DMU udfører forskning, overvågning og faglig rådgivning på natur og miljøområdet. I de følgende afsnit er de forskellige sider af DMU's virksomhed gennemgået. Der er lagt vægt på både at beskrive resultater af de gennemførte aktiviteter og perspektiver for de kommende års arbejde.
DMU’s indsats omfatter: næringsstoffer, sprøjtegifte, nye driftsformer samt effekterne af introducerede mikroorganismer og gensplejsede planter.
Langt det meste af kvælstoftilførslen til vandmiljøet kommer fra landbruget. For at begrænse landbrugets udledning af kvælstof til vandmiljøet vedtog Folketinget i foråret 1998 Vandmiljøplan II. Som en del af forliget blev det aftalt at regeringen skulle udarbejde et udkast til en handlingsplan for også at begrænse udslippet af kvælstof til luften i form af ammoniak. I begge tilfælde har DMU sammen med Danmarks Jordbrugsforskning stået for det faglige grundlag.
Høje koncentrationer af nitratkvælstof gør grundvandet uegnet som drikkevand. I vores fjorde og i havet giver for høje mængder af nitrat algevækst og efterfølgende iltsvind som ændrer den naturlige flora og fauna. Det var meget kort baggrunden for at landbruget som en del af Vandmiljøplanen (VMP I) i 1987 skulle reducere udledningerne fra markerne med 100.000 tons kvælstof.
Mens rensningsanlæg og industri stort set har nået målene i VMP I for både fosfor og kvælstof, har det i nogle år været klart at landbruget ikke ville nå en reduktion på 100.000 tons kvælstof. Den politiske aftale om VMP II bygger på at de indtil da besluttede tiltag skønnes at give ca. 63.000 tons, og målet er at den nye VMP II skal sikre de sidste ca. 37.000 tons.
VMP II vil på længere sigt medføre et mindre indhold af nitrat i grundvandet. Ligeledes vil der ske en genopretning af vådområder, og miljøtilstanden vil blive forbedret - især i fjorde og kystnære havområder. VMP II gennemføres gradvist frem til 2003, men der vil gå yderligere en række år før den fulde effekt er slået igennem.
I en international sammenhæng er det klart det mest ambitiøse initiativ til at reducere belastningen af vandmiljøet med kvælstof. EU-Kommissionen har således netop anerkendt at Danmark som det første land med VMP II i alt væsentligt lever op til EU’s nitratdirektiv. I sin svarskrivelse lægger Kommissionen vægt på at VMP II var ledsaget af en samlet faglig vurdering udarbejdet i et samarbejde mellem DMU og Danmarks Jordbrugsforskning.
Som et led i VMP II blev det aftalt at regeringen skulle udarbejde et forslag til en handlingsplan for at reducere landbrugets udslip af ammoniak til luften. DMU og Danmarks Jordbrugsforskning har netop lagt sidste hånd på rapporterne med det faglige grundlag. Her konkluderes det at ammoniak er et væsentligt miljøproblem på landjorden hvor mange skove og naturområder i dag belastes mere end de kan tåle. Enkelte af vores næringsfattige søer er truet, og også havmiljøet er påvirket, selv om andre kvælstofkilder her har større betydning.
|
|
|
|
Genetablering af våde enge ved Rødkær, Virklund. Retablering af vådområder er et nyt virkemiddel i VMP II. Formålet er at de våde enge skal bidrage til at fjerne kvælstof. Frem til år 2003 er det planlagt at genskabe 16.000 hektar vådområder som forventes at fjerne 5.600 tons kvælstof om året.
I de kommende år vil overvågningen af landbrugets tilførsel af kvælstof til vandmiljøet blive fortsat i det reviderede overvågningsprogram, NOVA 2003. Et særligt program er aftalt for at følge effekterne af de nye vådområder der vil blive etableret som følge af VMP II. Resultaterne vil indgå i de vurderinger af effekten af VMP II som DMU og Danmarks JordbrugsForskning i henhold til aftalen om VMP II skal foretage i årene 2000 og 2003.
Udledningen af kvælstof fra de danske landområder til havet er faldet ca. 15% siden ‘80-erne. Dette skyldes primært forbedret spildevandsrensning, men også landbrugets bedre udnyttelse af husdyrgødning og mindre brug af handelsgødning.
Resultaterne af amternes og DMU’s løbende overvågning viser at koncentrationen af fosfor i havet er faldet i perioden 1989-97 i takt med den forbedrede rensning af spildevandet. Der er også en faldende tendens i koncentrationen af kvælstof i havet svarende til variationen i ferskvandsafstrømningen, og koncentrationen var specielt lav i ’96 og ’97.
