er næsten uden arealer i den højeste udvaskningsklasse, mens andre<br />
har en meget høj kvælstofudvaskning. Variationen i udvaskningen vist i denne model<br />
kan genkendes i resultatet fra Viborg Amts model, hvor de lavere udvaskningsintervaller<br />
bl.a. var afhængige af lerindhold i jorden, dyreenheder pr. ha og arealanvendelse.<br />
For at kunne vurdere betydningen af de højtbelastende områder, er det beregnet, hvor<br />
stor en andel de udgør af det samlede areal. Resultatet heraf kan ses i figur 5.8. Det ses,<br />
at ca. 55 % af oplandet har en kvælstofudvaskning på 0-1 kg N pr. ha, hvilket svarer til<br />
de blå arealer på figur 5.7. Arealerne med kvælstofudvaskning på 40-110 kg N pr. ha<br />
udgør tilsammen ca. 8 % af oplandet. Disse højtbelastende områder er symboliseret ved<br />
de røde og orange arealer på figur 5.7. De sidste ca. 37 % af oplandet har en lavere<br />
kvælstofudvaskning på 1-40 kg N pr. ha, men i forhold til de ikke dyrkede områder,<br />
hvor kvælstofudvaskningen var 0-15 kg N pr. ha, bærer mange af disse områder præg af<br />
menneskelig påvirkning.<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 79
Figur 5.7. Kvælstofmængde pr. ha, der udvaskes til åen fra rodzonen årligt. Udsnittet<br />
tydeliggør den rumlige fordeling inden for 1 km fra åen. Cellestørrelsen i beregningsgridet<br />
er 100 * 100 m.<br />
80 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
% af oplandet<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 - 1 1 - 5 5 - 20 20 - 40 40 - 80 80 - 110<br />
Bidrag til åen N kg pr. ha<br />
Figur 5.8. Andelen af oplandet i forhold til kvælstofudvaskningen til Karup Å.<br />
Resultatet af den samlede udvaskningsopgørelse viser, ligesom henfaldsmodellen, at en<br />
stor del af oplandet er uden væsentlig betydning i forhold til kvælstofudvaskningen.<br />
Andelen er vokset en lille smule i forhold til resultat fra henfaldsmodellen, idet ca. 55 %<br />
af arealet kun har en minimal udvaskning, mod 49 % i henfaldsmodellen.<br />
Udvaskningsopgørelsen viser også, at det kun er en relativt lille andel af oplandet, der<br />
har en bidrager med en høj kvælstofudvaskning, mens en vis påvirkning kan spores i en<br />
tredjedel af oplandet.<br />
5.5.1 Vurdering af udvaskningsopgørelsen resultat<br />
Der er ikke kommet nye fejlkilder til i denne del, da udvaskningsopgørelsen kun bygger<br />
på resultaterne fra de to tidligere modeller. Det betyder, at fejlkilderne i den samlede<br />
udvaskningsopgørelse er summen af fejlkilderne i de to tidligere modeller. Dermed<br />
bliver alle unøjagtighederne og fejlene overført til denne model, så den samlede<br />
nøjagtighed bliver mindre. Hvis udvaskningsopgørelsen skulle forbedres, skulle<br />
forbedringen ligge i de to tidligere modeller, hvor der som nævnt kunne anvendes mere<br />
nøjagtige modeller og indsamles mere præcise data. På trods af disse fejl vurderes det,<br />
at udvaskningsopgørelsen giver et brugbart resultat, da der ikke var forventet en høj<br />
nøjagtighed, men mere en generel udpegning af de områder, der bidrager med den<br />
største kvælstofudvaskning.<br />
5.6 Opsummering<br />
I dette kapitel er der lavet en udvaskningsopgørelse for oplandet til Karup Å. Dette er<br />
gjort ved anvendelsen af to modeller, Viborg Amts model estimering af<br />
kvælstofudvaskning og henfaldsmodellen. Viborg Amts model udpegede de områder,<br />
hvorfra der sker den største kvælstofudvaskning fra rodzonen, mens henfaldsmodellen<br />
klargjorde betydningen af afstanden til åen. Resultaterne af disse modeller blev<br />
multipliceret, hvilket gav den samlede udvaskningsopgørelse. Nøjagtigheden af<br />
modellerne til udvaskningsopgørelsen er blevet vurderet gennem hele kapitlet, og der er<br />
fundet en række fejlkilder, der sænker denne. Da formålet med udvaskningsopgørelsen<br />
5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen 81
er en overordnet udpegning af de belastende områder, og ikke en detaljeret zonering af<br />
oplandet, er det vurderet, at resultat af udvaskningsopgørelsen er fyldestgørende til dette<br />
formål.<br />
Udvaskningsopgørelsen viste, at områder mere end ca. 1 km fra åen kun har en<br />
begrænset indflydelse på kvælstofudvaskningen til Karup Å. Samtidig blev de områder<br />
langs åen, hvor kvælstofudvaskningen er højest, udpeget. Disse to resultater vil blive<br />
brugt i det næste kapitel, hvor det undersøges, hvilke tiltag, der kan anvendes til at<br />
reducere kvælstofudvaskningen.<br />
82 5 Opgørelse af kvælstofudvaskningen
Ændring i<br />
arealanvendelsen<br />
I dette afsnit vil der tages udgangspunkt i den kvælstofbelastningsopgørelse, der i<br />
kapitel 5 (Opgørelse af kvælstofudvaskningen) blev udregnet for projektområdet. Det<br />
blev fundet, at det maksimalt var 1 promille af det kvælstof, der udvaskes fra rodzonen i<br />
områder mere end 1 km fra åen, der ender i åen. Af denne grund vil der i dette kapitel<br />
afgrænses til at se på tiltag rettet mod det ånære område på maksimalt 1 km fra åen. I<br />
dette kapitel vil der undersøges, hvordan en ændring i arealanvendelsen vil kunne<br />
mindske kvælstofudvaskningen til Karup Å. For at kunne igangsætte tiltag med dette<br />
formål er det nødvendigt at undersøge, hvilke planlægningsmæssige virkemidler, der<br />
kan anvendes i denne henseende. Planlægningen i det åbne land foretages primært af<br />
amterne efter retningslinjer fra de gældende love, disse vil derfor i det følgende blive<br />
gennemgået. Herudfra opstilles fem scenarier, der kvantificerer den mulige kvælstofreduktion<br />
ved forskellige mulige tiltag. Dette gøres for at illustrere arealanvendelsens<br />
påvirkning på kvælstofudvaskningen. Reduktionen ved hvert scenario vil sammenholdes<br />
med politiske mål for reduktion, og på denne baggrund vil det blive vurderet,<br />
hvordan en ændring i arealanvendelsen, mest effektivt begrænser udvaskningen af<br />
kvælstof fra projektområdet.<br />
6.1 Vandmiljøplanlægningens historie<br />
Planlægningen inden for vandmiljøet kom for alvor på dagsorden i starten af 1980’erne,<br />
da der blev registreret omfattende iltsvind i de danske farvande. Omfattende<br />
undersøgelser af iltsvindet blev sat i gang og udmøntede i NPo-redegørelsen fra 1984<br />
(N = nitrogen, P = fosfor, o = organisk stof). I denne blev udvaskningen af kvælstof<br />
udpeget som den vigtigste årsag til iltsvindet, hvor landbruget og spildevand bidrog med<br />
den største del. NPo-handlingsplanen blev vedtaget i 1985, og blev således det første<br />
forsøg på at regulere landbrugets udvaskning af kvælstof. Modsat mange tidligere<br />
planer, der opererer med et arealbaseret sigte, opererer NPo-handlingsplanen med et<br />
stofligt sigte, dvs. at i stedet for at fokusere på udvaskningen fra et bestemt område,<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 83
fokuseres der på kvælstoffets kredsløb og indgriben heri. På grund af store iltsvind i<br />
1986 blev NPo-handlingsplanen allerede i 1987 strammet op ved implementeringen af<br />
Vandmiljøplan I (VMP I). Målet i VMP I var en reduktion i kvælstofudvaskning fra<br />
landbrug på 50 % over 3 år 1 (Knudsen et al., 2000: 94-99). I slutningen af 1980’erne<br />
kom bæredygtigheden til at spille en vigtig rolle i den danske, såvel som i den<br />
internationale planlægningssammenhæng. Et af resultaterne af bæredygtighedsdiskussionen<br />
var ”Handlingsplan for en bæredygtig udvikling i landbruget”. I forhold til<br />
tidligere planer var dette en skærpelse af reglerne og en mere direkte ændring af<br />
produktionsmetoderne (Christensen, 2002: 382). Sidst i 1980’erne kom det imidlertid til<br />
at stå klart, at målet med 50 % reduktion i udvaskningen af kvælstof ikke kunne nås<br />
med de virkemidler, der var blevet taget i brug (Agger et al., 2002: 42-44). Det førte til,<br />
at målet med reduktionen af udvaskningen blev skudt til år 2000, mens nye virkemidler<br />
blev vedtaget. I 1998 blev Vandmiljøplan II vedtaget.<br />
I 2000 tilsluttede Danmark sig EU’s Vandrammedirektiv (VRD), hvorved Danmark<br />
forpligter sig til, at vandmiljøet inden år 2015 skal leve op til en ”god økologisk<br />
tilstand”, dvs. en tilstand, hvor følgende tre faktorer i vandmiljøet er uden menneskelig<br />
påvirkning (Baattrup-Pedersen et al., 2004: 10-11):<br />
Fysiske/kemiske faktorer - Blandt andet næringsstoffer og miljøfremmende<br />
stoffer<br />
Biologiske faktorer - Akvatisk flora og fauna<br />
Hydromorfologiske elementer - Vandmængde og vandløbets udseende<br />
I det videre planlægningsarbejdet i Danmark var det således ønsket, at VRD skulle<br />
indarbejdes i vandmiljøplanlægningen (Vandmiljøplan III, 2004: 1). Vandmiljøplan III<br />
(VMP III) trådte i kraft i år 2004 og har en tiårig planlægningshorisont. Målsætningen<br />
for kvælstof i VMP III er en yderligere reduktion af udvaskningen på 13 %, når<br />
effekterne af Vandmiljøplan II er slået igennem (Vandmiljøplan III, 2004: 2). VMP III<br />
er udgangspunktet for den planlægning og de virkemidler, der i dag anvendes i forhold<br />
til at forbedre miljøet i recipienterne.<br />
Amterne omkring Limfjorden, Ringkøbing, Viborg og Nordjyllands Amter, har desuden<br />
