TRK Transport Retention Källfördelning

Transkript

1 TRK Transport Retention Källfördelning Belastning på havet Maja Brandt Helène Ejhed Rapport 5247

2 w

3 TRK Transport Retention Källfördelning Belastning på havet Maja Brandt Helène Ejhed

4 Beställningsadress: Naturvårdsverket Kundtjänst Stockholm Telefon: Fax: E-post: ISBN pdf ISSN Rapporten finns även som pdf i Miljöbokhandeln Miljöbokhandeln: Naturvårdsverket 2002 Original: Baluns Tryck: Lindblom & Co Upplaga: 500 ex Omslagskarta: Ann-Margreth Holst

5 1. Förord SLU och SMHI fick i början av år 2000 i uppdrag av Naturvårdsverket att beräkna belastningen på Östersjön inför rapporteringen till HELCOM (Helsingforskommissionen), PLC-4 (Pollution Load Compilation) år I uppdraget ingick dessutom att arbetet skulle resultera i ett verktyg för belastningsberäkningar, som inte enbart kunde nyttjas för HELCOM utan också för annan internationell (t.ex. OSPAR (Oslo-Pariskommissionen) ) och nationell rapportering (t.ex. officiell statistik) samt på sikt även för analyser inom EU:s ramdirektiv för vatten. Uppdraget utmynnade i ett projekt, som benämnts TRK (Transport, Retention, Källfördelning) Belastning på havet, och det utvidgades till att även gälla för Skagerrak, dvs belastningen från hela Sverige. TRK-projektet presenteras i föreliggande huvudrapport samt i en underlagsrapport med titeln Kväveläckage från svensk åkermark Beräkningar av normalutlakning för 1995 och I rapporterna redovisas sammanställningar och beräkningar av i första hand närsaltbelastning från Sverige till omgivande hav. En utförlig beskrivning av beräkningsgrunder och indata lämnas för att möjliggöra en uppföljning av arbetet och för att möjliggöra en kritisk granskning av resultaten. TRK-projektet är en utvidgning av det system som togs fram inom projektet Kväve från land till hav (Naturvårdsverket 1997), som berörde södra Sverige. Underlagsdata och beräkningsmetodik har även hämtats från Aktionsprogram mot havsföroreningar, s k. Hav-90 (Löfgren och Olsson, 1990). Detta arbete hade inte varit möjligt utan bidrag från många olika aktörer. En stor mängd data har hämtats från ett antal nationella myndigheter och institut (t.ex. SLU, SMHI, SCB, Jordbruksverket, Naturvårdsverket, LMV, SVO), men även från regionala och lokala myndigheter/verksamheter (t.ex. länsstyrelser, kommuner, vattenvårdsförbund). Naturvårdsverket finansierar nationella miljöövervakningsprogram för sötvatten och jordbruksmark och resultat från dessa program har varit en förutsättning för projektets genomförande. Projektledare har varit Heléne Ejhed, SLU, och Maja Brandt, SMHI, vilka också sammanställt rapporten. Följande personer har arbetat i projektet: Marie Bergstrand, Gun Grahn, Peter Svensson, Anders Gyllander, Berit Arheimer, Anna Pettersson och Lotta Pers från SMHI; Holger Johnsson, Barbro Ulén, Kristina Mårtensson, Stefan Löfgren, Kjell Olsson, Hans-Björn Eriksson, Bert Karlsson och Jakob Nisell från SLU; Olle Westling från IVL samt Anders Widell och Gunilla Svensson från Naturvårdsverket. Projektets styrgrupp bestod av Christer Göransson, Naturvårdsverket, Torgny Wiederholm, SLU, samt Hans Larsson, SMHI. Förtydligande till Naturvårdsverkets rapport 5247, TRK (Transport, retention, källfördelning) Belastning på havet Avsikten med TRK-projektet var att ta fram en redovisning av belastningen på Östersjön till HELCOM, PLC-4 rörande förhållandena år 2000, men också att ta fram underlag för annan nationell och internationell rapportering samt på sikt även för analyser inom EU:s vattendirektiv. Belastningen varierar kraftigt från år till år, huvudsakligen beroende på stor variation i avrinningen, och därför har ett långtidsmedelvärde för avrinningen använts. Data över utsläpp från olika källor har inte varit möjliga att ta fram för enbart år 2000 utan härrör från senast tillgängligt årtal vilka antas gälla år 2000, t.ex. reningsverk >2 000 pe från år 2000, mindre reningsverk från 1987, kustindustrier från år 2000, inlandsindustrier från år mellan 1992 och 2000 samt jordbruksläckage av kväve från rotzonen för Det innebär att de delar av fi gurer och tabeller som visar bruttobelastningen av kväveläckaget från jordbruksmark gäller för 1999 års odling (jordbruksareal, grödofördelning, gödsling och normskörd). Belastningen har dock normaliserats med avseende på klimatet för en lång följd av år. I marken, i vattendragen och i sjöarna sker en omblandning av vatten med varierande uppehållstid, vilket gör att den transport som når havet inte kan hänföras till ett speciellt år utan till en följd av år, som varierar från område till område. Trots detta krävs för miljömålsuppföljning, åtgärdsplanering och redovisning till HELCOM att källfördelning och belastning på havet tas fram som relaterar till ett specifi kt år. Resultaten från TRK-beräkningarna antas därför gälla belastning på havet av kväve för år 2000 klimatnormaliserat för en längre period. TRK-beräkningarna för fosfor begränsas till källfördelning av bruttobelastning. Resultaten antas gälla bruttobelastning år 2000 klimatnormaliserat för en längre period. Maja Brandt och Heléne Ejhed Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 5