Den aktuelle kvælstofudledning afhænger imidlertid af afstrømningen af ferskvand og varierer derfor betydeligt fra år til år. Specielt
i de meget tørre år ‘96 og ‘97 har naturens eksperiment vist at når udvaskningen af kvælstof reduceres til det niveau der er forudsat i Vandmiljøplanen, får man en markant forbedring af miljøtilstanden, ikke bare i fjordene, men også i de åbne farvande.
Vores lukkede fjorde har en væsentlig betydning for hvor stor en andel af næringsstofferne der når frem til de åbne farvande. For kvælstof sker der en netto-fjernelse i fjordene. I fjorde med lang opholdstid som Limfjorden, Ringkøbing, Mariager og Nissum fjorde var reduktionen gennemsnitligt omkring 40% i årene 1990-96. For fosfor er det lige omvendt. Her er der gennem mange år ophobet fosfor på bunden af fjordene. Efter at udledningerne af fosfor i dag er reduceret til omkring 20% af niveauet midt i 1980‘erne sker der nu en eksport af fosfor fra fjordbunden til de åbne farvande. I Kattegat er tilførslen fra fjordene tilmed så stor at man ikke kan se nogen reduktion af belastningen med fosfor.
|
|
|
|
|
DMU har styrket samarbejdet med amterne om overvågningen af fjorde og hav. Det er sket ved en øget mødeaktivitet, udarbejdelse af tekniske anvisninger og ved at udgive et kvartalsvis nyhedsbrev, „Nyt fra Det Marine Fagdatacenter".
Havets indhold af ilt er normalt lavest i august-oktober. I perioden 1989-97 er koncentrationen af ilt steget svagt i det sydlige Kattegat og Øresund, mens dette ikke er tilfældet i det sydlige Bælthav - her er iltindholdet til gengæld steget om foråret. I 1998 var iltforholdene igen forringede i det sydlige Kattegat, Øresund og Bælthavet i overensstemmelse med en større ferskvandsafstrømning og kvælstoftilførsel i ‘98. Det kan dog ikke ændre at det generelle billede af udviklingen er en svag bedring i situationen.
Modelberegninger viser at en varig reduktion i tilførslen af kvælstof, som forudsat i Vandmiljøplanen, vil forbedre iltforholdene i de indre farvande markant. Det vil ikke kunne forhindre at der vil forekomme iltsvind, især i ugunstige år, men det vil ikke ske så hyppigt og så udbredt som tidligere.
Livet i havet har haft gavn af udviklingen i indholdet af næringssalte og ilt. Biologerne har set et fald i mængden af planktonalger og dyreplankton. Dette betyder et mindre forbrug af ilt til nedbrydning af døde alger på bunden og klarere vand (mere lys) som bevirker at ålegræsset så småt er begyndt at brede sig igen.
I de kommende år vil DMU fortsætte samarbejdet med amterne om overvågning af havmiljøet og udbygge brugen af modeller til at vurdere sammenhængen mellem tilførsel og transport af næringssalte og livet i havet.
Vi har længe vidst at bakterier kan fjerne kvælstof. Forskerne undersøger nu hvor meget kvælstof de fjerner i Europas kystnære farvande - og hvad der bestemmer omfanget af denne kvælstoffjernelse. DMU koordinerer et EU-finansieret projekt der skal give en større forståelse af hvilke faktorer der styrer disse nyttige bakteriers arbejdsindsats.
For lidt og for meget. Det er kernen i kvælstofproblematikken. På markerne ønsker landbruget at tilføre kvælstofgødning for at fremme væksten af afgrøderne - i vandmiljøet bevirker udsivning af overskydende kvælstof fra markerne en utilsigtet overgødskning (eutrofiering). Det er denne diffuse udsivning fra markerne politikerne har søgt at begrænse med Vandmiljøplan II.
En del af dette kvælstof bliver imidlertid fjernet i fjordene og de kystnære farvande, hvilket i nogen grad modvirker effekterne af overgødskningen i havområderne. Heldigvis - ellers ville de negative effekter være endnu større. Det er bakterier i havbunden der fjerner kvælstoffet, og deres aktivitet påvirkes markant bl.a. af havbundens bevoksning. I takt med at vandet i de kommende år bliver klarere, som følge af de planlagte reduktioner i kvælstofudledningerne, vil lyset nå havbunden på større dybder. Det betyder at bundplanterne breder sig og dermed også påvirker bakteriernes fjernelse af kvælstof.
|
|
|
|
DMU leder et EU-projekt der skal se på hvor meget kvælstof der fjernes i de kystnære farvande. Det er bakterier i havbunden der fjerner kvælstoffet, og deres aktivitet påvirkes i høj grad af bundplanterne.