en fælles målsætning for kvælstofudvaskningen fra Limfjordens opland. I Limfjordsovervågningens<br />
rapport fra 2004 konkluderes det, at den aktuelle udvaskning af<br />
kvælstof (15.883 t i 2004) er 50 % højere end amternes målsætning (Grooss et al., 2005:<br />
14). Målet for reduktionen i kvælstofudvaskningen er sat til en halvering af mængden<br />
udvasket i 1984. Limfjordsamternes mål er dermed, at den totale udvaskning af<br />
kvælstof skal reduceres med 5.294 t fra oplandet. Det bliver i denne forbindelse ikke<br />
specificeret, hvordan reduktionen skal opnås. Den totale mængde, der skal reduceres,<br />
bliver efter denne målsætning højere end den fremsat i VMP III. Der vil i de scenarier,<br />
der opstilles sidst i kapitlet, blive sammenlignet med begge mål for kvælstofreduktion.<br />
1 Kvantitativt blev reduktionen sat til 127.000 t N over de 3 år. Den totale kvælstofudvaskning fra<br />
landbruget var i NPo-redegørelsen blevet beregnet til 260.000 t N pr. år, hvoraf 30.000 t stammede fra<br />
udslip på gårdene (gårdbidraget) og 230.000 stammede fra udvaskning fra rodzonen (markbidraget). Det<br />
er siden blevet udregnet, at udvaskningen i udgangspunktet ikke var 260.000 t N pr. år, men snarere<br />
300.000 t N pr. år (Grant, 2002). Ved evalueringen af VMP I og II er den oprindeligt udregnede<br />
kvælstofudvaskning brugt for at evaluere på planernes succes.<br />
84 6 Ændring i arealanvendelsen
6.2 Planlægningens virkemidler<br />
I dette afsnit undersøges de virkemidler, der benyttes i planlægningen for at forbedre<br />
vandmiljøet i Danmark. Der tages udgangspunkt i virkemidler opstillet i VMP III, da<br />
virkemidlerne fra de tidligere planer enten er gennemført eller indgår i VMP III. De<br />
virkemidler, der i dag er gældende, er derfor et resultat af en udvikling, der har været i<br />
gang siden NPo-handlingsplanen i 1985. I denne rapport er målet, at en ændring i<br />
arealanvendelsen skal kunne nedsætte udvaskningen af kvælstof. De overordnede<br />
økonomiske og lovmæssige virkemidler vil derfor ikke blive nærmere undersøgt. Der<br />
vil derimod blive set på de virkemidler, der ændrer arealanvendelsen. Disse virkemidler<br />
sammenholdes med regionplanerne for Karup Ås opland. Det vil således bedømmes i<br />
hvilket omfang de enkelte virkemidler er fornuftige redskaber for at nedbringe<br />
kvælstofudvaskningen til Karup Å. I tabel 6.1 ses de virkemidler, som indgår i VMP III.<br />
Tabel 6.1. Virkemidler i VMP III til kvælstofreduktion. Her vist med de enkelte tiltags<br />
planlagte udbredelse og kvælstofreduktion (Vandmiljøplan III, 2004: 7).<br />
Tiltag<br />
Indsats fra 2005-2009<br />
Strukturudviklingen inkl. - Udtagning af ca.<br />
ha Reduceret nitratudvaskning (t N)<br />
55.000 ha 4.000<br />
CAP-reform 3.200<br />
Skovrejsning 11.400 450<br />
Vådområder<br />
Yderligere MVJ herunder etablering af<br />
4.000 1.050<br />
randzoner, vådområder udtagning<br />
Efterafgrøder – generelt krav om 6 % og 10<br />
4.000 400<br />
% på husdyrbrug >0,8 de/ha<br />
Stramning af udnyttelseskravet for<br />
40.000 2.100<br />
minkgødning. 100<br />
Ca. 11.300<br />
I alt<br />
Indsats fra 2009-2015<br />
Strukturudviklingen inkl. - Udtagning af ca.<br />
(7 %)<br />
55.000 ha<br />
Efterafgrøder – generelt krav om 10 % og 14<br />
4.000<br />
% på husdyr-brug >0,8 de/ha 85.000 2.500<br />
Skovrejsning<br />
Generel skærpelse af krav til udnyttelse af<br />
11.400 450<br />
husdyrgødning med 4,5-5 % 2.900<br />
Ca. 21.150<br />
I alt<br />
(13 %)<br />
VMP III indeholder både virkemidler til reduktion af fosfor- og kvælstofudvaskningen,<br />
men fosforreduktion er ikke interessant i forhold til denne rapports problemstilling. Det<br />
skal dog nævnes, at der planlægges en udlægning af 10 m bræmmer langs vandløbene af<br />
hensyn til fosforreduktionen, hvilket også kunne give en effekt for kvælstof-<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 85
udvaskningen. Strukturudvikling skal ske gennem bl.a. udtagning af arealer, forbedret<br />
foderudnyttelse og implementering af EU's nye landbrugsreform (Vandmiljøplan III,<br />
2004: 2). Det er altså tale om overordnede strukturelle ændringer på landsplan. CAPreformen<br />
er en ny fælles landbrugspolitik i EU-lande, der siger, at landbrugsstøtten vil<br />
gives uafhængigt af produktionens størrelse. Dette skulle fremme et mere miljøvenligt<br />
landbrug, med fokus på fødevaresikkerhed og dyrevelfærd. Både de to nævnte<br />
virkemidler og det skærpede krav til efterafgrøder er overordnede lovændringer, der<br />
rammer alle landmænd. Disse virkemidler vil ikke undersøges nærmere. Derimod er<br />
skovrejsning, vådområder og satsning på miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger (MVJ)<br />
alle virkemidler, der ændrer arealanvendelsen i de aktuelle områder. De er alle tre<br />
baseret på frivillighed fra jordejer, hvor der gives erstatning ved implementering af alle<br />
tre virkemidler og gennem information og infrastruktur kan de fremmes i de mest<br />
udsatte områder. Med infrastruktur menes kommunikationsveje og vurderingsmuligheder<br />
for ansøgning af MVJ-aftaler. I det følgende vil disse tre virkemidler blive<br />
gennemgået og deres effekt i forhold til nedsættelse af kvælstofudvaskningen vil blive<br />
undersøgt. MVJ-aftaler bliver gennemgået under særlig følsomme landbrugsområder<br />
(SFL), der er den overordnede betegnelse på de områder, inden for hvilke MVJ-aftaler<br />
bliver indgået. De gældende regionplaner for oplandet til Karup Å vil anvendes i<br />
forhold til de tre virkemidler for at kunne vurdere, i hvilke områder det er aktuelt at<br />
implementere det givne virkemiddel.<br />
Skovrejsning<br />
Skovrejsning er et tiltag, der ændrer fundamentalt ved arealanvendelsen, når det sker på<br />
tidligere agerjord. Ved plantning af skov vil nitratudvaskningen de første par år være på<br />
størrelse med udvaskningen fra agerjord. Dette hænger sammen med, at der i jorden vil<br />
være et overskud af kvælstof og at der går nogle år før træernes rødder dækker området.<br />
I nogle områder bliver jorden i tillæg gødet de først par år for at fremme træernes vækst.<br />
Inden for de første ca. 10 år, alt efter trætype, vil rødderne dække skovområdet og<br />
nitratudvaskningen vil falde til en udvaskning på 0-15 kg N pr. ha årligt (SNS, b, 2005;<br />
Einfeldt & Klaumann, 2005). Kvælstoffets kredsløb i skovområder er således relativt<br />
lukket, idet træer har en stor kapacitet til at binde kvælstoffet og der ikke tilføres nyt<br />
kvælstof (Clausen et al., 2004: 14). Skovrejsning skal ifølge, VMP III fra 2004 til 2009<br />
stå for en reduktion på 450 t N og samme mænge fra 2009 til 2015, altså i alt en<br />
reduktion på 900 t N. Dette svarer til 4,25 % af den samlede reduktion på 21.150 t, eller<br />
0,56 % af den samlede udvaskning.<br />
Skovrejsning som led i en forbedring af vandmiljøet vil ske på frivillig basis, og der vil<br />
blive givet erstatning til landmanden for tabt indkomst i op til 10 år (Bekendtgørelse<br />
skovrejsning, 2004: § 2). I regionplanen findes der zoner hvor skovrejsning er ønskelig,<br />
primært på grund af rekreationsmuligheder og drikkevandsinteresser samt et ønske om<br />
økologiske forbindelseslinjer i landskabet. Ligeledes findes der zoner hvor skovrejsning<br />
ikke er ønskelig. Dette er områder, der indeholder ”natur- og landskabsværdier eller<br />
kulturhistoriske værdier, der er uforenelige med skovrejsning” (Viborg-regionplan,<br />
2005: 117). På figur 6.1 ses det, at skovrejsning er uønsket i store dele af<br />
projektområdet. Regionplanen nævner ådale specielt som områder, hvor skovrejsning er<br />
uønsket. Der er imidlertid også et større område i forbindelse med den allerede<br />
eksisterende skov, Kompedal Plantage, hvor skovrejsning er ønsket, figur 6.1. Sker der<br />
86 6 Ændring i arealanvendelsen
en skovrejsning i dette område, vil det betyde en lavere udvaskning af kvælstof fra<br />
oplandet til Karup Å.<br />
Figur 6.1. Regionplanens udpegede områder for skov (Viborg-GIS, 2005; Ringkøbing-<br />
GIS, 2005).<br />
Vådområder<br />
Vådområder er en fællesbetegnelse for søer, moser, våde enge, sumpskove, rørskove<br />
mm. Etablering af vådområder har været et virkemiddel i vandmiljøplanlægningen siden<br />
VMP II, og dette virkemiddel har stadigvæk en høj prioritet (DFFE, a, 2005). Idéen med<br />
vådområder er, at denitrifikation fremmes ved, at der skabes iltfrie forhold ved eller i<br />
åen. Når vandet transporterer kvælstoffet gennem disse områder, vil kvælstofkoncentrationen<br />
i vandet således falde og i sidste ende bliver der udledt mindre kvælstof<br />
til recipienten. Vådområdet behøver dermed ikke placeres, hvor udvaskningen af<br />
kvælstof er højest, men der hvor det får mulighed for at nedsætte nitratkoncentrationen<br />
mest. I figur 6.2 ses det, at der i regionplanen er planlagt mindre vådområder i<br />
projektområdet. Derudover er der planlagt et større vådområde nedstrøms for<br />
projektområdet. Ved at placere vådområdet tæt på åens munding er der mulighed for at<br />
fjerne mere kvælstof, da der her, alt andet lige, vil være opsamlet en større mængde fra<br />