6 1. Förord 5 2. Sammanfattning 8 3. Beräkningsmetodik Termer och begrepp Belastning på havsområden utgående från mätningar vid flodmynningar Kväve belastning, retention och källfördelning Bruttobelastning Kväveretention Nettobelastning Antropogen kvävebelastning Källfördelning för kväve Fosfor bruttobelastning och källfördelning Bruttobelastning Antropogen fosforbelastning Källfördelning för fosfor Databaser och beräkningsunderlag Områdesbeskrivning Bestämning av arealer av olika markanvändningar Jordbruksmark Avverkad skogsmark Typhalter för kväveberäkning Indata till och beräkning av typhalter för jordbruksmark Typhalter för skogsmark Typhalter för avverkad skogsmark Typhalter för sankmark Typhalter för kalfjäll, glaciär och fjällmyr Typhalter för övrig öppen mark Dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter Kvävedeposition på sjöar Typhalter för naturlig bakgrundsbelastning Typhalter för fosforberäkningar Indata och beräkning av typhalter för jordbruksmark Typhalter för skogsmark, sankmark och övrig mark Typhalter för avverkad skogsmark Typhalten för betesmark Typhalter för fjäll, glaciär och fjällmyr Typhalter för naturlig bakgrundsbelastning Dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter Utsläpp från mjölkrum och gödselanläggningar Atmosfäriskt nedfall på sjöar Avrinning Punktkällor Reningsverk och industrier Utsläpp från enskilda avlopp Kväveretention 35 6 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

7 5. Resultat Belastning år 2000 enligt mätningar i flodmynningar Avrinning Brutto- och nettobelastning samt källfördelning för kväve Retention Brutto- och nettobelastning Källfördelning Antropogent bidrag till kvävebelastningen Bruttobelastning samt källfördelning för fosfor Bruttobelastning Källfördelning för fosfor utgående från bruttobelastning Antropogent bidrag till fosforbelastningen Kvalitetsbedömning Kvalitetsbedömning av avrinningsberäkningen Kvalitetsbedömning av beräknad markanvändningsareal Kvalitetsbedömning av belastningsberäkningen för kväve Jämförelse mellan beräknad transport utgående från mätningar vid fl odmynningarna och från nettobelastningsberäkningen av kväve Kvalitetsbedömning utgående från jämförelser mellan uppmätta och beräknade kvävehalter i mindre vattendrag Kvalitetsbedömning av belastningsberäkningar för fosfor Kvalitetsbedömning avseende fosforläckage från jordbruksmark Kvalitetsbedömning avseende utsläpp från enskilda avlopp av fosfor Jämförelse med tidigare beräkningar Avrinning Kvävebelastning Retention Kvävetransporten Fosforbelastning Förslag på framtida förbättringar Underlag för kväveberäkningar Underlag för fosforberäkningar Gemensamt för kväve- och fosforberäkningar Övriga förbättringar Referenser 86 Appendix 1. Avrinningskalibrering 89 Referens 93 Appendix 2. Beskrivning av kvävemodellen, HBV-N Markretention under rotzonen Beräkning av kvävemängd i vattendrag Sjöretention Tillvägagångssätt vid beräkning av retention 96 Referenser 97 Bilaga 1. Typhalter för kväve för jordbruksmarkens läckage 98 Bilaga 2. Typhalter för kväve för all markanvändning utom för jordbruket 113 Referenser 115 Bilaga 3. Typhalter för fosfor för samtliga markanvändningar 116 Referenser 117 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 7

8 2. Sammanfattning Naturvårdverket har givit SLU och SMHI i uppdrag att gemensamt beräkna belastningen till Sveriges omgivande havsbassänger som underlag till HELCOM, PLC-4 (Pollution Load Compilation) dels utgående från flodmynningsdata för kväve, fosfor och metaller för år 2000 och dels som långtidsmedelvärden för kväve och fosfor. Följande punkter sammanfattar resultaten från miljöövervakningens delprogram flodmynningar för år 2000: Belastningen till havet beräknades till ton kväve (N), ton fosfor (P), 280 ton koppar (Cu), 950 ton zink (Zn), 3 ton kadmium (Cd), 63 ton bly (Pb) samt 0,8 ton kvicksilver (Hg). Flodmynningsberäkningarna avser år 2000, som var ett mycket nederbördsrikt år. Ämnestransporten samvarierar med avrinningen, vilket gör att belastningen till våra omgivande hav var mycket hög detta år. På årsbasis var tillrinningen 40 % högre till Bottenviken än under perioden , 45 % till Bottenhavet, 27 % till Östersjön och 36 % högre till Västerhavet. I uppdraget ingick att göra en flödesnormaliserad källfördelning av kväve och fosfor, varvid långtidsmedelvärden av avrinningen för perioden använts. Metodiken innebär att belastningen från källorna (bruttobelastningen) först beräknades. Därefter togs hänsyn till förändringar under transporten på väg till havet och slutligen beräknades vad som nådde havet (nettobelastningen). För kväve finns en väl beprövad metodik för att beräkna bruttobelastning, retention (avskiljning på vägen) och nettobelastning till havet. För fosfor däremot har källfördelningen beräknats utifrån bruttobelastningen. Beräkningarna bygger på ett stort, Sverigetäckande underlagsmaterial: markanvändning, typhalter för olika markanvändningar, avrinningsdata och uppgifter om punktutsläpp. Markläckaget för ett avrinningsområde beräknades genom att markarealen (km 2 ) multiplicerades med en typhalt för denna markanvändning (mg/l) och med avrinningen (l/s km 2 ). Det totala bruttobelastningen från marken erhölls sedan genom summering av alla olika markanvändningars bidrag. Markanvändningen sammanställdes med GIS från Lantmäteriets översiktskarta, från Jordbruksverkets blockkartor och EUstöddatabas IAKS samt från Skogsstyrelsens uppgifter över avverkad skogsareal. Typhalter för jordbrukets kväveläckage beräknades med hjälp av simuleringsverktyget SOILNDB, som beskriver kvävets dynamik och förluster i en åkermarksprofil. Typhalter för jordbrukets fosforläckage beräknades med ett regressionssamband. Övriga typhalter baserades på mätningar i små mer eller mindre homogena avrinningsområden. Avrinningen beräknades slutligen med hjälp av HBV-modellen, där dagliga nederbörds- och temperaturmätningar utgjorde indata. Den totala bruttobelastningen beräknades genom summering av markläckage och punktutsläpp. Med hjälp av HBV-N-modellen och recipientdata simulerades de biogeokemiska förändringarna (retentionen) av kväve från källorna till havet. Nettokvävebelastningen erhölls sedan genom att subtrahera retentionen från bruttokvävebelastningen. För fosfor redovisas endast bruttobelastning. I belastningarna ingår även diffust utsläpp från de delar av de svenska vattendragens avrinningsområden, som är belägna i Finland och i Norge. Metodiken innebär att typhalter från ett antal markklasser representerar markläckaget i hela Sverige. Relativt små avvikelser i de antagna typhalterna kan få mycket stora konsekvenser för t.ex. källfördelningen. Jordbruksmarken är det markläckage, som har det absolut största kväveläckaget per arealenhet och bidrar till stor mänsklig påverkan på vattenmiljön och därför har jordbruksmarken delats in i ett stort antal klasser. Från belastningsberäkningarna för kväve kan följande resultat redovisas och slutsatser dras: Nettobelastningen av kväve via vattendragen till omgivande hav uppgick i medeltal till ton/år för åren Direkta utsläpp från reningsverk och industrier till havet beräknades till ton/år. Bidraget från diffusa källor till havet bestämdes till ton/år, vilket motsvarar 82 % av nettobelastningen via vattendragen och direktutsläpp. Av den diffusa belastningen som nådde havet efter retention stod jordbruksläckaget för 40 % och skog inklusive skogsbruk för 36 % i snitt för hela 8 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