DMU koordinerer et EU-projekt der skal give ny indsigt i fjernelsen af kvælstof i de kystnære farvande. Projektet har deltagere fra Portugal, Italien, England, Sverige og Danmark. Forskerne startede i 1996 med at udarbejde en fælles forsøgsprotokol så man sikrede at alle laboratoriernes resultater kan sammenlignes. Herefter blev fjernelsen af kvælstof fulgt månedsvis på i alt 22 målestationer der var udvalgt til at repræsentere forskellige typer af vegetation, klima og tidevand.
På baggrund af resultaterne fra de månedlige målinger blev der opstillet en række hypoteser for kvælstoffjernelse som blev efterprøvet ved fælles målekampagner i Italien, Portugal og Sverige. Specielt en hypotese angående de bundlevende planters hæmning af kvælstoffjernelsen (denitrifikation) blev undersøgt i detaljer. De foreløbige resultater bekræfter at planterne hæmmer denitrifikationen. Resultaterne bidrager dermed til en større forståelse af reguleringen af kvælstoffjernelse.
I den resterende del af projektet vil forskerne samle alle målingerne i en database for at få overblik over hvordan fjernelsen af kvælstof varierer i forskellige europæiske vandområder. Målet er at opstille en generel model for hvilke faktorer der styrer fjernelsen af kvælstof. Dermed vil det være muligt at vurdere fjernelsen af kvælstof i et givet farvand ud fra simple målinger - målinger som fx i Danmark indgår rutinemæssigt i amternes overvågning af miljøet i fjorde og kystnære farvande.
Projektet afsluttes i løbet af 1999. Yderligere oplysninger kan findes på DMU’s hjemmeside: http://www.dmu.dk/LakeandEstuarineEcology/nice.
|
|
|
Forholdet mellem tildelte og anbefalede kvælstofmængder på mark-niveau. Hver søjle repræsenterer 10% af arealet. Data fra de 6 landovervågningsoplande i Vandmiljøplanens Overvågningsprogram. Husdyrgødningens nyttevirkning er indregnet. |
Landmændene har i de senere år reduceret brugen af kunstgødning i takt med stigende krav til udnyttelse af husdyrgødningen. En undersøgelse af de landbrug der indgår i Vandmiljøplanens overvågningsprogram viser at en eller flere marker overgødskes på over halvdelen af bedrifterne - især hvor der er mange husdyr. En del af overgødskningen kan skyldes at det er dyrt at køre gødningen ud til de marker der ligger længst fra gødningslagrene. Omvendt er der også marker som gødskes mindre end det anbefalede niveau.
Undersøgelsen bygger på interviews med landmændene. Godt 90% af markerne lå inden for en afstand af 2 km fra gødningslagrene, og her fik godt halvdelen af markerne husdyrgødning, mens det var mere sjældent når afstanden var over 2 km. I en afstand på 2-3 km fik ca. 40% af markerne tildelt gødning, mens kun 10-20% af de marker der lå mere end 3 km fra gødningslagrene fik tildelt husdyrgødning.
|
|
|
DMU har også undersøgt omkostningerne ved at bringe gylle ud til marker i forskellig afstand. Undersøgelsen viser at prisen fordobles fra 5-6 kr. til 10-12 kr. pr. kg effektivt kvælstof når afstanden øges fra ca. 100 meter til ca. 5 km for kvæggødning og 8 km for svinegødning, som er den „maksimale spredeafstand" i datamaterialet. Disse omkostninger kan sammenlignes med at handelsgødning koster omkring 4 kr. pr. kg kvælstof i indkøb.
DMU har derfor set nærmere på mulighederne for at påvirke landbruget til en mere optimal fordeling af gødningen. Undersøgelsen er lavet i samarbejde med Statens Jordbrugs- og Fiskeriøkonomiske Institut. Resultaterne peger bl.a. på at indgreb skal rettes mod brugen af husdyrgødning hvis gødningsforbruget skal reduceres effektivt på husdyrbedrifterne. Det skyldes at handelsgødning kun udgør omkring en fjerdedel af svinebedrifternes gødningsforbrug. Ændringer i gødningsprisen eller krav der rettes mod forbruget af handelsgødning vil derfor ikke have nogen større effekt. Anderledes vil det forholde sig med ændringer der rettes mod det samlede gødningsforbrug på bedriften hvor der allerede i dag er lagt et loft.