oplandet, sammenlignet med længere opstrøms. Dette område er i regionplanen udlagt<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 87
til potentielt vådområde og der er igangsat forundersøgelser. Vådområder fjerner ifølge<br />
Grant (2002) 350 kg N pr. ha årligt. I VMP II var der sat krav om, at vådområder skulle<br />
fjerne mindst 200 kg N pr. ha årligt. Dette krav er i VMP III nedjusteret til 100 kg N pr.<br />
ha årligt. Dette skete både for at øge antallet af potentielle vådområder og der skete en<br />
erkendelse af, at vådområder ikke er så effektive som først antaget (Vandmiljøplan III,<br />
2004). Vådområder kan oprettes på områder afsat til formålet i regionplanen, figur 6.2,<br />
eller privatpersoner kan selv tage initiativ, og f.eks. ansøge om en MVJ-aftale.<br />
Figur 6.2. Regionplanens udpegede potentielle vådområder (Viborg-GIS, 2005;<br />
Ringkøbing-GIS, 2005).<br />
Projektområdet består hovedsagligt af sandjord, som ikke er så velegnet til vådområder<br />
(DMU, c, 2005). I ådalen er der imidlertid forekomster af humus, hvilket betyder, at<br />
vådområder kunne oprettes her. Da der ifølge regionplanen ikke er udlagt væsentlige<br />
områder til vådområder i projektområdet, vil disse ikke undersøges nærmere som et<br />
muligt tiltag.<br />
88 6 Ændring i arealanvendelsen
Særlig Følsomme Landbrugsområder<br />
Særlig Følsomme Landbrugsområder (SFL) udpeges af amterne som områder, hvor der<br />
skal fremmes ekstensiv landbrugsdrift. De udpeges i områder, hvor en ekstensiv<br />
landbrugsdrift vil give størst gavn for bl.a. naturområder, grundvand, kystområder mm.<br />
Måden den ekstensive landbrugsdrift fremmes på er, at det for landmænd inden for<br />
SFL-områder er muligt at indgå miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger (MVJ).<br />
Formålet med MVJ-aftaler er, foruden at forbedre miljøet og miljøplanlægningen, bl.a.<br />
at nedsætte udvaskningen af kvælstof (DFFE, b, 2005). Landmanden skal selv ansøge<br />
amtet om at indgå en MVJ-aftale, og regionplanens zonering giver amtet en retningslinje<br />
at følge i forhold til bevilling. Inden for SFL-områderne bliver Natura 2000områderne<br />
prioriteret højest ved ansøgning om en MVJ-aftale (Bekendtgørelse MVJ,<br />
2005: bilag 1). Natura 2000 er en række EU-direktiver, der har et overordnet mål om at<br />
stoppe forringelsen af biodiversiteten. Under Natura 2000-områderne findes habitat- og<br />
fuglebeskyttelsesområderne, der bliver højt prioriteret af regeringen (DFFE, c, 2005;<br />
SNS, c, 2005).<br />
Figur 6.3. Regionplanens udpegede SFL-områder og Natura 2000-områder (Viborg-<br />
GIS, 2005; Ringkøbing-GIS, 2005).<br />
På figur 6.3 kan det ses, hvilke områder i Karup Ås opland, der er SFL-områder. Det<br />
ses, at dette inkluderer det ånære område, hvor udvaskningen af kvælstof til åen er<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 89
højest. Det ses endvidere, at ikke alle de ånære områder er udpeget som SFL-områder,<br />
hvilket kunne skyldes, at amterne ikke har ment at landbrugsdriften i disse områder<br />
udgør en nævneværdig trussel overfor naturen, grundvandet mv. De ikke udpegede<br />
ånære områder er hovedsagelig i tilknytning til mindre tilløbsåer. Det fremgår endvidere<br />
af figur 6.3, at de ånære områder langs den nederste del af Karup Å er registreret som<br />
Natura 2000-område.<br />
I tabel 6.2 ses de forskellige indgreb, der kan indgå i en MVJ-aftale, og hvor meget det<br />
forventes, at de kan reducere kvælstof udvaskningen.<br />
Tabel 6.2. Mulige MVJ-aftaler og deres forventede kvælstofudvaskningsreduktion<br />
(Grant, 2002: 9).<br />
Aftale Reduktion kg N pr. ha årligt<br />
Nedsat N-tilførsel 45<br />
Græsordninger 8<br />
20-årig udtagning af agerjord 63<br />
Ændret afvanding 80<br />
Sørestaurering 360<br />
Udlæg af rajgræs 25<br />
Dyrkn. uden bekæmpelsesmidler 0<br />
Amtet indgår en aftale med landmanden om, hvilke af disse restriktioner der pålægges<br />
bedriften, og en passende erstatning bliver givet. Det er ikke alle disse indgreb, der er<br />
anvendelige i forbindelse med projektområdet i denne rapport, bl.a. er der ikke<br />
mulighed for at foretage søresteaurering, og dyrkning uden bekæmpelsesmidler giver<br />
ingen reduktion af kvælstofudvaskningen. Den ændrede afvanding drejer sig om at<br />
fjerne dræn fra marken, og derved mindske den hastighed, hvorved vandet når åen,<br />
således at en større del af kvælstoffet kan denitrificeres. Denne mulighed er heller ikke<br />
relevant i forhold til denne rapport, da dræn hovedsagelig anvendes på lerede jorder<br />
(Knudsen et al., 2000: 102), og undersøgelsesområdet, som nævnt, hovedsagligt består<br />
af sandede jorde. De fire indgreb, der kunne være relevante i denne rapport, bliver<br />
derfor nedsat N-tilførsel, græsordningen, 20-årig udtagning af agerjord og udlæg af<br />
rajgræs.<br />
Ved nedsat N-tilførsel må der maksimalt tilføres jorden 60 % af normen<br />
(Bekendtgørelse MVJ, 2005: § 39). Dette sker ved nedsættelse af gødningsmængden.<br />
Herved fås et lavere høstudbytte, men tiltaget mindsker samtidig også udvaskningen af<br />
nitrat, da der er mindre nitrat til stede i jorden. Græsordninger er ordninger, hvor jorden<br />
anvendes til afgræsning med dyr, men ikke ellers dyrkes eller tilføjes gødning. 20-årig<br />
udtagning af agerjord betyder, at jorden ikke dyrkes og derved tilføjes der ikke<br />
kvælstof, som kan udvaskes. Rajgræs er en efterafgrøde, som begrænser kvælstofudvaskningen<br />
fra ellers bare marker (Jørgensen et al., 2003: 93). Ifølge VMP III<br />
planlægges der på landsplan en reduktion på 400 t kvælstof gennem MVJ-aftaler, ud af<br />
den samlede reduktion på 21.150 t, hvilket udgør 1,9 % af reduktionen, svarende til en<br />
reduktion på 0,25 % af den samlede nationale kvælstofudvaskning.<br />
90 6 Ændring i arealanvendelsen
6.3 Scenarier<br />
I det følgende vil det blive undersøgt, hvordan de arealbaserede virkemidler, der er<br />
blevet gennemgået, kunne tænkes at påvirke udvaskningen af kvælstof i projektområdet.<br />
Derfor vil der blive opsat fem scenarier, hvor virkemidlerne på forskellig vis blive<br />
implementeret i oplandet. Dette vil blive gjort både med henblik på at vurdere, hvorvidt<br />
den målsatte reduktion kan opnås med de eksisterende planer og for at undersøge,<br />
hvilken arealanvendelse, der har den største effekt på udvaskningen af kvælstof i<br />
projektområdet. Tilslut vil de forskellige scenarier blive diskuteret op mod hinanden og<br />
mod de reduktionsmål, der tidligere er blevet præsenteret. Ifølge VMP III planlægges<br />
der på landsplan en total kvælstofreduktion på 21.150 t over de næste 10 år, svarende til<br />
13 % af den samlede udvaskning. En væsentlig del af denne reduktion skal opnås med<br />
ikke arealspecifikke midler, såsom strammere regler for efterafgrøder og en forventet<br />
reduktion som følge af strukturudvikling, se tabel 6.1. En mindre del af reduktionen skal<br />
opnås med vådområder, skovrejsning og MVJ-aftaler (Vandmiljøplan III, 2004). Der vil<br />
i scenarierne blive set bort fra vådområder, da områder hvor det er muligt, udgør så lille<br />
en del af det samlede projektområde.<br />
Der vil nu opstilles fem scenarier på baggrund af de tiltag, der blev opstillet i VMP III.<br />
Det kom frem i ovenstående, at MVJ-aftaler og skovrejsning er det aktuelle arealspecifikke<br />
virkemiddel i oplandet til Karup Å. Af denne grund er der lavet 3 scenarier,<br />
der illustrerer effekten af forskellige kombinationer af MVJ-aftaler. Først undersøges,<br />
hvordan kvælstofudvaskningen ville være, hvis der ikke blev dyrket i hele det område,<br />
som står for hoveddelen af udvaskningen, dvs. inden for en afstand af 1 km fra åen. Det<br />
er altså tale om at give et bud på den referencetilstand, der ville være i Karup Å uden<br />
den menneskelige påvirkning. Derudover er der lavet et scenario, der undersøger<br />
effekten af skovrejsning som virkemiddel.<br />
Scenario 1 – 1 km dyrkningsfri bræmmer<br />
I det første scenario ønskes det at bestemme den maksimale reduktion, der kan være i<br />
det udpegede område. Dette gøres for at give et bud på, hvilken kvælstofkoncentration<br />
der ville være i Karup Å uden den menneskelige indflydelse. Målet for Vandrammedirektivet<br />
er, at vandmiljøet kun er ubetydeligt eller slet ikke påvirket af menneskelig<br />
aktivitet (Baattrup-Pedersen et al., 2004: 21). Af denne grund er det interessant at finde<br />
ud af, hvor stor reduktionen kan være, ligeledes som dette scenario kan bruges som en<br />
referencetilstand for de næste scenarier. Det er ikke sandsynligt, at dette scenario vil<br />
gennemføres i virkeligheden. For det første vil det være meget dyrt at betale erstatning<br />
til alle jordejere. For det andet er de fleste virkemidler, som beskrevet ovenfor, baseret<br />
på frivillig deltagelse, hvilket også gælder udtagelse af jord til dyrkningsfrie områder.<br />
Desuden skal der tages hensyn til andre interesser end vandmiljøet, eksempelvis<br />
landbrugsinteresser og økonomiske interesser.<br />
I dette scenario udlægges der 1 km dyrkningsfri bræmmer omkring hele åen, da der<br />
