Forskjeller mellom de nye og det gamle erosjonsrisikokartet

P4180914

Flate og drågerosjon på åker med høstpløying og høstkorn. Foto: NIBIO

Våren 2020 ble to nye erosjonsrisikokart lansert. Disse kartene erstatter det gamle erosjonsrisikokartet som ble tatt i bruk rundt 1990. I noen landsdeler er endringene i beregnet erosjonsrisiko store.

Den viktigste årsaken til forskjellene mellom tidligere erosjonsrisikokart og dagens flateerosjonskart er at det er brukt helt ulike modeller. Den nye modellen bruker lokale, stedfestede klimadata og terrengdata. I tillegg er den bedre kalibrert mot faktiske målinger.  

 

Ny modell (PESERA)

De to nye erosjonsrisikokartene er basert på beregninger fra en prosessbasert simuleringsmodell kalt PESERA («Pan-European Soil Erosion Risk Assessment model»). Dette er en ny og bedre måte å beregne erosjonsrisiko på. Modellen framstiller og simulerer selve prosessene som driver erosjonen: Nedbør og snøsmelting blir til infiltrasjon og overflateavrenning, som river med seg og transporterer jordpartikler.

Den nye modellen benytter flere grunnlagsdata enn den som ble brukt før. Den er også kalibrert mot et betydelig større datagrunnlag fra sju ulike forsøksfelt.

Ulikheter i beregningsmåte fører naturlig nok til forskjeller i beregnet erosjonsrisiko. Mer detaljert informasjon finnes i Notat 20/01109, Forskjellen på nytt og gammelt erosjonsrisikokart, se lenke i venstremargen.

 

Tidligere brukt modell (jordtapslikningen)

Jordtapslikningen som lå til grunn for det gamle erosjonsrisikokartet, var basert på jordsmonndata og modellen  USLE («Universal Soil Loss Equation»). Jordtapslikningen ble opprinnelig tilpasset og kalibrert for ett område på Romerike. Ved beregninger for andre områder- forutsatte  man deretter samme klima som i det opprinnelige området, konstant hellingslengde på 100 m, høstpløying, og ingen tiltak for å redusere erosjon.

 

Forskjeller, gammelt og nytt erosjonsrisikokart
  Gammelt kart Nytt kart
Modellkonsept

Enkel, empirisk likning

Prosessbasert simuleringsmodell

Erosjonsformer

Flateerosjon (men kan inneholde drågerosjon pga. kalibrering på felt med både flate- og drogerosjon.)

Flateerosjon (se faktaboks)  i ett kart, og drågerosjon i et annet kart

 

Jordtap gjennom drensrør

4 konstanter (semi-variabel) basert på lite datagrunnlag

Ny formel basert på større datagrunnlag
Regional klimavariasjon

Konstant = ikke inkludert

Variable verdier basert på klimadata i 1 x 1 km rutenett

Hellingsgrad

Variable verdier = midtverdi i feltbestemte klasser

Variable verdier beregnet fra digital terrengmodell

Hellingslengde Konstant = 100 m Variable verdier beregnet fra digital terrengmodell med 10 x 10 m oppløsning
Eroderbarhet

Variable verdier fra formel

Variable verdier fra modifisert formel
Skorpedannelse

Konstant = ikke inkludert

Variable verdier fra formel

Hydrologiske egenskaper

Semi-variabel = to kalibrerte verdier + 6 konstanter for naturlig dreneringsgrad

Variable verdier basert på jordtypespesifikke verdier for porøsitet, vannlagring, permeabilitet, etc.

Overflatetilstand

Konstant = én verdi som representerer vårkorn med høstpløying

Variable verdier basert på sesongvariasjon i overflateruhet og plantedekke representativt for vårkorn med høstpløying

Kalibreringsfelt

Hovedsakelig ett felt + noe info fra to nedbørfelt;

Syv felt for jordtap på overflata og 14 felt for jordtap gjennom drensrør, + noe info fra JOVA-nedbørfelt;

Kalibreringsperiode

1984-1988

1984-2013, varierer mellom felt

 

Flateerosjon og drågerosjon

Både PESERA og jordtapslikningen beregner kun flateerosjon (se faktaboks). Men fordi jordtapslikningen ble kalibrert på et felt der både flate- og drågerosjon forekom, er det usikkert hvilke prosesser kartet virkelig  inkluderer. I utviklingen av nytt kart for flateerosjon  er  ikke drågerosjon inkludert. Isteden er det laget et eget drågerosjonskart som viser hvor i terrenget det er risiko for at vannet renner konsentrert og begynner å grave. Drågerosjonskartet sier ikke noe om mengden jordtap.