I de kommende år vil DMU fortsat undersøge landmændenes gødningspraksis som led i overvågningen af Vandmiljøplan II. DMU vil også fortsætte udviklingen af modeller til at beregne miljømæssige og økonomiske konsekvenser af landbrugs- og miljøpolitiske indgreb. Udover en løbende forbedring af modellerne vil forskerne også inddrage nye områder i beregningerne, som fx fosforgødning og sprøjtegifte.
DMU har udviklet en model der beskriver visse sprøjtegiftes skæbne i vandhuller. Flere pesticider vil blive inddraget i de kommende år. Projektet indgår i et større modelarbejde der skal beskrive pesticiders spredning i miljøet og anvendes som et værktøj i Miljøstyrelsens sagsbehandling.
DMU har brugt et system af fire kunstige vandhuller til at undersøge hvad der sker med sprøjtegifte i markvandhuller. I første omgang er fire forskellige insektgifte fra gruppen af pyrethroider blevet undersøgt: Deltamethrin, permethrin, esfenvalerat og fenpropathrin, som alle er relativt fedtopløselige (vandskyende).
Insektmidlerne blev sprøjtet ud på vandoverfladen hvorefter forskerne fulgte koncentrationen i henholdsvis det ultratynde overfladelag, den egentlige vandsøjle og i sedimentet (bundmateriale).
|
|
|
|
|
|
Principskitse af den udviklede vandhulsmodel. De mekanismer der betyder mest for sprøjtegiftenes skæbne i markvandhuller er angivet. |
|||
Afprøvningen af matematiske modeller har givet en række værdifulde resultater. For systemet med vandsøjle og sediment inddrog den mest overbevisende model diffusion, binding til partikler og nedbrydning i sedimentet. Det betyder at stofferne blev opkoncentreret i sedimentets allerøverste lag.
På baggrund af forsøgene har forskerne opstillet en generel matematisk model der beskriver stoffernes tilstedeværelse i vandsøjle og sediment samt transporten mellem disse to medier. Modellen forudsiger at koncentrationen i vandsøjlen stort set vil være proportional med tilførslen til overfladen og så godt som uafhængig af vanddybden. Det skyldes primært at stofferne i løbet af ganske få dage forsvinder fra vandsøjlen. Modellen forudsiger dermed at alle fedtopløselige (vandskyende) stoffer der optages hurtigt i sedimentet, vil opføre sig på denne måde.
Målingerne viste en stor tilbøjelighed for pyrethroiderne til at ophobes i overflademikrolaget. Det skyldes formentlig stoffernes vandskyende egenskaber. Det var dog kun en lille del af den samlede mængde stof der på denne måde hang i overfladen. Langt det meste blev blandet op i vandsøjlen inden for et par timer efter udsprøjtning.
Det gennemførte arbejde øger ikke blot kendskabet til sprøjtegiftes skæbne i vandhuller, men kan også bruges til at designe nye eksperimenter med andre sprøjtegifte. Ud over transporten af stof til og fra overflademikrolaget er der især behov for at kunne skelne mellem betydningen af diffusion og binding til partikler (adsorption) i sedimentet.
Arbejdet er rapporteret i to rapporter fra Miljøstyrelsen samt i DMU’s temarapport nr. 26: „Pesticiders skæbne og forekomst i miljøet" som netop er udsendt. DMU har også deltaget aktivt i den udredning Folketinget netop har modtaget om de økonomiske og miljømæssige konsekvenser af et helt eller delvist stop for brug af sprøjtegifte, rapporten fra det såkaldte Bicheludvalg.
I de kommende år vil DMU fortsætte udviklingen af vandhulsmodellen, dels for at beskrive de manglende led i modellen, dels for at udvikle modellen til også at beskrive skæbnen for andre typer af sprøjtegifte. Hertil kommer arbejde med at udvikle modeller for sprøjtegiftenes transport og nedbrydning i bl.a. vandløb, søer og luft.
En lang række gensplejsede landbrugsafgrøder, grøntsager, blomster og træer er på vej ud på markerne. DMU sætter fokus på de mulige konsekvenser for miljøet.
Den nye aftale med industri og landbrug om gensplejsede afgrøder i Danmark for 1999 indeholder et særligt afsnit om åbenhed og dialog om brugen af gensplejsede afgrøder. Til støtte for denne dialog har DMU for nylig udgivet temarapport nr. 23: Gensplejsede planter.
