Publikasjoner
NIBIOs ansatte publiserer flere hundre vitenskapelige artikler og forskningsrapporter hvert år. Her finner du referanser og lenker til publikasjoner og andre forsknings- og formidlingsaktiviteter. Samlingen oppdateres løpende med både nytt og historisk materiale. For mer informasjon om NIBIOs publikasjoner, besøk NIBIOs bibliotek.
2021
Sammendrag
Kartlegging av landbrukspåvirkning i Bærum viste at det i noen områder er høye verdier av næringsstoffer. Vannkvalitetsundersøkelser i 2019 viste at områdene rundt Dælivannet er utsatt for landbrukspåvirkning/-forurensning. NIBIO har vurdert forskjellige tiltak, og lokalisering av dem. Formålet med tiltakene er å forbedre vannkvaliteten. Basert på befaring 13.september 2021 er tiltakene fangdammer, kantsoner og jordbruksdrenering vurdert for området. Vi har vurdert to mulige lokaliseringer av fangdammer: en i Steinsbekken ved innløpet av Dælivannet og en lenger nedstrøms i Dælibekken. Fangdammer må utformes slik at jordvoller med overløp ikke er hindre for fisk som bruker bekkene til gyting. Det kan gis tilskudd for fangdam som er etablert på eller i tilknytning til jordbruksareal. Kantsoner i nedbørfeltet er etablert med minimal bredde. Det er mulig å øke renseeffektiviteten på avrenningen, ved å stimulere bredere kantsoner langs bekken. Det kan søkes om insentivmidler til dette. En del av oppdraget var også å vurdere dreneringsløsninger i den landbrukspåvirkede delen av Dælibekken nedbørfelt. Dette viste seg å ikke være nødvendig da det sommeren 2021 var gjennomført betydelige dreneringsaktiviteter i nedbørfeltet. Dreneringsaktivitetene til grunneier var ikke kjent da oppdraget ble avtalt.
Sammendrag
På oppdrag fra vannområdet Bunnefjorden med Årungen- og Gjersjøvassdraget (PURA) er den empiriske modellen Agricat 2 brukt til å beregne potensialet for erosjon og fosforavrenning fra jordbruksarealer i 16 tiltaksområder, ved faktisk drift i 2020. Arealfordelingen av faktisk drift (vekst, jordarbeiding og miljøtiltak) i 2020 har framkommet av registerdata fra Landbruksdirektoratet og føringer/informasjon fra Follo Landbrukskontor, og er fordelt på de dyrka arealene etter bestemte rutiner i modellen. Arealfordelingsrutinen i modellen ga følgende utbredelse av kombinasjon vekst/jordarbeiding i vannområdet for 2020: 35 % stubb (jordarbeiding vår eller direktesåing), 16 % gras, 27 % vårkorn med høstpløying, 11 % høstkorn med høstpløying, 7 % høstharving til vår- og høstkorn samt frukt og bær, og 3 % poteter og grønnsaker. Arealfordelingen varierte mellom tiltaksområder. Eksisterende grasdekte buffersoner og fangdammer inngikk også i beregningene. Jord- og fosfortap i vannområdet PURA i 2020 ble beregnet til henholdsvis 3,6 kilotonn SS og 6,1 tonn TP. For individuelle tiltaksområder varierte jordtapet fra nær 0 til 1,5 kilotonn, og fosfortap fra nær 0 til 2,6 tonn. Forskjeller i drift bidro til å forklare forskjellene mellom tiltaksområder.
Forfattere
Hannah Wenng Robert Barneveld Marianne Bechmann Hannu Marttila Tore Krogstad Eva SkarbøvikSammendrag
Increased nutrient and soil losses from agricultural areas into water bodies constitute a global problem. Phosphorus is one of the main nutrients causing eutrophication in surface waters. In arable land, phosphorus losses are closely linked to sediment losses. Therefore, a better understanding of the sediment-runoff processes in agricultural areas is a key to reduce the eutrophication impacts and to implement mitigation measures. The objectives of this study were to identify dominant sediment runoff processes in cultivated grain-dominated catchments in a cold climate. We assessed continuous high-resolution turbidity data, temporal and spatial catchment properties and agricultural management data to describe and get a better understanding of the cause-relationship of sediment transfer in two small agricultural dominated catchments in southern Norway. The concentration-discharge pattern, index of connectivity and agricultural activities were considered with the wider aim to establish a link between field and catchment scale. The results showed that the dominant concentration-discharge pattern was a clockwise concentration-discharge (c-q) hysteresis in both catchments indicating that areas close to or in the stream gave the highest contribution to turbidity. The main driver for turbidity was discharge, though soil water storage capacity, rain intensity and former discharge events also played a role. Intensity of soil tillage and index of connectivity (likelihood of water and particles to be transported to the stream) impacted the c-q hysteresis index. Little vegetation cover and high intensity of soil tillage led to a high hysteresis index, which indicates a quick increase in turbidity following increased discharge. Other links between agricultural management and in stream data were difficult to interpret. The findings of this study provide information about discharge, field operations and vegetational status as drivers for turbidity and about the spatial distribution of sediment sources in two agricultural catchments in a cold climate. The understanding of sediment runoff processes is important, when implementing management actions to combat agricultural emissions to water most efficiently.