ifølge henfaldsmodellen kun er mindre end en promille af udvaskningen fra rodzonen i<br />
områder over 1 km væk fra åen, der ender i åen. Arealet af det hydrologiske opland, der<br />
ligger inden for en km fra åen er beregnet til 25.404 ha. Ved at indføre dyrkningsfrie<br />
bræmmer i denne zone, vil det være muligt reducere landbrugsaktivitetens indflydelse,<br />
så den bliver ubetydelig. Kvælstofudvaskningen for den dyrkningsfrie bræmme er sat til<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 91
15 kg N pr. ha årligt, hvilket er et gennemsnitstal for kvælstofudvaskningen for<br />
''permanent græs, skov mv." på grovsandet jord (Østergaard, 2000: 28).<br />
Scenario 2 – 10 m dyrkningsfri bræmmer<br />
I VMP III er der planlagt at etablere 10 m dyrkningsfri bræmmer omkring en lang<br />
række danske vandløb, og det forventes at der bliver udlagt ca. 50.000 ha til dette<br />
formål på landsplan. Dette gøres for at reducere fosforudvaskningen, men pga.<br />
betydning af arealet tættest på åen i forhold til kvælstofsudvaskningen, forventes det, at<br />
der også vil være en mærkbar effekt herpå. Bræmmerne etableres ved frivillig<br />
omfordeling af brakmarker, så der skal ikke uddeles ekstra erstatninger, men der laves<br />
også et tillæg til MVJ-aftaler om randzoner for at gøre det mere attraktivt at deltage, og<br />
disse kræver selvfølgelig erstatning (Vandmiljøplan III, a, 2004). Der udlægges 10 m<br />
bræmmer omkring hele åen, og udvaskningen fra disse arealer sættes til 15 kg N pr. ha<br />
årligt.<br />
Scenario 3 – MVJ-aftaler i Natura 2000-områder<br />
Det tredje scenario opstilles ud fra de eksisterende SFL-områder og de tiltag, der kan<br />
foretages indenfor disse. De områder, der er defineret som Natura 2000 områder, har<br />
som nævnt højeste prioritet, når der ansøges om at indgå en MVJ-aftale. Regeringen har<br />
afsat ekstra midler til at imødekomme MVJ-ansøgninger fra disse områder, så selvom<br />
det er et dyrt virkemiddel, er der politisk vilje til at efterkomme ønskerne (DFFE, d,<br />
2005). Derfor undersøges, hvilken effekt det vil have på kvælstofudvaskningen til<br />
Karup Å, hvis der blev lavet MVJ-aftaler i alle Natura 2000 områder. Der ses igen kun<br />
på de områder, der ligger inden for 1 km fra åen, da effekten fra MVJ-aftaler uden for<br />
dette område ikke forventes at have betydelig indflydelse på udvaskningen. Det antages<br />
i dette scenario, at alle inden for dette område vil ansøge om en MVJ-aftale. Da MVJaftaler<br />
bygger på frivillighed, er det ikke sandsynligt at alle i et område vil indgå aftale,<br />
men denne udregning vil give en indikation af, hvilken reduktion i kvælstofudvaskning,<br />
der kunne opnås.<br />
Reduktion i kvælstofudvaskning ved de forskellige MVJ-aftaler blev vist i tabel 6.2,<br />
hvor det ses, at der er stor forskel på hvor meget de forskellige typer af MVJ-aftaler<br />
reducerer udvaskningen. Det har ikke været muligt at bestemme fordelingen af de<br />
forskellige typer MVJ-aftaler i forhold til det samlede antal. Derfor er det valgt at bruge<br />
gennemsnitsreduktionen fra de fire aftaletyper: Reduceret N-tilførsel, græsordningen,<br />
20-årig udtagning af agerjord og udlæg af rajgræs. Da reduktionen bygger på en<br />
gennemsnitsbetragtning betyder det, at resultatet er behæftet med en vis usikkerhed.<br />
Den reduktion, der kan forventes i de pågældende SFL-områder kommer selvfølgelig til<br />
at afhænge af, hvor stor en andel af de forskellige aftaletyper, der bliver indgået. Hvis<br />
der indgås mange aftaler med en lille reduktion, så vil effekten blive mindre end<br />
beregnet i scenariet og hvis der indgås mange med en høj reduktion vil effekten blive<br />
højere. Den gennemsnitlige reduktion for de fire MVJ-aftaler er udregnet til at være på<br />
32 kg N pr. ha årligt.<br />
Scenario 4 – MVJ-aftaler målrettet mod områder med højest<br />
udvaskning<br />
Dette scenario tager udgangspunkt i de områder, hvor belastningsopgørelsen viser, at<br />
den største udvaskning findes. På figur 5.7 kunne det ses, hvilke områder der bidrager<br />
92 6 Ændring i arealanvendelsen
med den største udvaskning på 80 til 110 kg N pr. ha. årligt. Denne opgørelse giver<br />
mulighed for at målrette tiltagene mod de områder, der står for størstedelen af kvælstofudvaskningen.<br />
Områderne med en udvaskning på mere end 80 kg N pr. ha årligt udgør<br />
et areal på 1.400 ha inden for en km fra åen. SFL-områder indenfor 1 km fra åen udgør<br />
12.500 ha. Arealmæssig udgør områderne med stor udvaskning kun ca. 11 % af de<br />
nuværende SFL-områder indenfor 1 km fra åen. Der er ikke fuldstændigt sammenfald<br />
mellem disse to områder, men hovedparten af de højtbelastende områder ligger indenfor<br />
SFL-områderne. For at indgå i en MVJ aftale, er det en betingelse, at det ønskede areal<br />
ligger i et SFL-område. Scenariet beregnes ud fra, at der sker en omlægning af alle de<br />
højtbelastende områder, hvor der udledes mere end 80 kg N pr. ha. I beregningen vil der<br />
ikke blive skelnet mellem om de højtbelastede områder ligger indenfor SFL-områderne<br />
eller ej. Ligesom ved scenario 3 sættes reduktionen som følge af MVJ-aftaler, til at være<br />
gennemsnittet af de fire relevante MVJ-aftaler, 32 kg N pr. ha årligt. I Viborg Amt er<br />
der i ca. 12 % af alle de udpegede SFL-områder indgået MVJ-aftaler, udregnet ud fra<br />
data fra Viborg-GIS (2005). Selve arealet af landbrugsjord, der omlægges til MVJområde,<br />
er derfor realistisk. Det er imidlertid ikke realistisk at regne med, at de MVJområder<br />
der oprettes, kun bliver etableret i de områder, hvor belastningen er størst. Det<br />
skyldes, at en høj udvaskning ikke er afgørende for om der laves en MVJ-aftale, men<br />
hvorvidt landmanden ønsker at oprette en. Udregningen kan imidlertid give en<br />
indikation af, hvor høj en reduktion det kan forventes, hvis MVJ-aftalerne indgås,<br />
således, at de er mest effektive i forhold til reduktion af udvaskningen af kvælstof.<br />
Scenario 5 – Skovrejsning<br />
Dette scenario tager udgangspunkt i, at der laves skovrejsning i alle de områder indenfor<br />
1 km fra åen, hvor skovrejsning er ønsket. Det er tidligere nævnt, at der findes et større<br />
område, i forbindelse med et allerede eksisterende skovområde, hvor skovrejsning er<br />
ønsket, og i dette scenario plantes der skov i dette område. Det område, der bliver<br />
dækket med skov er 2.586 ha. Ligesom med MVJ-aftalerne baserer skovrejsning sig på<br />
frivillighed fra jordejernes side og det virker derfor en anelse usandsynligt, at alle de<br />
jordejere der ligger indenfor det berørte landbrugsområde vil indgå en<br />
skovrejsningsaftale. Scenariet er derfor udelukkende opstillet for at vurdere, hvordan<br />
skovrejsning vil påvirke udvaskningen. Skoven vil udover at reducere kvælstofudvaskningen<br />
også hindre tilførsel af sprøjtemidler. Skovrejsning er bl.a. derfor et<br />
virkemiddel i forhold til at sikre at grundvandet er rent nok til drikkevand. Yderligere<br />
sikrer skoven biodiversiteten, idet den er tilflugtssted for dyr og idet den danner<br />
levested for planter (Viborg-regionplan, 2005: 116).<br />
6.3.1 Beregning af scenarier<br />
Effekten af de fem scenarier er beregnet ud fra de tidligere anvendte modeller og<br />
beregningerne er derfor foretaget på baggrund af det hydrologiske opland. I det<br />
følgende gennemgås, hvordan scenarierne er beregnet og resultaterne vurderes.<br />
• Scenario 1 - Der er taget udgangspunkt i resultatet fra Viborg Amts model, figur<br />
5.1. Her er udvaskningen for alle områder indenfor 1 km fra åen sat til at være<br />
15 kg N pr. ha. Dette multipliceres herefter med den fundne udvaskningsfaktor,<br />
figur 5.5, og den totale udvaskning er fundet ved summering af udvaskningen<br />
fra alle cellerne.<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 93
• Scenario 2 - Bræmmebredden på 10 m er mindre end cellestørrelsen i<br />
beregningsgridet. Derfor kan beregningen ikke forgå direkte gennem<br />
modellerne, hvorfor en anden metode er benyttet. Arealet af de 10 m bramme<br />
langs hele åen er beregnet til 611 ha, og dette multipliceres med en udvaskning<br />
på 15 kg N ha. Det samme areal er fundet i Viborg Amts model, figur 5.1, og<br />
den samlede belastning fra dette område er beregnet. Differensen mellem disse<br />
to resultater er så reduktionen. Henfaldsmodellen bliver derfor ikke anvendt i<br />
dette scenario, hvilket ikke anses for et problem da det drejer sig om områderne<br />
langs åen, hvor udvaskningen er tæt på 100 %.<br />
• Scenario 3 og 4 - De områder, hvor der indgås MVJ-aftaler identificeres og<br />
tildeles værdien 32 kg N pr. ha. Dette subtraheres fra resultatet af Viborg Amts<br />
model, hvis celleværdien bliver mindre end nul, ændres den til nul. Dette<br />
forekommer, hvis udvaskningen før var beregnet til under 32 kg N pr ha. Herpå<br />
multipliceres med udvaskningsfaktoren, og cellerne summeres for at få den<br />
samlede udvaskning.<br />
• Scenario 5 - De områder, hvor skovrejsning er ønsket og som ligger indenfor 1<br />
km fra åen identificeres og tildeles udvaskningen 15 kg N pr. ha. Dette<br />
multipliceres herefter med den fundne udvaskningsfaktor, figur 5.5, og den<br />