Rapporten beskriver hvordan genteknologi adskiller sig fra traditionel forædling. Desuden beskrives hvilke egenskaber man arbejder med at ændre, og hvilke risici de gensplejsede planter fører med sig. Forfatterne omtaler resistens over for ukrudtsmidler, skadedyr og sygdomme, samt tolerance over for salt, tørke og kulde. Desuden beskriver de hvordan myndighederne vurderer risici ved gensplejsede planter inden for områderne økologi, sundhed og landbrug.
Den gensplejsede plantes virkning på miljøet afhænger af plantens egenskaber og de tilførte gener. Især er evnen til at konkurrere med andre planter vigtig. Er den gensplejsede plante først etableret, kan den påvirke floraen og andre organismer i fødekæden.
Gensplejsede planter kan spredes direkte via frø eller fx rodknolde, eller generne kan spredes til beslægtede arter. Rapporten beskriver hvordan der kan ske en påvirkning af miljøet. Her fremhæver forfatterne specielt fremtidens stresstolerante planter. Altså planter som ved gensplejsning er gjort tolerante over for fx tørke eller salt. Sådanne planter vil have særligt gode muligheder for at etablere sig uden for landmandens marker i tørre eller saltpåvirkede områder.
DMU arbejder med at udvikle metoder og fremskaffe viden til at støtte og udvikle vurderingen af de gensplejsede planters effekter i naturen. Det er vigtigt at planterne vurderes grundigt så skader på miljøet kan undgås.
DMU’s viden på området udnyttes løbende i nationale og internationale ekspertudvalg inden for risikovurdering af gensplejsede planter. I 1998 var DMU desuden medarrangør af en international konference om emnet.
I de kommende år forsætter DMU arbejdet inden for Det strategiske Miljøforskningsprogram. Her er indsatsen koncentreret om økologiske effekter ved dyrkning af gensplejsede planter som er resistente mod svampesygdomme, men der arbejdes også med insektresistente planter og planter med indsat såkaldt allelopatisk virkning, dvs. at afgrøden kan bekæmpe ukrudtet i marken ved at udskille stoffer der er giftige for ukrudt. Inden for det næste tiår vil de første gensplejsede træer dukke op i Danmark. DMU deltager her i et netværk hvor der vil blive iværksat en række projekter for at undersøge de specielle problemer der kan opstå ved at sprede gensplejsede træer i naturen.
Effekterne af landbrugets brug af moderne bioteknologi undersøges nu. DMU ser på om brug af mikrobiologiske bekæmpelsesmidler vil kunne ændre sammensætningen og aktiviteten af jordbundens mikroflora.
Mikrobiologisk bekæmpelse vil blive et vigtigt alternativ til den kemiske bekæmpelse. DMU venter at der vil komme nye produkter på markedet i de kommende år, og at de vil komme til at indgå i den almindelige drift i landbrug og gartnerier. Det er vigtigt at få belyst de miljømæssige konsekvenser inden de nye midler tages i anvendelse. Derfor undersøger DMU om de nye midler kan have utilsigtede effekter på jordbundens bakterier og svampe.
I første omgang har forskerne set på effekter af to mulige bekæmpelsesmidler som begge kan modvirke svampesygdomme i jorden. Det drejer sig om stammer af bakterierne Pseudomonas fluorescens og Bacillus cereus. De foreløbige resultater viser at de to bakterier ikke påvirker mikrofloraens samlede respiration (ånding). Derimod er der en effekt når man ser mere detaljeret på mikrofloraens evne til at omsætte 95 specifikke kulstofforbindelser.
For nærmere at undersøge ændringerne i jordbundens bakteriesamfund har forskerne testet de to bakteriers hæmning af i alt 4.500 bakterier fra en økologisk dyrket bygmark. Også her er der fundet en påvirkning idet de to bakterier hæmmer væksten af 2-3% af bakterier der stammer fra jorden og 5-6% af bakterier der stammer fra rodzonen.
Forskerne vil nu se nærmere på hvad det betyder for miljøet at nogle få bakterier på denne måde kan hæmmes selektivt ved brug af mikrobielle bekæmpelsesmidler.
I de kommende år vil forskerne bl.a. se på virkningsmekanismerne bag disse væksthæmninger. DMU vil også undersøge påvirkningen af naturligt forekommende bakterier i rodzonen og den omgivende jord når bakterien Pseudomonas fluorescens anvendes til at bejdse frø.
Resultaterne af projektet ventes at blive et væsentligt redskab når virksomheder og myndigheder i fremtiden skal vurdere risikoen ved nye mikrobiologiske bekæmpelsesmidler. Projektet afsluttes i år 2000. Det udføres inden for rammerne af et center ledet af DMU under Det strategiske Miljøforskningsprogram.
|
|
|
