EUTROPIA (avsluttet)

Helhetlige studier av eutrofierings-prosesser i Vansjøs nedbørfelt - kjemiske effekter av et miljø i endring og avbøtende tiltak.

Om prosjektet

Mer detaljerte opplysninger om prosjektet finnes på den engelske EUTROPIA-nettsiden.

Vannrammedirektivet pålegger forskere og miljøforvaltere å vurdere den opprinnelige og nåværende miljøtilstand, og å forutsi framtidige endringer.

Vi må derfor:

  • Vurdere effekter av tiltak og endring i miljøet.
  • Lage en verktøykasse for en optimal og bærekraftig forvaltningspraksis

I løpet av de siste 20 årene er det brukt mellom ½ og 1 milliard kroner i avbøtende tiltak langs Morsa -vassdraget uten at det har ført til merkbart lavere konsentrasjoner av fosfor (P) i innsjøene.
Prosessene som styrer P-nivåene i Vansjø påvirkes av flere endringer i klima- og miljøforhold, bl.a. :

  • Økning i nedbørmengden og hyppigheten av kraftig nedbør
  • 2 ºC økning i gjennomsnittlig vintertemperatur i Oslo de siste 25 årene
  • Sur nedbør er redusert med > 60%

Organisering

Prosjektet organiseres i fem helhetlige arbeidspakker

  • WP1: Utvikling av prøvetaking- og lab-metoder for fosforfraksjoner
  • WP2: Nedbørfeltprosesser - påvirkning av landbruk og hydrologi på transporten av næringssalter inn i innsjøsystemer
  • WP3: Modellering av nedbørfelt- og innsjøprosesser
  • WP4: Helhetlig analyse av usikkerhet i beregninger av kostnadseffektivitet ved avbøtende tiltak ved hjelp av Bayesiansk nettverksmetodikk
  • WP5: Samfunnets respons på tiltak

 

Konklusjoner

Ny metode for overvåkning av biotilgjengelig fosfor

Målinger av bio-tilgjengelig fosfor (P) er vanskelig pga lave konsentrasjoner, store fluktuasjoner og endringer under transport og lagring. Passive prøvetakere (DGT) gir et godt mål for et tidsgjennomsnitt av mengden lavmolekylære (og derved antatt biotilgjengelige) P forbindelser. Problemer med deteksjonsgrenser og lagringseffekt unngås siden P akkumuleres og fikseres i adsorbenten. Dette gjør DGTene til egnet overvåkningsmetode for antatt bio-tilgjengelig fosfor i vann.

Effekter av tiltak mot eutrofiering maskeres

Manglende målt effekt av tiltak mot eutrofiering skyldes at det samtidig har skjedd regional endringer i miljøet (nedgang i sur nedbør, klimaendringer og økt bruk av drensrør) som har ført til økt bakgrunns-tilstrømming av P og tap av en viktig fellingsmekanisme av orto-fosfat (PO4).
Løst naturlig organisk materiale (eller humus) står for brorparten av eksporten av næringsstoffer (karbon, nitrogen og spesielt fosfor) fra skogsområder. Uorganisk labilt aluminium (Ali) i skogsbekker felles ut som hydroksider når det sure vannet blander seg med det nøytrale eller svakt basiske avrenningen fra landbruket. Disse hydroksidene har stor evne til å binde PO4.  Konsentrasjonene av løst humus er nesten doblet, mens Ali har avtatt til en tredel, de siste 30 årene i ferskvann i sør Norge, hovedsakelig pga. redusert sur nedbør. Bakgrunnstilstrømning av P er trolig doblet siden slutten av 80tallet. Redusert utvasking av Ali har ført til redusert med-felling av PO4. Nedgang i sur nedbør er derfor ansett å være en sentral forklaring på hvorfor tiltakene mot eutrofiering tilsynelatende ikke har gitt forventet effekt.
Det er en klar positiv korrelasjon mellom vannføring og konsentrasjon av total-P i avrenning, hvor opptil 80% av den årlige P-fluksen i en typisk landbruksbekk skjer i løpet av  kun 30 – 40 dager med høy vannføring. Perioder med vassjuk jord fører til at jern (Fe(III)) i jordsmonnet reduseres til Fe(II) som derved mister sin evne til å holde på fosfor. Mengde og intensitet på nedbøren har generelt ligget godt over gjennomsnittet de siste 30 årene. År med flere smelteperioder om vinteren har høyere P-fluks pga økt erosjon av barmark og mobilitet av bio-tilgjengelig P. Vintertemperaturen på Østlandet har ligget 2ºC over normalen, som kun er på -4ºC. Klimaendringer har derfor ført til økt fluks av P til vassdrag og derved delvis maskert effekter av tiltak.
Drensrør er en viktig transportrute for partikkelbundet P (PP). Dette skyldes dels erosjon av P-rik marin leire der drensrørene ligger. På den annen side gir drensrør redusert overflateavrenning og mindre vassjuk jord og betydningen av PP kan være overvurdert.