totale udvaskning findes ved summering af udvaskningen fra alle cellerne.<br />
6.3.2 Resultater af beregningerne<br />
Den procentvise reduktion af den samlede kvælstofudvaskning bestemmes ved<br />
sammenligning af målingerne fra Nørkær Bro, der viser en udvaskning på 532 t N pr. år<br />
fra projektområdet. Resultatet kan ses i tabel 6.3. VMP III trådte i kraft i 2004, men den<br />
beregnede udvaskning fra 2003 bliver anvendt i det følgende, da det ikke har været<br />
muligt at skaffe nyere data. Det kan derfor forventes, at der regnes på en udvaskning,<br />
der er større, end den vil være, når de fulde effekter af VMP II kan observeres.<br />
Det ses, at scenario 1 giver en reduktion på 75,4 % af den oprindelige mængde<br />
udvasket. En udvaskning på 131 t N pr. år kan således ses som en referencesituation for<br />
Karup Ås hydrologiske opland, altså hvor den menneskelige påvirkning er ubetydelig.<br />
Denne udvaskning er interessant at kende, da vandmiljøet i Danmark inden år 2015<br />
ifølge VRD skal leve op til en god økologisk tilstand, hvor den menneskelige<br />
påvirkning ikke eller knapt kan spores. Det er selvfølgelig værd at være opmærksom på,<br />
at den gode økologiske tilstand som VRD kræver, ikke kun skal opsættes på baggrund<br />
af denne kemiske indikator, men også på baggrund af biologiske og hydromorfologiske<br />
indikatorer. Det er imidlertid stadig vigtigt at kende denne kemiske indikator og denne<br />
undersøgelse har vist en måde dette kan gøres på. For at målsætningen i VRD skal<br />
opfyldes er det nødvendigt, at der som i dette scenario udtages 25.404 ha og at dette<br />
laves om fra landbrugsjord til dyrkningsfrie bræmmer. Dette svarer til 63 % af det<br />
samlede landbrugsreal i oplandet. Hvis denne angivelse svarer til situationen for<br />
Danmark som helhed og 63 % af landbrugsarealet skal tages ud af produktionen, virker<br />
det ganske urealistisk, at VRDs målsætning kan nås inden for 2015, da det ville kræve<br />
94 6 Ændring i arealanvendelsen
mange penge at opfylde den. Det er selvfølgelig ikke kun en ændring i arealanvendelsen,<br />
der er virkemidlet i VMP III og derfor er en total ændring i<br />
arealanvendelsen ikke nødvendigvis den eneste måde denne reduktion kunne nås på,<br />
eksempelvis kunne nogle af de ikke arealbaserede tiltag anvendes i højere grad for at<br />
opnå reduktionen. Det virker imidlertid stadig urealistisk, at Danmark skal kunne<br />
nedsætte udvaskningen af kvælstof med 75 % inden for de næste 10 år, som scenariet<br />
beregner, for at opfylde VRDs målsætning. Dette skal både ses i lyset af, at den<br />
reduktion på 50 %, der er opnået indtil nu, har været 20 år undervejs og at den reduktion<br />
der gennem vandmiljøplanerne er blevet opnået har reduceret udvaskningen på de<br />
områder, hvor det har været lettest. Derudover operer VMP III med, at udvaskningen<br />
skal reduceres med 13 % og Limfjordsamterne med en reduktion på 33 %, det er altså<br />
ikke muligt, at opnå en udvaskningsreduktion på 75 %, som det ville kræve i oplandet<br />
til Karup Å, med de nuværende planer.<br />
Tabel 6.3. Reduktion fra de forskellige scenarier, Limfjordsamternes målsætning og<br />
VMP IIIs målsætning.<br />
Scenario Udvaskning<br />
(t N)<br />
Reduktion<br />
(t N)<br />
Reduktion<br />
(%)<br />
1 131 401 75,4<br />
2 501 32 5,9<br />
3 513 19 3,6<br />
4 488 44 8,3<br />
5 502 31 5,7<br />
VMP III 463 69 13<br />
Amterne 356 175 33<br />
I scenario 2, 3 og 4 blev det undersøgt, hvordan MVJ-aftaler kan anvendes som<br />
virkemiddel. I scenario 2 blev der etableret 10 meter dyrkningsfrie bræmmer og det kom<br />
frem, at dette ville nedsætte udvaskningen med 32 t N. Scenario 3 tog udgangspunkt i,<br />
at der blev indgået MVJ-aftaler i alle de udlagte SFL-områder hvilket ville reducere<br />
udvaskningen med 19 t N. I scenario 4, det sidste scenario, der tog udgangspunkt i<br />
MVJ-aftaler som virkemiddel, blev det vist, at en fuld udbygning af MVJ-aftaler i de<br />
udpegede SFL-omåder vil nedsætte udvaskningen af kvælstof med 44 t N. For alle tre<br />
scenarier gælder det, at ingen af disse nedsætter udvaskningen så meget som 1 km<br />
dyrkningsfrie bræmmer, tabel 6.3. Det er imidlertid værd at bemærke, at der er stor<br />
forskel på størrelsen af arealet, hvor arealanvendelsen ændres i de forskellige scenarier.<br />
Det ses imidlertid, at alle de opstillede scenarier reducerer udvaskningen med mere end<br />
0,25 %, som var reduktionsmålet for MVJ-aftaler i VMP III. Scenario 1 viser derudover<br />
en reduktion, der overgår VMP III’s samlede reduktionsmål på 13 % og Limfjordsamternes<br />
reduktionsmål på 33 %, alene ved brug af MVJ-aftaler, men scenariet vurderes<br />
ikke at være gennemførligt. Opstillingen af scenarierne viser, at det ved brug af MVJaftaler<br />
er teoretisk muligt at reducere kvælstofmængden i åen mere end målet er for<br />
MVJ-aftaler. Da MVJ-aftaler bygger på frivillighed og i scenario 2, 3 og 4 er der<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 95
forudsat 100 % deltagelse, er dette dog ikke sandsynligt. I Viborg Amt er der ca. 12 %,<br />
af landmændene indenfor SFL-områderne, der har tilsluttet sig en MVJ-aftale. Det må<br />
derfor forventes, at den reelle deltagelsesgrad bliver mindre og dermed også den<br />
reduktion, der kan opnås ved hjælp af MVJ-aftaler. Det betyder, at der i virkeligheden<br />
vil blive større overensstemmelse mellem de politiske målsætninger og den faktisk<br />
opnåede reduktion. Der er heller ikke afsat penge nok til, at MVJ-aftaler skal dække<br />
100 % af de arealer, der er udpegede som SFL-områder. Det kan imidlertid ud fra<br />
opstillingen af scenarierne ses, at den reduktion der kan opnås gennem MVJ-aftaler i<br />
SFL-områder er mellem 10-20 gange større, end den reduktion, det er nødvendigt at<br />
have for at opfylde VMP III ved hjælp af MVJ-aftaler. For at reduktionsmålet for VMP<br />
III skal kunne opfyldes, er det derfor nødvendigt, at der oprettes MVJ-aftaler inden for<br />
omkring en femogtyvendedel af de etablerede SFL-områder, hvis de placeres som i<br />
scenario 2 og 4. Det kan også opnås, hvis der oprettes MVJ-aftaler i omkring en<br />
tiendedel af de etablerede Natura 2000-områder, altså som i scenario 3. På denne<br />
baggrund virker det sandsynligt, at vandmiljøplanens mål kan nås i forhold til MVJaftaler,<br />
uden der sker en udvidelse af de eksisterende SFL-områder.<br />
I scenario 5 bliver der plantet skov og det ses, at dette tiltag kan nedsætte udvaskningen<br />
af kvælstof med 5,7 % såfremt, der bliver plantet skov i hele det område, der er blevet<br />
udpeget til muligt skovområde. Også i dette scenario er der tale om, at reduktionsmålet<br />
på 0,56 % kan nås ved hjælp af skovrejsning, ifølge VMP III, tabel 6.3. Som i scenario<br />
2, 3 og 4 er der også her tale om, at virkemidlet bygger på frivillighed fra jordejerne og<br />
det er derfor ikke sandsynligt, at en fuld tilslutning til etablering af skov i de udpegede<br />
områder opnås. For at reduktionsmålet på 0,56 % for skovrejsning skal kunne nås i<br />
oplandet til Karup Å, kan det ud fra scenariet ses, at det er nødvendigt, at der plantes<br />
skov i omkring en tiendedel af det område, der er udlagt til skovrejsning. Hvorvidt dette<br />
er realistisk eller ej er svært at vurdere, da der ikke er lavet opgørelser over, hvor stor en<br />
del af landmændene, der generelt ønsker at deres landbrugsjord bliver tilplantet.<br />
6.3.3 Sammenligning af scenarierne<br />
For at have en mulighed for at sammenligne scenarierne, er den reduktion, de står for,<br />
blevet sammenlignet med det areal, der bliver gjort brug af, tabel 6.4. Det ses af<br />
tabellen, at langt den største reduktion opnås gennem scenario 2 og scenario 4, altså<br />
udlægning af 10 meter dyrkningsfrie bræmmer og etablering af MVJ-aftaler i de<br />
områder, hvor belastningen er størst. Af disse tiltag er det mest effektive udlægningen af<br />
10 meter bræmmer, der fjerner 52,4 kg N pr. ha årligt, mod 31,4 kg N pr. ha årligt. for<br />
målretning af MVJ-aftaler mod områder med en udvaskning på over 80 kg N pr. ha.<br />
Disse tiltag kan mest effektivt begrænse udvaskningen af kvælstof, idet indsatsen bliver<br />
koncentreret i de områder, der ligger tættest på åen, og hvor udvaskningen af kvælstof<br />
derfor er størst. Den laveste udvaskningsreduktion opnås ved etablering af MVJ-aftaler i<br />
Natura 2000-områder. En del af de udlagte Natura 2000-områder ligger i udkanten af<br />
det område, der bidrager til udvaskningen af kvælstof til Karup Å, hvilket kan forklare,<br />
at dette scenario giver en lav reduktion pr. ha. Derfor er det gennemsnitligt ikke så<br />
effektivt, at etablere MVJ-aftaler i Natura 2000-områderne. Det ses ligeledes, at<br />
udlægning af 1 km bræmmer med en gennemsnitlig reduktion på 15,8 kg N pr. ha årligt.<br />
er lidt mere effektiv end skovrejsning, der gennemsnitligt reducerer udvaskningen med<br />
96 6 Ændring i arealanvendelsen
12 kg N pr ha årligt. Årsagen til dette er igen, at det for begge virkemidler gælder, at en<br />
stor del af arealet ikke ligger i de ånære områder. For skovrejsning gælder det, at dette<br />