9 Sverige. I tillrinningsområdet till Öresund utgjorde jordbruksläckaget 96 % av den diffusa belastningen efter retention. Nettobelastningen av kväve orsakad av mänsklig aktivitet (antropogen belastning), som nådde havet via svenska vattendrag, uppgick i medeltal till ton/år, vilket motsvarar 50 % av den totala nettobelastningen via vattendrag samt direkta utsläpp för perioden Av den totala antropogena nettobelastningen till havet (inkl direktutsläpp) kom enligt beräkningarna ton/år (70 %) från de antropogena diffusa belastningarna, ton/år (21 %) från reningsverk, ton/år (6 %) från industri samt ton/år (3 %) från enskilda avlopp. Av bidraget från reningsverken kom 46 % via vattendragen och 54 % direkt till havet. Av den antropogena diffusa nettobelastningen utgjorde ton/år jordbruksläckage (70 %), ton/år (19 %) atmosfäriskt nedfall på sjöar, ton/år (10 %) förhöjt läckage på grund av hygge och 200 ton/år (< 1 %) dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter. Jordbruksmarkens beräknade medelarealförluster för kväve för tillrinningsområdena till havsbassängerna låg mellan kg/km 2 och år och knappt kg/km 2 och år, med de högsta siffrorna i Öresunds tillrinningsområden. För skogsmarken inklusive hyggen varierade arealförlusten mellan 130 och 280 kg/km 2 och år. I norra Norrland uppgick andelen oorganiskt kväve till 20 % eller mindre av totalkvävehalten i vattendragen, i södra Norrland till % och i sydligaste Sverige kring 80 %, medan resterande del var organiskt kväve. Markretentionen, dvs avskiljningen av kväve i marken och i grundvattnet under rotzonen, för jordbruksläckaget låg i snitt kring 25 %. Sjö- och vattendragsretentionen, dvs avskiljningen av kväve i sjöar och vattendrag från källan till havet, varierade allt mellan 0 % och 97 % för enskilda avrinningsområden. Den är främst beroende av belastningen, väder/klimat, sjöarnas andel av totala arean och deras geografiska placering i området. Sjöretentionen är därför låg i kustnära områden utan sjöar. Denna zon har dock varierande bredd och når långt upp i de avrinningsområden som är sjöfattiga i sina nedströms liggande delar. Kvävets diffusa belastning var högre i sydvästra än i sydöstra Sverige, vilket delvis kan förklaras av den högre avrinningen och en lägre retention betingad av få sjöar i den kustnära zonen samt större andel lättare jordar i sydväst. Från bruttobelastningsberäkningar för fosfor kan följande resultat redovisas och slutsatser dras: Bruttobelastningen av fosfor via vattendragen summerat till omgivande hav uppgick till ton/år. Direkta utsläpp från reningsverk och industrier till havet beräknades till 510 ton/år. Bidraget från de diffusa källorna bestämdes till ton/år, vilket motsvarar 77 % av den totala bruttobelastningen. Av den totala bruttobelastningen utgjorde jordbruksläckaget 24 % och skogsmarkens läckage inklusive hyggen 37 % i medeltal för hela Sverige. Bidraget från utsläpp från enskilda avlopp utgjorde 10 %, reningsverk 7 % och industrier 6 % av totala bruttobelastningen för Sverige. Bidraget från enskilda avlopp utgjorde 50 % (260 ton/år) av punktutsläppen, motsvarande 20 % av den totala bruttobelastningen till Egentliga Östersjön. Bruttobelastningen av fosfor orsakad av mänsklig aktivitet (antropogen belastning), summerat till omgivande hav, uppgick i medeltal till ton/år, vilket motsvarar 47 % av den totala bruttobelastningen via vattendrag samt direkta utsläpp för perioden Av den totala antropogena bruttobelastningen till havet (inkl direkta punktutsläpp) kom enligt beräkningarna ton/år (51 %) från de antropogena diffusa belastningarna, 650 ton/år (21 %) från enskilda avlopp och mjölkrum, 490 ton/år (16 %) från reningsverk samt 370 ton/år (12 %) från industrier. Av den antropogena diffusa bruttobelastningen utgjorde ton/år jordbruksläckage (89 %), 30 ton/år (2 %) förhöjt läckage på grund av hygge och 140 ton/år (9 %) dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter. Jordbruksmarkens (inklusive betesmark) beräknade medelarealförluster för fosfor för tillrinningsområdena till havsbassängerna låg mellan 36 och 58 kg/km 2 och år. För skogsmarken inklusive hygge varierade arealförlusten mellan 3 och 10 kg/km 2 och år. Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 9