Sammendrag
The separate and synergistic effects of land use and climate change on water quality variables in Old Woman Creek (OWC) watershed were evaluated using a hydrological model set up in Soil and Water Assessment Tool (SWAT) for the OWC watershed. Model calibration was done using a multi-objective evolutionary algorithm and pareto optimization. The Parameter-Elevation Regressions on Independent Slopes Model (PRISM) climate data and the 20 different Global Circulation Models (GCMs) developed by the Coupled Model Intercomparison Project Phase five (CMIP5) were used. Validation was done using the streamflow data from USGS gaging station and water quality data from the water quality lab, Heidelberg University. The simulation was divided into two land use scenarios: Scenario 1 for constant land use and Scenario 2 where land use was varied. Both land use simulations were run in four time periods to account for climate change: historical (1985–2014), current to near future (2018–2045), mid-century (2046–2075), and late-century (2076–2100) climate windows. For the historical period, the average of all the simulations made from the 20 different CMIP5 GCMs shows good agreement with the PRISM results for flow and the water quality variables of interest with smaller inter-model variability compared to PRISM results. For the other three climate windows, the results of Scenario 1 show an increase in flow and eight water quality variables (sediment (total suspended sediment), organic nitrogen, organic phosphorus (particulate p), mineral phosphorus (soluble reactive p), chlorophyll a, carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD), dissolved oxygen, total nitrogen) across the climate windows but a slight decrease in one water quality variable, mineral phosphorus in the mid-century. The results of Scenario 2 show a greater increase in flow, and the eight water quality variables across the climate windows show a relatively larger decrease in one water quality variable (mineral phosphorus). The projected land use change has little impact compared to the projected climate change on OWC watershed in the 21st century.
Sammendrag
The effect of agricultural practices on water quality of Old Woman Creek (OWC) watershed was evaluated in a hydrological model using the Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model (PRISM) climate data and 20 different global circulation models (GCMs) from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). A hydrological model was set up in the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), while calibration was done using a Multi-Objective Evolutionary Algorithm and Pareto Optimization with PRISM climate data. Validation was done using the measured data from the USGS gage station at Berlin Road in the OWC watershed and water quality data were obtained from the water quality lab, Heidelberg University. Land use scenario simulations were conducted by varying percentages of agricultural land from 20% to 40%, 53.5%, 65%, and 80% while adjusting the forest area. A total of 105 simulations was run for the period 2015–2017: one with PRISM data and 20 with CMIP5 model data for each of the five land use classes scenarios. Ten variables were analyzed, including flow, sediment, organic nitrogen, organic phosphorus, mineral phosphorus, chlorophyll a, CBOD, dissolved oxygen, total nitrogen, and total phosphorus. For all the variables of interest, the average of the 20 CMIP5 simulation results show good correlation with the PRISM results with an underestimation relative to the PRISM result. The underestimation was insignificant in organic nitrogen, organic phosphorus, total nitrogen, chlorophyll a, CBOD, and total phosphorus, but was significant in CMIP5 flow, sediment, mineral phosphorus, and dissolved oxygen. A weak negative correlation was observed between agricultural land percentages and flow, and between agricultural land percentages and sediment, while a strong positive correlation was observed between agricultural land use and the water quality variables. A large increase in farmland will produce a small decrease in flow and sediment transport with a large increase in nutrient transport, which would degrade the water quality of the OWC estuary with economic implications.
Sammendrag
The effect of the projected 21st century climate change on water quality in Old Woman Creek (OWC) watershed was evaluated using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and the precipitation and temperature projections from three best Global Climate Circulation Model (GCM)l ensemble downloaded from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). These three best GCMs (GFDL-ESM2M, MPI-ESM-MR, EC-EARTH) were identified as those closest to the multivariate ensemble average of twenty different GCM-driven SWAT simulations. Seasonal analysis was undertaken in historical (1985–2014), current to near future (2018–2045), mid-century (2046–2075), and late-century (2076–2100) climate windows. The hydrological model calibration was carried out using a multi-objective evolutionary algorithm and pareto optimization. Simulations were made for stream flow and nine water quality variables (sediment, organic nitrogen, organic phosphorus, mineral phosphorus, chlorophyll a, carbonaceous biochemical oxygen demand, dissolved oxygen, total nitrogen, and total phosphorus) of interest. The average of twenty different CMIP5-driven SWAT simulation results showed good correlation for all the 10 variables with the PRISM-driven SWAT simulation results in the historical climate window (1985–2014). For the historical period, the result shows an over-estimation of flow, sediment, and organic nitrogen from January to March in simulations with CMIP5 inputs, relative to simulations with PRISM input. For the other climate windows, the simulation results show a progressive increase in stream flow with peak flow month shifting from April to March. The expected seasonal changes in each water quality variable have implications for the OWC estuary and Lake Erie water quality.