er uønsket i store dele af området langs åen. Det kan derfor ud fra scenarierne ses, at<br />
skovrejsning ikke er nær så effektivt et middel til at reducere udvaskningen af kvælstof i<br />
oplandet til Karup Å, da det ikke er muligt, at etablere skovområder en stor del af<br />
ådalen, hvor belastningen er størst.<br />
Tabel 6.4. Gennemsnitlig reduktion af kvælstof fra de forskellige scenarier og det<br />
anvendte areal. Den gennemsnitlige reduktion er udregnet som den totale reduktion,<br />
tabel 6.3, divideret med det areal, hvor arealanvendelsen er blevet ændret i scenariet.<br />
Scenario Anvendt areal (ha) Reduktion (kg N pr. ha årligt)<br />
1 25.404 15,8<br />
2 611 52,4<br />
3 2.575 7,4<br />
4 1.400 31,4<br />
5 2.586 12,0<br />
Sammenlignes scenarierne med hinanden ses det, at det gennemsnitligt er syv gange så<br />
effektivt at etablere 10 m bræmmer langs åen, end det er at etablere MVJ-aftaler i<br />
Natura 2000-områderne. Der ligger imidlertid en tynd stribe Natura 2000-område i<br />
ådalen og det må formodes, at denne del af Natura 2000-områderne har en reduktion der<br />
svarer til den bræmmerne har, da det drejer sig om det samme område. Det skal<br />
imidlertid bemærkes, at de 10 meter bræmmer udelukkende kan etableres i 611 ha af<br />
oplandet, svarende til 1 % af det samlede areal. Det er derfor ikke muligt, at opnå denne<br />
høje reduktion særligt mange steder. For planlægningen indikerer det imidlertid, at det<br />
vil være mest effektivt, i forhold til udvaskningen af kvælstof, at koncentrere indsatsen<br />
omkring de helt ånære områder, fordi reduktionen pr. ha her er højest. Det er imidlertid i<br />
denne vurdering også vigtigt at være opmærksom på, at modelberegningerne er<br />
foretaget ud fra afstanden til åen. Derfor er det ikke så mærkeligt, at det resultat der<br />
kommer frem ved analyse af scenarierne viser, at afstanden til åen er af stor betydning.<br />
Det anses ikke som et problem, da det empirisk er blevet bevist, at der er en<br />
sammenhæng mellem andelen af kvælstof udvasket fra rodzonen, der ender i åen og<br />
afstanden til åen. Limfjordsamterne arbejder i øjeblikket på en plan for, hvordan de skal<br />
nå den målsætning, der er blevet sat op for oplandet til Limfjorden, med reduktionen i<br />
kvælstofudvaskningen på 33 %, som bliver offentliggjort sommeren 2006. I denne plan<br />
vil der blive arbejdet med at fokusere indsatsen i de helt ånære områder og ikke gøre så<br />
meget for at begrænse udledningen i de områder, der ligger langt fra åen (Pers. komm.<br />
Jens Ove Nielsen, 01.12.05). Denne plan passer derfor meget godt overens med de<br />
resultater, der er kommet frem gennem arbejdet med scenarierne og som i det<br />
foregående er blevet præsenteret.<br />
6 Ændring i arealanvendelsen 97
6.4 Opsummering<br />
Det er i dette kapitel blevet gennemgået, hvilke planlægningsmæssige virkemidler, der<br />
findes i forbindelse med at begrænse udvaskningen af kvælstof. Der er blevet gået i<br />
dybden med de tre arealbaserede virkemidler: skovrejsning, etablering af vådområder<br />
og MVJ-aftaler i SFL-områder. I forhold til de eksisterende regionplaner er det kommet<br />
frem, at vådområder ikke er et velegnet tiltag i forbindelse med reduktion af<br />
kvælstofudvaskningen fra oplandet til Karup Å, da de potentielle vådområder ikke<br />
dækker et særlig stort areal af projektområdet. Der er imidlertid store områder udpeget<br />
som SFL-områder og mulige skovrejsningsområder. Tilslut blev der opstillet 5<br />
scenarier, hvor det blev undersøgt, hvordan de forskellige tiltag kunne tænkes, at<br />
påvirke udvaskningen af kvælstof til Karup Å.<br />
98 6 Ændring i arealanvendelsen
Konklusion<br />
<strong>Rapporten</strong> tager udgangspunkt i, at udledning af kvælstof i store koncentrationer giver<br />
problemer i marine områder. Det er landbruget, der står for størstedelen af denne<br />
udledning, og formålet med rapporten har derfor været at undersøge præcist, hvilke<br />
områder kvælstofudvaskningen kommer fra og hvordan den kan reduceres. Der er taget<br />
udgangspunkt i oplandet til Karup Å, der udleder kvælstof til Skive Fjord og som<br />
derved er medvirkende til at skabe iltsvind. Med dette udgangspunkt blev der opstillet<br />
følgende problemformulering:<br />
Hvordan kan en ændring i landbrugets arealanvendelse i oplandet<br />
til Karup Å mindske udvaskningen af kvælstof til Skive Fjord?<br />
Hertil blev der stillet to hjælpespørgsmål:<br />
1. Hvor stor er kvælstofbelastningen i projektområdet og hvordan er denne rumligt<br />
fordelt?<br />
2. Hvilke arealbaserede virkemidler er egnede til reducere kvælstofudvaskningen i<br />
oplandet til Karup Å og hvad er effekten af disse?<br />
Undersøgelsen af oplandet har vist, at jordbunden består af højpermeabelt, grovkornet<br />
materiale, hovedsageligt sand. Det har den effekt, at størstedelen af nedbøren perkolerer<br />
gennem de dybere jordlag i stedet for at løbe af overfladisk. Derved bliver det<br />
udvaskede kvælstof også transporteret gennem undergrunden, hvorved der er mulighed<br />
for, at kvælstoffet når den reducerende zone og bliver denitrificeret. Da størstedelen af<br />
den nedbør, der ikke fordamper, perkolerer gennem undergrunden, betegnes Karup Å<br />
som grundvandsfødt, og det viste sig, at der var en kraftig korrelation mellem nedbøren<br />
et år og udvaskningen af kvælstof det samme år. Derfor vil resultatet af evt. ændrede<br />
landbrugspraksisser allerede kunne ses indenfor et år.<br />
Udvaskningen af kvælstof fra projektområdet blev modelleret ved hjælp af en<br />
sammenstilling af to modeller, Viborg amts udvaskningsmodel og en henfaldsmodel.<br />
Udvaskningsmodellen udpeger de områder, hvor der var størst udvaskning af kvælstof<br />
fra rodzonen. Henfaldsmodellen blev opstillet ud fra den antagelse, at afstanden til åen<br />
7 Konklusion 99
var af stor betydning for andelen af kvælstof, der blev reduceret undervejs. Den samlede<br />
belastning fra rodzonen og koncentrationen af kvælstof i åen blev brugt til kalibrering af<br />
henfaldsmodellen, der angiver, hvor stor en del af det udvaskede kvælstof, der bliver<br />
reduceret inden det når frem til åen. Henfaldsmodellen viste, at der fra områder længere<br />
væk end ca. 1 km fra åen, højest er en promille af kvælstoffet udvasket fra rodzonen,<br />
der ikke bliver denitrificeret.<br />
I en vurdering af de virkemidler til kvælstofreduktion, der indgår i Vandmiljøplan III,<br />
blev det fundet, at kun en begrænset del af reduktionen skulle komme fra arealbaserede<br />
virkemidler. Det kom i denne vurdering frem, at skovrejsning og oprettelse af MVJaftaler<br />
er de arealbaseret virkemidler, der vil kunne anvendes i oplandet. Disse<br />
virkemidler blev undersøgt gennem opsætningen af fem scenarier. Her kom det frem, at<br />
den målsætning Vandmiljøplan III opererer med, kan opfylde for MVJ-aftaler, hvis 4 %<br />
af de samlede SFL-områder, eller 10 % af de udpegede Natura 2000-områder, får<br />
oprettet MVJ-aftaler. For skovrejsning gjorde det sig gældende, at der i en tiendedel af<br />
de udpegede skovområder skulle ske skovrejsning, hvis målsætningen skulle opfyldes.<br />
Virkemidlerne blev også sammenlignet og her kom det frem, at det tiltag, der mest<br />
effektivt ville kunne reducere udvaskningen fra oplandet, var oprettelse af 10 m<br />
bræmmer langs åen og MVJ-aftaler i de højest belastede områder, der vil reducere<br />
udvaskningen med gennemsnitligt med hhv. 52,4, og 31,4 kg N pr ha årligt. Dette skal<br />
ses over for en gennemsnitlig reduktion på 12 og 15,8 kg N pr ha årligt for hhv.<br />
skovrejsning og 1 km dyrkningsfrie bræmmer. Det virkemiddel, der mindst effektivt<br />
begrænsede udvaskningen var oprettelse af MVJ-aftaler i Natura 2000 områder, der<br />
gennemsnitligt kan reducere udvaskningen med 7,4 kg N ha. Det kom endvidere<br />
gennem arbejdet med de fem scenarier frem, at det for at opfylde Vandrammedirektivets<br />
målsætning vil være nødvendigt, at reducere udvaskningen fra oplandet med 75 %,<br />
hvilket svarer til, at 63 % af landbrugsarealet skal tages ud af produktion. Dette vurderes<br />
ikke til at være en mulighed, da denne reduktion skal ske inden 2015, hvor<br />
Vandrammedirektivet skal være fuldt implementeret og da hverken Limfjordsamternes<br />
målsætning og Vandmiljøplan III opererer med virkemidler nok til, at dette kan<br />
opfyldes.<br />
De virkemidler, der mest effektivt reducerer udvaskningen af kvælstof fra Karup Ås<br />
opland til Skive Fjord er derfor virkemidler, der begrænser udvaskningen til rodzonen i<br />
det ånære område, da det er her, belastningen er størst.<br />
Det er imidlertid værd at være opmærksom på, at der er blevet anvendt empiriske<br />
modeller med en lav detaljeringsgrad, og derfor skal resultat af belastningsopgørelsen<br />
ikke ses som en nøjagtig udpegning af de arealer, hvor tiltagene bør implementeres,<br />
men kun som en overordnet zonering af områder, hvor tiltagene vil have den bedste<br />
effekt.<br />
100 7 Konklusion
Perspektivering<br />
I denne rapport er der kommet et bud på hvilke områder i oplandet til Karup Å, hvor der<br />