10 3. Beräkningsmetodik 3.1 Termer och begrepp I rapporten förekommer ett antal begrepp, som i TRK-projektet definierats på följande sätt: Belastning: Total mängd föroreningar som når ett vattendrag, en sjö eller havet. Med bruttobelastning avses den mängd som når rotzonen/vattendraget i avrinningsområdet. Nettobelastning är den mängd som via vattendraget når flodmynningen, dvs efter retention. Markläckage: Läckage av näringsämnen från ett område till vatten. Diffus belastning: Markläckage, dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter samt atmosfäriskt nedfall på sjöar. Punktutsläpp: Utsläpp på en väl definierad plats, i regel genom en eller flera rörmynningar. Punktutsläppen delas upp i de som mynnar i vattendragen och de som mynnar direkt i havet. Retention: Avskiljning av ämnen i vattensystem, mark och luft genom sedimentation, växtupptag och denitrifikation. Retention sker i mark och grundvatten samt i vattendrag och sjöar. Källfördelning: Fördelning av belastning på olika källor, diffusa och punktkällor, men även åtskillnad mellan antropogen (mänskligt påverkad) och naturlig belastning. 3.2 Belastning på havsområden utgående från mätningar vid flodmynningar Mätningar av den vattenburna belastningen på havet har utförts vid 48 stationer i flodmynningarna inom miljöövervakningsprogrammet för sötvatten. Delprogrammet omfattar de större svenska vattendragen samt vissa representativa mindre vattendrag. Beräkningar av belastningen har gjorts för N, P, Hg, Cd, Cu, Zn och Pb. Transporterade mängder till havet har beräknats på basis av månadsvisa mätvärden och dagliga vattenföringsdata, där mängderna transporterat material har beräknats dygnvis som produkten av linjärinterpolerade halter och dagliga vattenflöden. Vattenföringen har skattats utgående från närliggande vattenföringsstationer. För 14 av provtagningsplatserna har vattenföringsdata arealviktats utifrån vattenföringsstationer uppströms i vattendraget, varav 5 var belägna långt från den kemiska mätplatsen. För 5 av provtagningsplatserna saknades uppmätta vattenföringsdata helt i vattendraget och har arealviktats utgående från mätningar i stationer i omkringliggande vattendrag. Mätpunkterna ligger i regel uppströms tätorter och industrier vid vattendragens mynningar och mäter ämnestransporten av närsalter från ca 85 % av den svenska landarealen. Belastning från landareal som inte ryms inom miljöövervakningsprogrammet har beräknats genom vikta belastningen avseende areal och vattenföring i området som i närliggande områden där mätningar av vattenföring och koncentration av föroreningen utförts. Metaller mäts enbart vid ett tjugotal stationer i flodmynningsprogrammet och belastningsberäkningar har därför i större utsträckning än för närsalter fått baseras på viktning utgående från resultat från närliggande stationer. 3.3 Kväve belastning, retention och källfördelning Belastningen av kväve på vattendragen kommer dels från punktutsläpp från reningsverk, industrier och utsläpp från enskilda avlopp (året om- och fritidsboende med enskilt avlopp), dels från markläckage från olika markanvändningar, dagvatten från hårdgjorda ytor i tätorter samt atmosfärsdeposition på sjöar. Markläckaget för ett avrinningsområde har beräknats genom att markarealen (km 2 ) multiplicerats med en typhalt för denna markanvändning (mg/l) och med avrinningen (l/s km 2 ). Det totala bruttomarkläckaget har sedan erhållits genom summering av alla olika markanvändningars bidrag. Metodiken innebär att man antar typhalter från ett antal markklasser för att representera markläckaget i hela Sverige. Relativt små avvikelser i de antagna typhalterna kan få mycket stora konsekvenser för t.e.x. källfördelningen. Beräkningarna av belastningen och källfördelningen för kväve grundar sig på tre grundsystem: de dynamiska modellerna SOIL-N (Johnsson et al. 1987) och HBV-N (Arheimer et al. 1997) samt ett GIS-baserat verktyg. GIS används för att beskriva områden, gränser, punktutsläpp, markanvändningar och underlag till markläckage, till exempel jordart på åkermark, geografiskt i olika kartskikt och koppla dessa till varandra. 10 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

11 Detta gör det möjligt att utföra beräkningar med mycket hög upplösning för ett stort område som Sverige. Resultaten kan summeras på olika enheter eftersom kartskikten är kopplade till olika områdesindelning, som avrinningsområde, tillrinningsområde till havsbassänger eller för hela Sverige. Jordbruksmark är den diffusa kvävekälla som har störst mänsklig (antropogen) påverkan, vilket gör det viktigt att beskriva dess bidrag så realistiskt som möjligt. I SOIL-N-modellen beskrivs kvävets dynamik i en markprofil och resulterande kväveutlakning från rotzonen till dräneringsrör eller grundvattnet. SOIL- N har programmerats in i ett verktyg, SOILNDB, med vilket kväveläckaget beräknats på ett systematiskt sätt för en mängd olika kombinationer av grödor, jordarter, gödsling och regioner. En närmare beskrivning av beräkningsmetodiken återfinns i avsnitt och i underlagsrapporten Kväveläckage från svensk åkermark Beräkningar av normalutlakning för 1995 och HBV-N-modellen består av en avrinningsdel, HBV (Lindström et al. 1997), till vilken kopplats en kvävemodell för retentionsberäkning. I avrinningsmodellen beskrivs de hydrologiska processerna från det att nederbörden faller på marken till avrinning från ett område. Vattentransporten simuleras från delområde till delområde längs det aktuella vattendraget tills vattnet når havet. I HBV-N-modellen (Arheimer och Brandt 1998) baseras beräkningen av kvävebelastningen på en omblandning av olika vattenmassor med skilda koncentrationer från olika markanvändningar (typhalter) och punktutsläpp. Under vattnets och kvävets väg från källorna till havet sker en omvandling mellan olika former av kväve och en avskiljning av kväve från vattenfasen. Den senare benämns retention. Retentionen beror på växtupptag, fastläggning och denitrifikation i marken samt i de vattendrag och sjöar, som kvävet passerar under sin transport mot havet. I modellen simuleras de biogeokemiska förändringarna (retentionen) som påverkar kvävebelastningen under passagen genom marken under rotzonen, i vattendrag och i sjöar. Retentionen och dess dynamik under året anpassas mot recipientdata. Belastning och källfördelningen baseras och redovisas för en följd av år ( ), s.k. normalisering, som får representera ett normalklimat. Jämförelser mellan belastningar och källfördelningar beräknade för enskilda år kan bli starkt missvisande eftersom skillnader dem emellan kan bero enbart på variationer i klimatet. Beräkningsstegen för brutto- och nettobelastning samt källfördelningen framgår av figur 1. Figur 1. Schematisk beskrivning av beräkningsteg för brutto- och nettobelastning av kväve samt för källfördelning. Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 11