En integrert avrennings- (SWAT) og innsjømodell (MyLake) forventes å fange opp endringene som beskrevet over.  Imidlertid er prosesser med utvasking av Ali og med-felling av PO4 ikke inkludert i modellene.   Drensrør er heller ikke fanget opp av avrenningsmodellen.

Modeller avslører kunnskapshull

Ved å koble modeller som representere hele årsakskjeden fra aktiviteter og tiltak i nedbørfeltet til algeresponsen i innsjøen ser vi hvordan de forskjellige prosessene og delmodellene bidrar til den totale usikkerheten i våre prognoser. Våre studier viser at det er stor prognoseusikkerhet, og at den største usikkerheten ligger i nedbørfeltmodellene, samt i overvåkningsdataene som brukes til å kalibrere dem. Dette er viktig fordi det viser hvor begrensningene i vår evne til å forutsi effekter av tiltak ligger, og dermed også hvor framtidig forskningsinnsats bør fokuseres. Resultatene fra modellene viser, i en sannsynlighetsbasert kontekst, at tiltakene som er utført i jordbruksarealene har hatt en effekt, men at effekten er mye mindre enn først antatt. Videre har vi demonstrert for forvaltningen hvordan de kan integrere prognoser fra ulike vannfaglige og økonomiske modeller til å utføre kost-nytte vurderinger av tiltak.  Imidlertid ser vi at Vannforskriftens krav om vurdering av uforholdsmessighet i tiltakskostnader ift. tiltaksnytte er vanskelig å imøtekomme med dagens overvåkningsdata, selv i et av de best overvåkede nedbørfeltene i Norge.

Mangel på kunnskap skaper barrierer og terskler i samfunnet

Forvaltningen av Morsa-vassdraget gjennom Morsa-prosjektet og deretter Morsa vannområdeutvalg har vært en suksess ved at man har greid å få alle kommuner i vassdraget og aktører ansvarlig for kilder til fosforavrenning med på betydelige tiltak. Man har lykkes ved å involvere alle interessenter, samtidig som man har bevart beslutningsmyndighet for aktører i formelle posisjoner. Her har det vært avgjørende med godt lederskap og evne til å skape kollektiv oppslutning ved at alle bidrar. Deltagelse av ordførere i styret har vært positivt. Selv om miljøkunnskapen varierer mye blant medlemmene i vannområdeutvalget, har de akseptert forskningsbudskapet og gitt politisk støtte for tiltakene.

Holdninger og handlinger blant bøndene viser at de er sosialt motivert og villige til å bidra. De aller fleste bøndene har lojalt gjennomført tiltak selv om mange fra starten var kritiske. Dette gjelder også når tiltak har hatt negative økonomiske konsekvenser. Det er imidlertid lettere å gjøre en ekstra arbeidsinnsats enn å betale andre for å gjøre arbeidet fordi inntektsnivået i landbruket ikke er høyt. Bøndene har generelt god landbruksfaglig kunnskap og kompetanse, noe som har ført til at de har stilt kritiske spørsmål ved enkelte tiltak, blant annet reduksjonen i høstpløying. Dette skyldes at bøndenes erfaringer ikke stemmer med det forskningen viser. Dette sammen med at effekten av tiltakene tilsynelatende ikke har gitt de forventede forbedringer, fører til at tiltroen til tiltakene begynner å forvitre. Opplevelsen av stivbeinte reguleringer på høstpløying har også vært demoraliserende. Vår forskning viser imidlertid at vannkvaliteten i dag mest sannsynlig hadde vært betydelig verre om tiltak ikke hadde vært gjennomført. Denne kunnskapen har stor betydning for en positiv holdning fra bøndene og er dermed med på å senke barrieren i samfunnet for satsing på sub-optimale tiltak for å redusere tilførsler av P til overflatevann.

 

 

Resultat rapport fra prosjektet er tilgjengelig her som pdf fil

Publisert 13. des. 2010 15:11 - Sist endret 5. apr. 2016 15:50