Utlakning av bekämpningsmedel i ett förändrat klimat - Riskanalys av förluster till yt- och grundvatten.

Syftet var att bedöma risken för ökad utlakning av herbicider i en förändrad klimatsituation baserat på modellering, befintliga dataunderlag & klimatscenarier. Studien baseras på en kombination av data från lokal till regional skala, miljöövervakning av pesticider, modellering med MACRO-modellen, en regionaliserad version (MACRO-SE), samt indata från regionala klimatscenarier från SMHI. Resultaten visar att: (1) Valet av vilka temperaturberoende processer som beaktas har betydelse för beräkningar av bekämpningsmedelsläckage i förändrat klimat; (2) Prediktioner av pesticidläckage för en förändrad klimatsituation bör baseras på indata från flera olika globala klimatmodeller; (3) Klimatrelaterade förändringar i markanvändning och grödfördelning kan få större betydelse för framtida risk för herbicidförekomst i grundvattnet jmf direkta klimateffekter, på regional skala. Klimatrelaterad ökning av arealen höstraps och majs förväntas bidra till ökat herbicidläckage från jordbruksmark.

Hur påverkas risken för läckage av bekämpningsmedel av pågående klimatförändring ?

Denna fråga har studerats inom ramen för ett projekt där vi kombinerat modellverktyg som beskriver nedbrytning och transport av bekämpningsmedel i jordbruksmark med data från fältexperiment och miljöövervakning, samt nationella databaser för jordartsfördelning, grödor och användning av bekämpningsmedel. Modellerna (MACRO & MACRO-SE) drivs med klimatdata och kan beräkna läckage av bekämpningsmedel både i nuvarande klimat och med data från t ex SMHI:s klimatscenarier, för olika typer av jordar, grödor och substanser.

Målet var att uppskatta hur risken för utlakning av herbicider till grundvatten kan komma att påverkas av en klimatförändring, inom en intensiv jordbruksregion i södra Sverige. En sådan beräkning kräver en rimlig uppskattning av hur utlakningsrisken ser ut i dagens klimat, baserat på information om jordar, grödor och användning av bekämpningsmedel inom regionen. För den framtida klimatsituationen behöver man beakta de direkta effekterna av förändringar i temperatur och nederbörd som påverkar både nedbrytning och transport av herbicider i marken, men också indirekta effekter såsom klimat-relaterade förändringar i grödval (arealfördelning av grödor) och behov av bekämpning (nya skadedjur och ogräs).

Vi använde en regionaliserad version av MACRO-modellen (MACRO-SE) för att beräkna genomsnittlig herbicidkoncentration i vattnet som transporteras till grundvattnet, inom en jordbruksregion i sydvästra Skåne (Skåne-delen av Götalands södra slättbygder, GSS). Beräkningarna gjordes för alla idag tillåtna herbicider med avseende på användningen i de åtta vanligaste grödorna (höstsäd, vårsäd, höstoljeväxter, sockerbetor, potatis, ärter, majs och våroljeväxter) på de 24 vanligast förekommande jordtyperna i området. Vi jämförde modell-resultaten för nuvarande klimatsituation med observationer inom två miljöövervakningsområden inom regionen och fick god överensstämmelse. Alla modellstudier omfattar flera typer av osäkerhet och möjliga felkällor, men jämförelsen ger en indikation på att våra beräkningar har en viss tillförlitlighet.

För att uppskatta effekter av förändrat klimat på herbicidkoncentrationerna kvantifierade vi effekten för tre olika huvudscenarier:
(A) Direkta effekter av förändrat klimat;
(B) Effekter av förändrat klimat & förändrad markanvändning (ökad areal av höstvete, höstoljeväxter & majs på bekostnad av minskad areal vårsäd och våroljeväxter, samt vall-areal);
(C) Effekter av förändrat klimat, förändrad markanvändning & ökad herbicidanvändning (pga ökad ogräsförekomst, nya ogräs etc).

Våra resultat indikerar att netto-effekten av direkta förändringar i klimatet (främst ökad temperatur och nederbörd) på regional skala, blir närmast försumbar. Ökad nederbörd kan leda till snabba transporter genom marken och högre herbicidkoncentrationer, men detta kompenseras helt eller delvis av att ökad temperatur påskyndar nedbrytningen av herbicider i marken. Lokala skillnader mellan olika typer av jordar och grödor förekommer dock. Samtidigt demonstrerar vi att indirekta effekter i form av ändrad markanvändning och ökat behov av bekämpning kan komma att överskugga klimatets direkta effekter på herbicidläckaget i regionalt perspektiv. Våra resultat indikerar att sådana indirekta effekter kan leda till fördubblad areal i sydvästra Skåne, inom vilken herbicidhalten i vatten som perkolerar till grundvatten överskrider EU:s gränsvärde för bekämpningsmedel i dricksvatten (0.5 g/l). Det är framförallt den troliga ökningen av arealen höstoljeväxter och majs, som förväntas bidra till ökad risk för förhöjda koncentrationer. Resultaten understryker att det är angeläget att utveckla strategier och tekniker för att reducera behovet av bekämpningsmedel i perspektiv av de förändringar i sjukdomstryck, ogräsförekomst och grödval som den pågående klimatförändringen förväntas medföra.