12 3.3.1 Bruttobelastning Bruttobelastningen av kväve för ett avrinningsområde har beräknats genom att summera punktutsläppen och de diffusa belastningarna i området. Beräkningarna har gjorts för uppdelade huvudavrinningsområden och kustområden i totalt ca delavrinningsområden (s.k. TRK-områden). Utsläppen från punktkällorna har baserats på uppmätta data och schablonberäkningar. Det diffusa markläckaget har bestämts genom att multiplicera respektive markanvändningsandel med en typhalt för denna markanvändning och med avrinningen från respektive markanvändning i området samt slutligen summera de olika markanvändningarnas läckage. I projektet har dock läckaget från jordbruksmark beräknats för vad som lämnar rotzonen och för övriga markläckage för vad som når vattendraget. Skälet till detta är brist på data för läckaget i rotzonen för all markanvändning utom för jordbruksläckaget som är beräknat med SOIL-N-modellen. Mellan rotzonen och vattendraget sker retention, som beräknas för jordbruksläckaget i projektet, medan den redan finns inkluderad i övriga markanvändningars typhalter. Begreppet total bruttokvävebelastning är därför inte helt konsekvent, men den har trots det använts i projektets redovisning. Underlaget till beräkningarna av bruttobelastningen beskrivs utförligare under avsnittet 4 Databaser och beräkningsunderlag. Bruttokvävebelastningen har beräknats dels som tidsserier och dels som långtidsmedelvärden för perioden för alla beräkningsområden Kväveretention Retentionen har beräknats som skillnaden mellan bruttobelastning i ett område och nettobelastningen ut från området. Den har beräknats med hjälp av HBV-N-modellen. Retentionsberäkningen utgår från områden, där det finns kvävemätningar. I modellen summeras först bruttobelastningen, dvs punktutsläpp och diffus belastning för respektive avrinningsområde. Retentionsberäkningen sker därefter genom att anpassa (kalibrera) de dagligt framräknade blandningshalterna i vattendraget till uppmätta kvävehalter i vattendraget (recipientdata) för att fånga den årstidsdynamik, som man ofta ser i mätdata och som orsakas av kväveavskiljningen. I modellen beskrivs transformering och avskiljning av kväve på ett generaliserat sätt utifrån kvävekoncentration, vattenvolymer i marken och i grundvattnet, sjöytor och uppehållstider, lufttemperatur samt några få fria parametrar med vilka anpassningen sker. Kvävet delas upp i fraktionerna oorganiskt och organiskt kväve, eftersom transformeringen och retentionen av dessa skiljer sig åt. Retentionsberäkningen har skett i två steg. Först har den avskiljning som sker i marken under rotzonen (i den omättade zonen och i grundvattnet) beräknats och därefter den avskiljning som sker i sjöar och vattendrag nedströms utsläppsplatsen. Retentionen i marken under rotzonen berör endast det kväve som kommer från jordbruksmark samt utsläpp från enskilda avlopp, eftersom dessa är framtagna som utsläpp till rotzonen. Retentionen i vattendrag och sjöar berör all belastning i vattendraget. Utgående från kalibreringen i områden med mätdata har generella parameteruppsättningar tagits fram för större regioner, vilka har använts för att beräkna retentionen i varje TRK-område. I projektet redovisas den totala retentionen från källorna till havet i procent av bruttobelastningen för respektive avrinningsområde på flerårsbasis (medelvärde ). Utförligare beskrivning av retentionsberäkningarna återfinns i avsnitt 4.7 och modellbeskrivning i appendix Nettobelastning Nettobelastningen på havet är den mängd som når havet via vattendragen, när retentionen räknats bort från bruttobelastningen, samt utsläpp från punktkällor som sker direkt till havet. I varje TRK-område har nettobelastningen beräknats genom att subtrahera den beräknade retentionen för både mark, vattendrag och sjöar från bruttobelastningen från jordbruksläckage, utsläpp från enskilda avlopp samt atmosfäriskt nedfall på små sjöar som ej ligger i huvudfåran. För det diffusa läckaget från övriga markanvändningar och punktkällor har enbart vattendrags- och sjöretentionen subtraherats från dessa bruttobelastningar för att erhålla nettobelastningen. Det diffusa markläckaget för övrig mark har uppskattats från mätningar i ytvatten och påverkas därför inte av retentionen i marken och i grundvattnet utan den antas redan ingå i typhalten Antropogen kvävebelastning Marken ger i sig upphov till ett naturligt kväveläckage, s.k. bakgrundsbelastning. För att beräkna den 12 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