bør foretages en indsats for at reducere kvælstofudvaskningen og derved forbedre<br />
vandmiljøet i Skive Fjord. Dette er gjort ved at estimere den rumlige fordeling af<br />
kvælstofbelastningen og opstille scenarier, som anvender forskellige virkemidler.<br />
Planlægning er midlet til at opnå en reduktion i kvælstofudvaskning, idet<br />
regionplanernes inddeling i zoner giver retningslinjer for, hvilke interesser der skal<br />
vægtes i området. Resultatet i denne rapport er kun et bud på, hvordan planlægningen<br />
kunne føres ud i livet. Der findes i virkeligheden mange modstridende interesser og da<br />
planlægning er politik, skal der ske en afvejning mellem dem alle.<br />
I denne rapport er interessen for vandmiljøet stillet i fokus og der er ikke blevet set på<br />
andre indgangsvinkler. Derfor er der blevet taget udgangspunkt i VMP III og EU’s<br />
VRD, der er vedtaget på nationalt plan og som derfor understøtter, at vandmiljøet har en<br />
høj prioritering i den danske planlægning. På vandmiljøområdet findes der imidlertid<br />
mange andre interesser, der skal tilgodeses, men som ikke er undersøgt i denne rapport.<br />
I det åbne land findes der også interessen for at frede nogle særligt værdifulde<br />
naturområder og sikre, at de kan forblive naturlige økosystemer. Natura 2000direktiverne<br />
er et eksempel på en sådan planlægning, hvor målet hovedsageligt er<br />
habitat- og fuglebeskyttelsesområder, selvom vandmiljøet også bliver tilgodeset.<br />
Hovedinteressen over for disse naturinteresser er landbrugets interesse i at have<br />
mulighed for, at anvende det åbne land til produktionen, og dermed uundgåeligt,<br />
påvirke vandmiljøet. I regionplanlægningen bliver disse modstridende ønsker opstillet<br />
mod hinanden og da de fleste tiltag mod kvælstofudvaskning involverer en betragtelige<br />
omkostninger for det offentlige, er det ikke altid vandmiljøet, der bliver tilgodeset mest.<br />
Der findes altså mange eksempler på interessekonflikter i forhold til vandmiljøet og<br />
planlægningen heraf fører derfor ofte til konflikter.<br />
Det er derfor en fordel at have så præcise data som muligt over, hvilke områder<br />
størstedelen af kvælstofbelastningen stammer fra, og hvordan forskellige ændringer i<br />
forhold til vandmiljøet kommer til at påvirke de forskellige interesser. Herved gøres det<br />
også nemmere at målrette indsatsen mod et afgrænset område og således sikre, at andre<br />
interesser ikke påvirkes mere end højest nødvendigt, samt at den planlægning, der<br />
gennemføres, opfylder de mål, der er blevet sat.<br />
8 Perspektivering 101
Virkemidlerne, der er undersøgt i rapporten, tilgodeser også andre interesser end<br />
reduktion af kvælstofudvaskningen. Vandmiljøplanlægningen er derfor et planlægningsområde,<br />
der er meget komplekst, idet de tiltag, der forbedrer vandmiljøet, også vil have<br />
en effekt på andre planlægningsområder. Skovrejsning vil være med til fiksere CO2 og<br />
dermed hjælpe med til at opfylde Danmarks forpligtelser i forbindelse med Kyotoaftalen.<br />
Skovrejsning indgår yderlig som virkemiddel i forhold til sikring af rent<br />
grundvand til drikkevand. Scenariet med 10 m bræmmer vil i forhold til VMP IIIs<br />
målsætninger om reduktion af fosfor, ligeledes være et virkemiddel, der ikke kun<br />
mindsker udvaskningen af kvælstof. Udtagning af jord fra landbrugsproduktion kunne<br />
også medføre større habitatområder for flora og fauna. Disse andre planlægningsområder<br />
har været en del af den danske vandmiljøplanlægning siden indførslen af VMP<br />
II, i 1998 (Christensen, 2002: 386). I den vurdering, der er foretaget af virkemidlerne i<br />
denne rapport, er der udelukkende blevet set på den indflydelse, de har på udvaskningen<br />
af kvælstof. Det er imidlertid værd at være opmærksom på, at de forskellige tiltag ikke<br />
kun har en effekt indenfor et planlægningsområde og i en samlet vurdering af<br />
virkemidlerne vil det også være nødvendigt at vurdere disse andre effekter. I forhold til<br />
den vurdering, der er lavet i denne rapport, kan det eksempelvis tænkes, at der med<br />
skovrejsning vil være flere interesser, der taler for anvendelsen af virkemidlet. Dette kan<br />
betyde, at det ville være mere effektivt, end vurderet i denne rapport, da det afhjælper<br />
flere problemer samtidigt.<br />
Danmark har som nævnt forpligtet sig til at opfylde målene fremsat i VRD.<br />
Reduktionsmålet opstillet i VMP III svarer imidlertid ikke til den reduktion, VRD<br />
kræver for at opnå en god økologisk tilstand i vandmiljøet inden år 2015. Det opstillede<br />
scenario 1 gav et bud på, hvordan kvælstofvaskningen til Karup Å kunne bringes ned på<br />
et naturligt niveau ved at udlægge 1 km dyrkningsfrie bræmmer rundt om vandløbet.<br />
For at opnå dette mål kræves det, at langt mere drastiske virkemidler tages i brug, end<br />
dem VMP III arbejder med. Størstedelen af reduktionen skal ifølge VMP III, komme fra<br />
strukturændringer og ikke fra arealspecifikke tiltag. Alle de arealspecifikke tiltag bygger<br />
på frivillighed, hvorfor det ikke kan forventes, at der er en fuld opbakning til disse.<br />
Desuden er der ikke afsat midler til, at alle landmænd inden for en afstand fra åen på 1<br />
km kan få erstatning. Det kan således diskuteres om, VMP III har de samme mål som<br />
VRD, og hvorvidt VRD er fuldt implementeret i den danske planlægning og samtidig<br />
også om VRD er for ambitiøst et mål at sætte sig i et udpræget landbrugsland som det<br />
danske. <strong>Rapporten</strong> kan ses som et bud på, hvor stor kvælstofreduktion det er muligt at<br />
opnå med de forskellige virkemidler. De fremsatte forslag kan indgå i den politiske<br />
diskussion af, hvilke reduktioner der ønskes opnået og hvilke virkemidler, de skal opnås<br />
med. <strong>Rapporten</strong> konkluder, at det er muligt at opnå reduktionsmålet for MVJ-aftaler i<br />
VMP III samt en yderlige reduktion herudover. Det kunne være interessant at vurdere,<br />
hvordan VRD kunne opfyldes med alle de virkemidler, der arbejder med i VMP III og<br />
ikke kun de arealspecifikke. Dette har imidlertid ikke været formålet med denne rapport,<br />
hvor fokus har været på arealanvendelsen.<br />
Håbet er, at resultaterne fra denne rapport, har bidraget med ny viden omkring de<br />
enkelte virkemidler. De opstillede scenarier for reduktion af kvælstof har været med til<br />
at give et bud på, hvordan det er muligt ud fra arealbaserede virkemidler at opnå de<br />
politisk fastsatte målsætninger for kvælstofreduktionen. De opnåede resultater kan<br />
102 8 Perspektivering
uges af de respektive amter for at vurdere, hvordan og i hvilke områder der skal sætte<br />
ind for at reducere kvælstofudvaskningen.<br />
8 Perspektivering 103
104 8 Perspektivering
Litteraturliste<br />
Agger et al., 2002<br />
Agger, P., Christensen, P., Reenberg, A., Aaby, B., 2002, Det fede landskab – landbrugets<br />
næringsstoffer og naturens tålegrænser. Vismandsrapport 2002., Naturrådet<br />
Ahlmann, 2005<br />
http://www.havenyt.dk/spoergsmaal/jord/2994.html, Henrik Ahlmann, ekspert i planteavl<br />
Andersen, 1998<br />
Andersen, V., 1998, Genopretning af vådområder, Miljø- og Energiministeriet, Skov- og<br />
Naturstyrelsen<br />
Baattrup-Pedersen et al., 2004<br />
Baattrup-Pedersen, A, Freiberg, N., Perdersen, M. L., Skriver, J., Kronvang, B., Larsen, S. E.,<br />
2004, Anvendelse af Vandrammedirektivet i danske vandløb, Faglig rapport fra DMU, nr. 499,<br />
Danmarks Miljøundersøgelser<br />
Bekendtgørelse MVJ, 2005<br />
http://www.retsinfo.dk/_LINK_0/0&ACCN/B20050014005, BEK nr 140 af 10/03/2005<br />
Bekendtgørelse skovrejsning, 2004<br />
http://www.retsinfo.dk/_GETDOCM_/ACCN/B20050049005-REGL, BEK nr 490 af<br />
07/06/2005<br />
Burchart & Willemoes Jørgensen, 1976<br />
Burchart, H. T., Willemoes Jørgensen, T., 1976, Hydrologi, Laboratoriet for Hydraulik og<br />
Havnebygning, AAU<br />
Christensen, 1992<br />
Christensen, P., 1992, Naturgrundlag, Menneske og miljø, Forlaget Mercator<br />
Christensen, 2000<br />
Christensen, P., 2000, Kampen om vandet – grundbog i miljøplanlægning, Aalborg<br />
Universtitetsforlag<br />
Christensen, 2002<br />
Christensen, P., 2002, Kvælstofkredsløb og vandmiljøplaner, i: Arler, F. 2002, Humankologi.<br />
Miljø, teknologi og samfund, Aalborg Universitetsforlag<br />
Christensen et al., 2004<br />
Christensen, P. B., Hansen, O. S., Ærtebjerg, G., 2004, Iltsvind, DMU og Forlaget Hovedland,<br />
Miljøbiblioteket<br />
Clausen et al., 2004<br />
Clausen, A., Poulsen, K. A., Suhr, K., 2004, Gødningslære, Landbrugsforlaget<br />
DFFE, a, 2005<br />
http://www.dffe.dk/Default.asp?ID=17142&M=News&PID=228501&NewsID=5725, Direktoratet<br />
for FødevareErhverv<br />
DFFE, b, 2005<br />
http://www.dffe.dk/Default.asp?ID=10885, Direktoratet for FødevareErhverv<br />
Litteraturliste 105
DFFE, c, 2005<br />
http://www.dffe.dk/Default.asp?ID=2578&M=News&PID=228513&NewsID=5570, Direktoratet<br />
for FødevareErhverv<br />
DFFE, d, 2005<br />
http://www.dffe.dk/Default.asp?ID=2578&M=News&PID=228513&NewsID=5570, publiceret<br />
16.06.05, Direktoratet for FødevareErhverv<br />
DJF-geodata, a, 2005<br />