 

Klima

Den nye PESERA-modellen simulerer månedlig overflateavrenning ved å bruke døgnverdier for nedbør, lufttemperatur og fordamping, aggregert til månedsverdier i gjennomsnitt for perioden 1980-2010. Disse dataene er hentet fra Meteorologisk institutt og NASA (MODIS). Modellen simulerer en rekke naturlige prosesser, som f.eks. snøsmelting og tele i jorda. Den gamle modellen (jordtapslikningen) har ingen korrigering for regionale klimaforskjeller.

 

Jordsmonn

Den nye modellen tar også inn mer informasjon om jordsmonnet enn den gamle modellen gjorde. I den nye modellen inngår bl.a. beregninger av porevolum, vannlagringsevne og plantetilgjengelig vann. Begge modellene tar hensyn til bakkeplanering, men på litt ulik måte. PESERA har også en mer detaljert utregning av jordas eroderbarhet og av jordtap gjennom drensrør.

 

Hellingsgrad og hellingslengde

Den gamle modellen brukte klasser for hellingsgrad registrert i felt ved jordsmonnskartlegging og en konstant (representativ/ gjennomsnittlig) hellingslengde på 100 m. I den nye modellen beregnes både hellingsgrad og hellingslengde ut fra en digital terrengmodell med 10x10 m oppløsning, og reell hellingslengde brukes i stedet for en konstant hellingslengde.

 

Mer om forskjellen på de to erosjonsrisiko-modellene

Den gamle modellen, jordtapslikningen, er en enkel, empirisk likning der faktorer multipliseres med hverandre. Den nye modellen, PESERA, framstiller og simulerer de fysiske prosessene som driver erosjonen. En fysisk basert modell blir mer «robust» i den forstand at prosessene er universelle, de virker på samme måte uansett hvor man befinner seg. Teoretisk sett skal en slik modell gi mindre usikkerhet i resultatene når modellen brukes i områder der en har lite måledata å støtte seg på. Figurene under viser skjematisk oversikt over metodikk i ny og gammel modell.

Diagram PESERA.png
Flytdiagram for PESERA. F(x) symboliserer komplekse, fysisk baserte og/eller enklere empiriske funksjoner.
Diagram USLE.png
Flytdiagram for norsk versjon av jordtapslikningen (USLE), og faktorene som inngår.

Regionale endringer i erosjonsrisikoklasser

Tabellen under viser fordelingen i de ulike erosjonsrisikoklassene for gammel og ny modell i kornfylkene. Bedre klimadata er en viktig årsak til de store forskjellene. Resultatene fra PESERA stemmer godt overens med måledata, også fra felt i Innlandet, der forskjellene i resultat fra ny og gammel modell er størst.

I Agder, Vestland, Nordland og Troms er det fortsatt få kommuner som er jordsmonnkartlagt. Derfor er det vanskelig å si noe om forskjellene der. Fylkene domineres dessuten av grasproduksjon som gjør at erosjonsrisiko er en mindre aktuell problemstilling i disse områdene.

Forskjeller fylker.png
Fordeling av erosjonsrisikoklasser i gammelt og nytt erosjonsrisikokart for fylkene med de største kornproduksjonsarealene. Areal i klasse 4 har høyest erosjonsrisiko.

Kart og lokalt skjønn

Flateerosjonskartet og drågerosjonskartet er til sammen per i dag det beste datagrunnlaget vi har for å kunne si noe om risiko for erosjon på norske jordbruksarealer. Sammen med kartene er det nødvendig å bruke lokalt skjønn slik at man kan ta hensyn til forhold som modellen ikke kan ta høyde for.

KONTAKTPERSON
IMG_0350.JPGRegnvær_Klepp_ovk.JPG
Stedfestede klimadata ble ikke brukt i jordtapslikningen, men er tatt i bruk i PESERA og er en av årsakene til forskjellene i resultat for utregnet jordtap med gammel og ny modell. Bildet er fra Klepp i Rogaland. Foto: Ove Klakegg, NIBIO
AR_BUSK 009.JPG
I den nye modellen beregnes både hellingsgrad og hellingslengde ut fra en digital terrengmodell med 10x10 m oppløsning, og reell hellingslengde brukes i stedet for en konstant hellingslengde. Foto: Ove Klakegg, NIBIO

Les mer: Forskjellen på nytt og gammelt erosjonsrisikokart

Dette notatet beskriver metodiske forskjeller mellom nytt og gammelt erosjonsrisikokart, og belyser konsekvenser av disse forskjellene på arealfordeling av erosjonsrisikoklasser.

0.64 MB pdf