13 antropogena belastningen, dvs den del som människan ger upphov till i form av utsläpp och ökade markläckage, har bedömningar gjorts rörande bakgrundstyphalter för respektive marktyp. Den antropogena belastningen har beräknats genom att subtrahera bakgrundsbelastningen från den totala belastningen Källfördelning för kväve Källfördelningen har beräknats genom att subtrahera retentionen från bruttobelastningen för respektive källa och för respektive TRK-område ner till havet. Summering har gjorts för belastningarna för alla huvudavrinningsområden och för de större havsbassängerna. På samma sätt har källfördelning för de antropogena källorna beräknats. 3.4 Fosfor bruttobelastning och källfördelning Belastningen av fosfor via vattendragen kommer liksom för kväve från punktutsläpp och från diffusa källor genom markläckage från olika markanvändningar. Betydelsen av olika källors bidrag är dock olika för fosfor respektive kväve. För fosfor har utsläpp från enskilda avlopp en större betydelse än för kväve, medan depositionen av fosfor på sjöar antas vara försumbar. Under vattnets väg från källor till havet kan fosfor omsättas genom retention, men även tillföras genom erosion av vattendragens bottnar och strandbrinkar samt genom återcirkulation av upplagrad fosfor i sjösediment. Inom projektet har retentionen av fosfor inte beräknats utan enbart bruttobelastningen har beräknats och källfördelats. Vid beräkningen av bruttobelastning av fosfor är utsläpp från enskilda avlopp beräknade på läckage till en markprofil eller till diken där en lokal retention kan ske i jämförelse med de diffusa källorna som grundar sig på mätningar i vattendrag från mindre avrinningsområden och därför genomgått markretention. Beräkningarna för fosfor har utförts på samma sätt som för kväve. Markläckaget har beräknats genom ansats av ett antal klasser av typhalter (mg/l) representerande läckage från varje klass av markanvändning, multiplikation med respektive areal (km 2 ) och avrinningen för området (mm) för att erhålla belastningen (ton/år). GIS har använts som ett verktyg att fördela områdesgränser, punktutsläpp, markanvändning och underlag för markläckageberäkningarna, vilket ger mycket hög upplösning i beräkningarna och möjlighet till sammanställningar av resultat på olika områden som avrinningsområden, tillrinningsområden till havsbassänger eller för hela Sverige. Belastning och källfördelning har baserats på underlag som i första hand gäller för slutet av 1990-talet och Det redovisas normaliserat med avseende på klimatet för en följd av år ( ), för att undvika effekter som endast beror på variationer i klimatet mellan olika år Bruttobelastning Bruttobelastningen av fosfor har beräknats för ett avrinningsområde genom att summera punktutsläppen och de diffusa belastningarna i området. Den diffusa belastningen för alla markanvändningar har baserats på empiriska samband mellan uppmätt koncentration (typhalt) och avrinning för mindre områden med relativt homogena markanvändningar. Avrinningen har liksom för kväve beräknats med HBV-modellen. Markläckaget har beräknats genom att koppla arealer för olika markanvändningar till respektive typhalt och avrinning för respektive TRK-område med hjälp av GIS samt genom att slutligen summera läckagen från de olika markanvändningarna. Utsläppen från punktkällor har baserats på uppmätta data och schablonberäkningar. Underlaget till beräkningarna av bruttobelastningen beskrivs utförligare under avsnittet 4 Databaser och beräkningsunderlag Antropogen fosforbelastning På samma sätt som för kväve har det naturliga fosforläckaget, den s k. bakgrundsbelastningen, beräknats. Bakgrundstyphalter för respektive markläckage har uppskattats och bakgrundsbelastningen har beräknats på liknande sätt som bruttobelastningen. Den antropogena bruttobelastningen har beräknats genom att subtrahera den naturliga bakgrundsbelastningen från den totala bruttobelastningen Källfördelning för fosfor Källfördelningen har beräknats som respektive källas bidrag av den totala bruttobelastningen och genom att summera resultaten för TRK-områden, huvudavrinningsområden och slutligen för havsbassängernas tillrinningsområdena. Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 13

14 4. Databaser och beräkningsunderlag Indata till beräkningarna har hämtats från ett antal databaser och sammanställningar utförda av myndigheter/institutioner, län, vattenvårdsförbund m m. I tabell 1 redovisas de data som utnyttjats samt deras förädling. De beskrivs utförligare i texten nedan. Tabell 1. Indata och beräkningsunderlag för kväve- och fosforbelastning samt källfördelning av dessa. Indata Antal etc. Bakgrundsdata Kommentar Gränser, områden: Huvudavrinningsområden 119 SMHI TRK-områden SMHI Havsbassänger 6 HELCOM 1, OSPAR 1, (SMHI) Utlakningsregioner 22 SCB, 18 produktionsområden Ökad uppdelning av SLU Markanvändning: Jordbruksareal Jordbruksverkets blockkartor Överlagrade röda kartans öppna mark Grödofördelning i blocken IAKS 1, Jordbruksverket Skog, kalfjäll och glaciär, fjällmyr och sankmark, övrig öppen mark, sjö Hyggesareal Typhalter, kväve: Jordbruksläckagehalter beräknade med SOILNDB utifrån: Klimatserier (daglig nederbörd, temperatur, solinstrålning, luftfuktighet och vindhastighet), en för vardera utlakningsregion Årsmedelavrinning per utlakningsregion från vattenbalanskartan (s.k. målavrinning) Ca använda ombinationer 22*5 klimatvariabler Viktade till de 22 utlakningsregionerna Översiktskartan (Röda kartan) 1: , Lantmäteriet Hyggesanmälningar från Kotten år (Skogsstyrelsen) kom-pletterade med Skogsstatistisk årsbok för norra Sverige SMHI Vattenbalanskartan SMHI Gödsling samt normskörd per produktionsområde SCB Jordartskarta för åkermark 10 jordartsklasser SLU (Eriksson et al 1999) Typhalter för kalfjäll (inkl glaciär), sankmark och fjällmyr samt övrig öppen mark Typhalter för skogsmark Typhalter för hyggen Atmosfäriskt nedfall på skog Dagvatten från hårdgjorda ytor Atmosfäriskt nedfall på sjöar För rutor om 20*20 km För rutor om 20*20 km Hav-90 (Löfgren och Olsson 1990), kompletterade med nya sammanställningar utifrån mätdata i små representativa områden hämtade från nationella, regionala och intensiva miljöövervakningsprogrammen för sötvatten Sammanställningar baserade på mätdata i små representativa områden (Löfgren och Westling 2002, Löfgren och Olsson 1990) Sammanställning av mätdata i små avverkade ytor (Löfgren och Westling 2002, Löfgren och Olsson 1990) MATCH 1 beräkningar, SMHI (Lagner et al. 1996) Schabloner sammanställda av Chalmers Tekniska Högskola (Karlsson och Svensson 1997) MATCH beräkningar, SMHI (Lagner et al. 1996) Månadsvärden Rastrering och justeringar mot jordbruksareal och areal avverkad skog av SLU Matris för utlakningsregioner (22), grödor (15), jordart (10) Bearbetning SLU Säsongsmedelvärden Sankmark uppdelade på tre regioner enligt skogens indelning, öppen mark efter utlakningsregioner Skogsmarken har indelats i tre regioner: SV, SO och N För hyggesläckage-beräkning 14 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