http://djf-geodata.dk, geodatabase, Dansk Jordbrugsforskning, Data hentet fra<br />
Geodatabiblioteket, Aalborg Universitet<br />
DJF-geodata, b, 2005<br />
www.djf-geodata.dk, geodatabase, Dansk Jordbrugsforskning<br />
DMI, 2005<br />
http://www.dmi.dk/dmi/index/danmark/vejrarkiv/htm, Danmarks Meteorologiske Institut (data<br />
over tid sammelignet)<br />
DMU, a, 2005<br />
http://www2.dmu.dk/1_viden/2_miljoe-tilstand/3_samfund/ais/3_Metadata/AISmetadata.pdf,<br />
Danmarks Miljøundersøgelser. Data hentet fra Geodatabiblioteket, Aalborg Universitet<br />
DMU, b, 2005<br />
http://www2.dmu.dk/1_om_dmu/2_tvaer-funk/3_fdc_hyd/fdc_st/200026be.asp, Danmarks<br />
Miljøundersøgelser<br />
DMU, c, 2005<br />
http://www2.dmu.dk/1_viden/2_Publikationer/3_dmunyt/1998-2/metode.html, Danmarks<br />
Miljøundersøgelser<br />
Einfeldt & Klaumann, 2005<br />
http://www.trae.dk/index.asp?page=/Dokumenter/Dokument.asp%3FDokumentID%3D185<br />
Finnern et al., 1996<br />
Finnern, H., Grottenthaler, W., Kühn, D., Pälchen, W., Schraps, W. G., Sponagel, H., 1996,<br />
Bodenkundliche Kartieranleitung, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und den<br />
Geologischen Landesämtern in der Bundesrepublik Deutschland<br />
Galsgaard, 2000<br />
Galsgaard, J., 2000, Indføring i sedimentologi, DGF-Bulletin Februar 1998, Dansk Geoteknisk<br />
Forening<br />
GEUS, 2005<br />
http://www.geus.dk/, data hentet fra GEUS database ”Jupiter”, Danmark og Grønlands<br />
Geologiske Undersøgelse<br />
Grant, 2002<br />
Grant, R., 2002, Genberegning af effekten af Vandmiljøplan I og II, Danmarks<br />
Miljøundersøgelser<br />
Grant et al., 2000<br />
Grant, R., Blicher-Mathiesen, G., Jørgensen, J. O., Kloppenborg-Skrumsager, B., Kronvang, B.,<br />
Jensen, P.G.,Pedersen, M., <strong>Rasmussen</strong>, P., 2000, Landovervågningsoplande 1999, NOVA<br />
2003, Faglig rapport fra DMU nr. 334, Danmarks Miljøundersøgelser<br />
106 Litteraturliste
Grooss et al., 2005<br />
Grooss, J., Laursen, M., Deding, J., Jensen, B., Larsen, F., Platz, E. M., Andersen, F.,<br />
Bendtsen, S. Å., Pécseli, M., 2005, Vandmiljø i Limfjorden 2004, NOVANA<br />
Heinen, 2005<br />
Heinen, M., 2005, Simplified denitrification models: Overview and properties, Geoderma<br />
Ingemann, 2002<br />
Ingemann, J. H., 2002, Strukturudvikling og miljø i dansk landbrug, i: Arler, F., 2002,<br />
Humankologi. Miljø, teknologi og samfund, Aalborg Universitetsforlag<br />
Jørgensen et al., 2003<br />
Jørgensen, U., Jørgensen, J. R., Petersen, J., Søegård K., Hansen, E. M., Leth-Petersen, M.,<br />
2003, Forberedelse af Vandmiljøplan III, Rapport fra Kvælstofgruppen (F 10), Forbedret<br />
kvælstofudnyttelse i marken og effekt på kvælstoftab, Danmarks Jordbrugsforskning<br />
KMS, 2005<br />
Kort- og Matrikelstyrelsens kort, hentet fra Geodatabiblioteket, Aalborg Universitet<br />
Knudsen, 2002<br />
http://www.vaxteko.nu/html/sll/kungl_skogs_lantbr_akad/ksla_tidskrift/SLT02-04/SLT02-<br />
04C.PDF, Knudsen, L., Landbrugets Rådgivningscenter<br />
Knudsen et al., 2000<br />
Knudsen, L., Østergaard, H. S., Schultz, E., 2000, Kvælstof – et næringsstof og et miljøproblem<br />
Landbrugets rådgivningscenter, Landkontoret for planteavl, Jydsk Centraltrykkeri A/S<br />
Limfjord, 2005<br />
http://www.limfjord.dk/moelinger/2005/uge3905/uge_39_2005.htm, Limfjordsovervågningen,<br />
(flere uger sammenlignet)<br />
Lund, 1991<br />
Lund, W., 1991, Vejledning i udførelse af geotekniske klassifikationsforsøg, Laboratoriet for<br />
fundering, Aalborg universitetscenter, ikke publiceret. Også anvendt: Falling Head forsøg med<br />
vandmættede indlejrede jordprøver, Willy Lund & S. H. 2002, ikke publiceret<br />
Nielsen et al., 2003<br />
Nielsen, K., Thorsen, M., Markager, S., Jensen, J.P., Søndergaard, M., Refsgaard, J.C.,<br />
Styczen, M., Dahl-Madsen, K.I., Børgesen, C.D., Wiggers, L., Perdersen, S.E. & Madsen, H.B,<br />
2003, Kvantificering af næringsstoffers transport fra kilde til recipient samt effekt i vandmiljøet.<br />
Modeltyper og deres anvendelse illustreret ved eksempler, Faglig rapport fra DMU nr. 455,<br />
Danmarks Miljøundersøgelser<br />
Noe et al., 2003<br />
Noe, E., Nielsen, A. H., Thorup, H., S., Bliksted, T., 2003, Frivillige dyrkningsaftaler,<br />
Indsatsområder - Grundlag og muligheder belyst ud fra kvælstofproblematikken, Miljøprojekt Nr.<br />
812 2003, Miljøstyrelsen, Miljøministeriet<br />
Plantedirektoratet, 2004<br />
http://www.pdir.dk/Files/Filer/Topmenu/Publikationer/Statistik/2004/Handelsgodn_03_04.pdf,<br />
Danmarks forbrug af handelsgødning 2003/04<br />
Plantedirektoratet, 2005<br />
Plantedirektoratet, 2005, Vejledning om gødsknings- og harmoniregler 2005/06, Ministeriet for<br />
Lødevare, Landbrug og Fiskeri, hentet fra http://www.pdir.dk<br />
Litteraturliste 107
Planteinfo, 2005<br />
http://www.planteinfo.dk/vejret/normaler/month_norm.html, Danmarks Jordbrugsforskning og<br />
Dansk Landbrugsrådgivning<br />
Quinn, 2004<br />
Quinn, P., 2004, Scale appropriate modelling: representing cause-and-effect relationships in<br />
nitrate pollution at the catchment scale for the purpose of catchment scale planning, i: Journal of<br />
Hydrology 291 (2004) s. 197–217, hentet på www.sciencedirect.com<br />
<strong>Rasmussen</strong> et al., 2002<br />
<strong>Rasmussen</strong>, B. M., Melgaard, B., Kristensen, B., 2002, GIS til beslutningsstøtte, udpegning af<br />
potentielle vådområder, DJF Rapport nr 69 markbrug, Ministeriet for fødevarer, landbrug og<br />
fiskeri, Danmarks jordbrugsForskning<br />
Ringkøbing-GIS, 2005<br />
http://gis.ringamt.dk/arealinformation/, Ringkøbing Amt<br />
Simmelsgaard et al., 2000<br />
Simmelsgaard, S. E., Kristensen, K., Andersen, H. E., Grant, R., Jørgensen, J. O., Østergaard,<br />
H. S., 2000, Empirisk model til beregning af kvælstofudvaskningen fra rodzonen - N-LES Nitrate<br />
Leaching EStimator, Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri, Danmarks<br />
JordbrugsForskning, DJF rapport nr. 32 - markbrug<br />
Skop & <strong>Søren</strong>sen, 1998<br />
Skop, E., <strong>Søren</strong>sen, P. B., 1998, GIS-based modelling of solute fluxes at the catchment scale: a<br />
case study of the agricultural contribution to the riverine nitrogen loading in the Vejle Fjord<br />
catchment, Denmark, Ecological Modelling 106 (1998) 291–310<br />
SNS, a, 2005<br />
http://www.sns.dk/netpub/jordbund/hede.htm, Skov- og Naturstyrelsen<br />
SNS, b, 2005<br />
http://www2.skovognatur.dk/udgivelser/2003/skovrejsning_grundvand/html/kap06.htm, Skov- og<br />
Naturstyrelsen<br />
SNS, c, 2005<br />
http://www.skovognatur.dk/Emne/Naturbeskyttelse/Natura2000/, Skov- og Naturstyrelsen<br />
Statistikbanken, 2005<br />
http://www.statistikbanken.dk/, tabelkode: BRUG2<br />
Storm et al., 1990<br />
Storm, B., Styczen, M., Clausen, T., 1990, Regional model for næringssalttransport og –<br />
omsætning, NPo-forskning fra miljøstyrelsen 1990 rapport nr. B15, miljøstyrelsen, hentet fra<br />
www.mst.dk<br />
Strahler & Strahler, 1992<br />
Strahler, A. H., Strahler, A. N., 1992, Modern physical geography, John Wiley & Sons, Inc.<br />
Vandmiljøplan III, 2004<br />
Aftale om Vandmiljøplan III 2005-2015 mellem regeringen, Dansk Folkeparti og<br />
Kristendemokraterne, 2. april 2004, hentet fra www.vmp3.dk<br />
Viborg-GIS, 2005<br />
http://www.miljo.viborgamt.dk/sw1730.asp, Viborg Amt<br />
Viborg-regionplan, 2005<br />
Regionplan 2005, Viborg Amt<br />
108 Litteraturliste
Østergaard, 2000<br />
Østergaard, H. S., 2000, Typetal for nitratudvaskning, Miljøstyrelsen, Miljø- og Energiministeriet<br />
Pers. komm.<br />
Pers. komm. Dennis Plauborg Noe, 16.11.05<br />
Mailkorrespondanse med Dennis Plauborg Noe, medarbejder ved Ringkøbing Amt, Teknik- og<br />
miljøområdet, grundvandsafdelingen<br />
Pers. komm. Jens Ove Nielsen, 01.12.05<br />
Telefonsamtale med Jens Ove Nielsen, medarbejder ved Viborg Amt, Teknik- og miljøafdeling,<br />
grundvandsafdelingen<br />
Pers. komm. Ole Gregor, 25.11.05<br />
Telefonsamtale med Ole Gregor, medarbejder ved Viborg Amt, Teknik- og miljøafdeling<br />
Litteraturliste 109
110 Litteraturliste
Bilag A<br />
Dansk Jordbundsklassifikation. Inddeling efter pløjelagets tekstur (DJF-geodata, b,<br />
2005).<br />
Humus<br />
58.7% C<br />
Vægtprocent<br />
Finsand Sand, i alt<br />
20-200 µm 20-2000 µm<br />
JBnr.<br />
Teksturdefinition for<br />
jordtype<br />
Jordtype<br />
Silt<br />
2-20 µm<br />
Ler<br />
< 2 µm<br />
75-100<br />
0-50<br />
0-20<br />
0-5<br />
1<br />
Grovsandet jord<br />
1<br />
50-100<br />
2<br />
Finsandet jord<br />
2<br />
65-95<br />
0-40<br />
0-25<br />
05-10<br />
3<br />
Grov lerblandet sandjord<br />
40-95<br />
4<br />
Fin lerblandet sandjord<br />
3<br />
< 10<br />
55-90<br />
0-40<br />
0-30<br />
10-15<br />
5<br />
Grov sandblandet lerjord<br />
40-90<br />
6<br />
Fin sandblandet lerjord<br />
4<br />
40-85<br />
0-35<br />
15-25<br />
7<br />
Lerjord<br />
5<br />
10-75<br />
0-45<br />
25-45<br />
8<br />
Svær lerjord<br />
0-55<br />
0-50<br />
45-100<br />
9<br />
Meget svær lerjord<br />
6<br />
0-80<br />
20-100<br />
0-50<br />
10<br />
Siltjord<br />
> 10<br />
11<br />
Humus<br />
12<br />
Speciel jordtype<br />
7<br />
8