Sammendrag
‘Ingen jordarbeiding om høsten’ har vært et av de viktigste tiltakene mot erosjon og tap av næringsstoffer fra jordbruksarealer siden begynnelsen på 1990-tallet. Avrenningsforsøk som startet på 1980-tallet viser stor effekt av ‘ingen jordarbeiding om høsten’ på erosjon og næringsstofftap på forholdsvis bratte jordbruksarealer. Det har derimot kun vært få undersøkelser av jordarbeidingseffekter på arealer med liten helling, på tross av at slike arealer utgjør størsteparten av jordbruksarealene der det dyrkes korn....
Sammendrag
‘Ingen jordarbeiding om høsten’ har vært et av de viktigste tiltakene mot erosjon og tap av næringsstoffer fra jordbruksarealer siden begynnelsen på 1990-tallet. Avrenningsforsøk som startet på 1980-tallet viser stor effekt av ‘ingen jordarbeiding om høsten’ på erosjon og næringsstofftap på forholdsvis bratte jordbruksarealer. Det har derimot kun vært få undersøkelser av jordarbeidings-effekter på arealer med liten helling, på tross av at slike arealer utgjør størsteparten av jordbruksarealene der det dyrkes korn. Avrenningsforsøket på Kjelle vgs. i Bjørkelangen ble satt i gang i 2014 for å belyse effekter av jordarbeiding på næringsstoffavrenning fra arealer med liten erosjonsrisiko, det vil si forholdsvis flate arealer. Forsøket består av 9 forsøksruter med målinger av avrenning fra både overflatevann og grøftevann fra hver rute. Det er tre gjentak og behandlingene omfatter 1. høstpløying med vårkorn (havre) 2. vårpløying med vårkorn (bygg) 3. høstpløying med høstkorn (høsthvete) Resultater fra syv forsøksår (2014-2021), er beskrevet i denne rapporten med fokus på siste året.....
Sammendrag
Det gis tilskudd til etablering av fangdammer som et vannmiljøtiltak for å forbedre vannkvaliteten i nedstrøms vannforekomster. Det er behov for dokumentasjon av den langsiktige effekten av slike dammer. Fangdammen i Skuterudbekken har blitt overvåket i 16 år i «Program for jord- og vannovervåking i landbruket» med målinger i inn- og utløp. Resultatene dokumenterer at renseeffekten i gjennomsnitt for 16 år er 36 % for partikler, 19 % for fosfor og 3 % for nitrogen. Tidsserien omfatter enkelte år med negativ tilbakeholdelse. Dette skjedde som en konsekvens av to faktorer: 1) fangdammen var nesten full av sedimenterte partikler fra nedbørfeltet, eller i forbindelse med tømming av fangdammen, noe som medførte en oppvirvling av mye partikler i vannet og 2) lavvannføring eller lave tilførsler av partikler eller næringsstoffer til fangdammen. Negativ tilbakeholdelse vil si at tidligere sedimentert materiale løsrives og transporteres ut av fangdammen. Årene med negativ tilbakeholdelse viser viktigheten av at fangdammen tømmes jevnlig....
Sammendrag
Til tross for betydelig bedring siden 1970- og 80-tallet, er økologisk tilstand mht. eutrofiering fortsatt klassifisert som moderat i nedre deler av flere av Mjøsas tilløpselver samtidig som Mjøsa de fleste årene har god økologisk tilstand. De siste årene har tilstanden imidlertid nærmet seg grensen til moderat i deler av Mjøsa, og vært moderat i Furnesfjorden. En oppblomstring av blågrønnalger i 2019 kan tyde på forverring av tilstanden. Fosfortilførsler er den vesentligste årsaken til eutrofiering. I de ni nedbørfeltene som er sammenstilt her, har det vært en økning i husdyrtallene over de siste 20 årene med tilsvarende økning i spredning av fosfor med husdyrgjødsel i jordbruket. Fosforinnholdet i jordbruksjorda har økt i samme periode. Det fører til økt risiko for fosfor-avrenning. Samtidig er det betydelige tilførsler av fosfor med høy biotilgjengelighet fra spredte avløpsanlegg. Med klimaendringer som fører til økt avrenning er det en risiko for at fosfortilførslene kan øke og overskride grensen for den belastningen innsjøen tåler. Dersom det ikke settes inn tiltak kan tilstanden i innsjøen forverres. Tiltakene omfatter opprydding i avløpsløsninger, redusert tilførsel av fosfor til jordbruksarealene blant annet ved bruk av fosforfri mineralgjødsel sammen med utnyttelse av alt spredeareal, og overvintring i stubb med grasdekte vannveier og kantsoner på kornarealene. Etablering av fangdammer vil også bidra til å redusere fosfortilførslene til Mjøsa.