15 Avrinning: Nederbörd, temperatur Markanvändning, skog, öppen mark, i höjdintervall för TRK-områden Koppling mellan TRK-områden Regleringsstrategier för större dammar Vattenföringsobservationer Typhalter fosfor: Typhalter för kalfjäll (inkl glaciär), myr och sankmarker, betesmark Typhalter för skog, sankmark, övrig öppen mark; regressionssamband kopplat till avrinning från vattenbalanskartan Typhalter för hygge Typhalt för jordbruksläckage, baserade på: Antal djurenheter Dagliga värden för rutor om 4*4 km Kalibrering ca 230 st, validering ca 130 st 25*25 km SMHI Översiktskartan (Röda Kartan) 1: , Lantmäteriet SMHI Regleringsföretag SMHI SLU, mätdata från små homogena områden hämtade från nationella, regionala och intensiva miljöövervaknings-programmen för sötvatten Årsmedelvärden Hav-90 (Löfgren och Olsson 1990) Avrinningskarta, SMHI Årsmedelvärden Hav-90 (Löfgren och Olsson 1990) SCB, Lantbruksregistret 1999 per församling Jordartssammansättning Raster SLU (Eriksson et al. 1999) (interpolerat) Fosforinnehåll i matjorden Raster SLU (Eriksson et al. 1997) (interpolerat) Punktutsläpp: Utsläpp från reningsverk Ca st Naturvårdsverket (mätningar och schabloner) Bearbetning SMHI och SLU Bearbetning SMHI Rastrerat av SLU Kompletterade med utsläppskoordinater Utsläpp från större industrier Ca 130 st Naturvårdsverket (mätningar) Kompletterade med utsläppskoordinater Utsläpp från enskilda avlopp uppdelade på TRK-områden Övriga underlag för kväveretentionsberäkning: Recipientdata och miljöövervakningsdata för sötvatten från mätstationer för kalibrering Sjödjup- och sjövolym Ca 500 mätplatser 1) Förkortningar: DMN Databas för miljö- och naturvård, Länsstyrelserna HELCOM Helsingforskommissionen OSPAR Oslo - Pariskommissionen IAKS Integrerat administrativt kontroll system, Jordbruksverket MATCH Atmosfärs-kemisk modell, SMHI Antal året-om-boende och antal fritidshus med enskilt utsläpp från SCB, schabloner från Naturvårdsverket SLU, DMN 1, länsstyrelser, samt från projektet Kväve från land till hav (Naturvårdsverket 1997) SMHI, mätningar samt skattningar utifrån region och sjöarea Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 15

16 4.1 Områdesbeskrivning Sverige är indelat i 119 huvudavrinningsområden (se fig. 2). Dessa definieras som de vattendrag vars avrinningsområden vid mynningen i havet har en areal från ca 200 km 2 och uppåt. De är numrerade och börjar i norr med Torneälven som nummer 1. Mellan två huvudavrinningsområden finns ett landområde, inom vilket det kan finnas ett eller flera mindre vattendrag med mynning i havet. Dessa kallas kustvattendrag och landområdet kustområde (som numreras utifrån omkringliggande huvudavrinningsområden, t.ex. kustområde 52/53 mellan vattendragen 52. Gavleån och 53. Dalälven). Huvudavrinningsområdena samt kustvattendragen har vidare delats in i mindre delavrinningsområden (ca stycken i Sverige) med en genomsnittlig area av ca 40 km 2. Huvud- och delavrinningsområdena finns beskrivna i SMHI rapporter (1994, 1996, 1998, 2000). Uppgifter om vattendelare, hydrologisk koppling, andel sjö samt sjödjupsförhållanden i de olika delavrinningsområdena finns i Svenskt Vattenarkiv (SVAR) på SMHI. I TRK-projektet har de olika markanvändningarnas areal beräknats för de små delavrinningsområdena, medan brutto- och nettobelastningen samt retentionsberäkningen utförts för något större avrinningsområden, som benämns TRK-avrinningsområden. Sverige har delats in i TRK-områden med en area som i södra Sverige i regel ligger mellan km 2 och i norra km 2 (fig. 3). De omfattar både huvudavrinningsområdena och mellanliggande kustområden. Öar längs kusten, utom de största (Öland, Gotland, Orust och Tjörn), ingår f.n. inte i SMHIs delavrinningsområden, men belastningen har beräknats separat för dessa. TRK-systemet är uppbyggt för att göra alla beräkningar på delavrinningsområdesskalan (dvs. för de delavrinningsområdena), men det bedömdes inte genomförbart i detta projekt på grund av tids- och ekonomiska resurser, osäkerheter i indata och målet att uppnå rimliga kvalitetskrav. Figur 2. Huvudavrinningsområden 16 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

17 Figur 3. TRK-områden Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 17

18 Sveriges omkringliggande hav har delats upp i 6 bassänger (figur 4), nämligen Bottenviken, Bottenhavet, Egentliga Östersjön, Öresund, Kattegatt och Skagerrak. Göta älv hänförs till Kattegatt, men mynnar i gränsområdet mellan Kattegatt och Skagerrak och påverkar båda havsbassängerna. Figur 4. Indelning i havsbassänger. Beräkningen av jordbruksläckagehalter har baserats på SCBs produktionsområden, varav några har delats för att bättre ta hänsyn till de klimatgradienter som finns i de ursprungliga områdena. De 22 utlakningsregioner som har använts i projektet framgår av figur Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

19 Figur 5. Utlakningsregioner. Regionerna baseras på SCBs produktionsområden, varav några har delats. I TRK-projektet har till produktionsområdesbeteckningarna lagts en etta/tvåa för att markera de delade områdena och en nolla till odelade områdena. För skogsläckageberäkningar har Sverige delats in i tre delar. Gränsen mellan norra och södra Sverige har dragits längs norrlandsgränsen (limes norrlandicus). För att den inte skall skära genom huvudavrinningsområden vid retentionsberäkningarna har den anpassats till att följa södra gränsen av Dalälvens avrinningsområde. För södra Sverige har en uppdelning skett i sydvästra och sydöstra Sverige, där gränsen följer huvudvattendelaren mellan tillrinningsområdena för Egentliga Östersjön inklusive Öresund och för Västerhavet (Kattegatt och Skagerrak). 4.2 Bestämning av arealer av olika markanvändningar Uppgifter om den allmänna marktäckningen har baserats på Översiktskartan (tidigare röda kartan) från Lantmäteriet med upplösning 1: Ytorna från vektorskikten i Översiktskartan har lagts samman och resultatet har rastrerats rikstäckande med 25 m upplösning för att få gränserna mer exakt. Utanför Sverige har en komplettering skett med hjälp av marktäckningsrastret från GRID-Arendal för Östersjöns avrinningsområde. Det innebär att uppgifter om areor för jordbruksmark och hygge saknas för tillrinningsområden som ligger i Finland och i Norge. Öppen mark norr om respektive väster om i Rikets koordinatsystem har klassats som fjäll. Sankmark/myr inom fjällområdet har benämnts fjällmyr, övrig sankmark har betecknats lågmyr. Okänd mark har klassats som skog. Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 19

