Identifiering av kritiska källområden och transportvägar för fosfor

Diffusa förluster av fosfor (P) från jordbruket är fortfarande ett stort miljöproblem. En viktig orsak är att man inte beaktar betydelsen av små hydrologiskt aktiva källområden i landskapet, vilka möjliggör snabb transport av P till ytvatten. I detta projekt har vi utvecklat och använt en hydrologisk modell till vilken en enkel fosformodell är kopplad. Modellen simulerar P-förluster från ett avrinningsområde och kan användas för att identifiera riskområden för höga förluster i området, samt kvantifiera effekterna av olika motåtgärder på enskilda fält. I detta projekt har modellen använts tillsammans med moderna fjärrmätverktyg i ett mindre avrinningsområde i Västergötland. Modellresultaten har jämförts med synoptiska mätningar av P halter i avrinnande vatten. En god överensstämmelse mellan simulerad och uppmätt vattenföring uppnåddes. Däremot var överensstämmelsen mellan simulerad och uppmätt P halt mindre bra, vilket till stor del beror på bristande kunskaper om P dynamik i marken.

Diffusa förluster av fosfor från jordbruksmark forsätter att ha en negativ påverkan på biodiversiteten i våra ytvattenekosystem och är därmed fortfarande för höga i förhållande till de regelverk som anges i EU’s Vattendirektiv och i de nationella miljökvalitetsmålen utformade av Sveriges regering (t.ex. ’levande sjöar och vattendrag’, ’ingen övergödning’). De uppsatta målen i dessa policydokument kommer sannolikt inte att uppnås utan att man utvecklar nya metoder för att identifiera och minska förlusterna från de delområden i jordbrukslandskapet där fosforförlusterna är som högst, s.k. kritiska källområden, och att dessa metoder sprids till och används av viktiga avnämargrupper.

Utvecklandet av kostnadseffektiva metoder för att kartlägga ’hot spots’ kommer att påtagligt förbättra effektiviteten av motåtgärder för att minska växtnäringsläckage från jordbruksföretag. För att bli accepterade och använda i stor omfattning inom jordbruket måste motåtgärder vara ekonomiskt försvarbara för en enskild lantbrukare och deras effektivitet måste kunna bevisas. Om förluster från små ’hot spots’ dominerar diffus förorening från jordbruksmark måste drastiska åtgärder övervägas (t.ex. ta enskilda fältdelar ur produktion), vilket kan vara svårt för en enskild lantbrukare att acceptera om man inte har bra argument för att det otvivelaktigt förbättrar miljön. Om man inte lyckas identifiera och åtgärda ’hot spots’ är risken påfallande att de generella åtgärder som kommer att krävas för att minska förlusterna att bli betydligt mer kännbara för lantbruket. Implementering av effektiva och rätt lokaliserade motåtgärder kommer att påtagligt minska antropogena förluster av fosfor från jordbruksmark till såväl inlandsvatten som Östersjön.

I det här projektet har vi karakteriserat ett mindre avrinningsområde i Västergötland (ca. 800 ha) för att hitta områden där fosforförlusterna kan förväntas vara höga. Mätning av grundläggande markegenskaper (t.ex. textur och organiskt kol) i såväl matjord som alv har gjorts på jordprov insamlade från provtagningspunkter spridda över avrinningsområdet. Dessa data har sedan kompletterats med fältmätningar gjorda med avancerad teknik för att täcka in markens variation i så hög grad som möjligt. Källområden i odlingslandskapet har sedan identifierats genom att integrera kvalitativa data från lantbrukarna i området och mätdata från fjärranalys och analys med markburna sensorer.

De simuleringsmodeller som utvecklats och använts i projektet är dels en modell (USPED) som beräknar rumslig fördelning av erosion och en modell (SWE) för att kunna förutsäga vattenavrinning och fosforförluster från avrinningsområdet. Den senare kan dessutom användas till att beskriva och kvantifiera effekterna av olika motåtgärder på fosforförlusterna. Hittills gjorda simuleringar med SWE-modellen, med indata från området i Västergötland, var i samma storleksordning som de observerade fosforförlusterna, sett över hela perioden på 5 år. Om man tittar på vattensimuleringarna separat ser man en mycket bra överensstämmelse med observerad vattenföring, men däremot betydligt sämre överensstämmelse mellan simulerade och uppmätta fosforhalter i avrinnande vatten. Den huvudsakliga anledningen till detta är en undermålig beskrivning av fosfordynamiken i modellen, någonting som behöver förbättras avsevärt framöver. Det kräver dock att vi har tillgång till mycket detaljerad och ändamålsenlig indata som underlag för modellutveckling, vilket vi haft i det här projektet. Förhoppningen är att vi med de förutsättningarna når ända fram inom en snar framtid.