20 Översiktskartans marktäckning har överlagrats med jordbruksmark enligt Jordbruksverkets blockdatabas och databasen IAKS (Integrerat Administrativt Kontroll System), som är underlaget för ansökningar om jordbruksstöd från EU. IAKS är juridiskt bindande, varför den har tillåtits dominera om det fanns konkurrerande arealuppgifter och överlagringen beskrivs närmare nedan. En överlagring har också gjorts för avverkad skogsareal enligt Skogsstyrelsens statistik över kalavverkning vilket beskrivs nedan. Arealen av varje marktäckning har sedan beräknats för varje delavrinningsområde. Ytan av alla marktäckningsklasser har summerats och jämförts med delavrinningsområdets geometriska areal. Över- eller underareal har korrigerats proportionellt för alla klasser utom för jordbruk och hygge, så att summan av delarealerna har blivit lika med den geometriska arealen. Delavrinningsområden enligt SMHI:s indelning har kompletterats med ett mer heltäckande skikt för att inkludera areal på öar. Detta har åstadkommits genom att kombinera delavrinningsområden med SMHI:s havsområden. Gränslinjer mellan delavrinningsområden och havsområden har justerats vid kusten, varvid överlappande områden har räknats till kustområdena. Areal på öar har tilldelats det havsområde som finns närmast mittpunkten. För de nordliga belägna öarna Holmöarna, Bonden och Gran har havsbassängstillhörighet skapats. Den i projektet framtagna markanvändningen i Sverige redovisas i figur 6 och sammanställt som markanvändningen i tillrinningsområdena till havsbassängerna i tabell 2. Figur 6. Markanvändning i Sverige. Förstoringen visar ett avsnitt norr om Vänern med delar av Karlstad längst ner till höger samt Frykensjöarna centralt i utsnittet. 20 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning

21 Tabell 2. Markanvändningen i tillrinningsområden till havsbassängerna, km 2. Hygge Skogsmark Jordbruksmark Def.+Odef. Öppen mark Kalfjäll Glaciär Fjällmyr Sankmark Sjöar Tätort Summa Bottenviken Bottenhavet Östersjön Öresund Kattegatt Skagerrak Summa Utom Sverige Sverige Jordbruksmark Jordbruksarealer har erhållits från Jordbruksverkets blockdatabas och databasen för EU-stödansökningar IAKS. Jordbruksarealerna är i databaserna indelade i block motsvarande jordbruksfält som hör samman utan avbrott av naturliga hinder som vägar eller av administrativa gränser som län. Geometrin för blocken lagras i blockdatabasen och sökt stödareal lagras i IAKS-databasen. De har en kopplingsnyckel för sammanlänkning, vilken är koordinatbaserad och anges med 11 siffror. Kopplingsnyckeln ändras vid anmärkning på felaktig eller ändrad geometri av jordbruksföretagaren, men blockdatabasen uppdateras inte samtidigt med IAKS, vilket gör att ändrade block inte matchar i databaserna periodvis. De data som använts för beräkningen är blockdatabaserna för 1999 och 2000, samt IAKS för IAKS-arealerna har jämförts med motsvarande blocks arealer. Jordbruksverkets toleranser för avvikelse mellan block-area och IAKS-area är indelade i fyra storleksberoende klasser med inbördes något olika kriterier (tabell 3). Tabell 3. Teknisk tolerans av avvikelser (IAKS>block area) mellan IAKS och blockdatabasens area. Area av block (ha) Tillåten avvikelse 0 2,0 0,1 ha 2,01 20,0 5 % 20,01 50,0 1 ha > 50,01 2 ha Inom projektet har arealerna hanterats enligt Jordbruksverkets toleransgränser, så att de IAKS-arealer som föll inom toleransgränsen fick kvarstå, dvs IAKS-arealen kan då överstiga blockets geometriska areal med ca 5 %. I de fall då IAKS arealuppgift har överstigit blockets areal med mer än vad Jordbruksverkets toleranser tillåter, har IAKS-arealen reducerats till blockytans area. Då kopplingsnyckeln i IAKS saknade motsvarande block 1999 har vi i projektet undersökt om koordinaterna för IAKS-arean var geografiskt placerade inom något block 1999 eller Ett cirkulärt block med IAKS-arealen har skapats när inget block motsvarade IAKS-koordinaterna. Ingen kontroll har gjorts om cirklarna överlappade andra block eller varandra geometriskt. Koordinaterna för IAKS har även använts för att kontrollera att IAKS-arealen ligger inom det block den hade kopplingskod till. När jordbruksblocken skar över gränser mellan två delavrinningsområden, har de vektorbaserade blocken fördelats med proportionell fördelning av blockens grödor på delavrinningsområdena. Blocken 1999, med tillägg från 2000, och cirklarna har rastrerats med 25 m upplösning och 50 % gräns och har sedan lagts in i marktäckningen som jordbruksmark. För att hantera beräkningen av bruttobelastning från olika markanvändningar har en markanvändningstabell sammanställts fördelad per delavrinningsområde. I denna ingår för jordbruksmark fi ktiv jordbruksmark, defi nierad jordbruksmark och odefi nierad jordbruksmark. Fiktiv jordbruksmark utgörs av överskjutande areal av den rastrerade blockytan i jämförelse med den vektorbaserade blockytans area (den rastrerade blockytan är något större än den vektorbaserade blockytans area på grund av att rastreringen har utförts med 50 % gräns). Definierad jordbruksmark motsvarar area av sökt stöd i IAKS med justering enligt toleransgränserna ovan. Odefinierad jordbruksmark motsvarar area av block som helt eller delvis saknar sökt stödarea och därmed inte har någon definierad gröda (men som antogs utgöras Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning 21

22 av jordbruksmark). Fiktiv jordbruksmark har inom projektet antagits vara skogsmark. Den odefinierade jordbruksmarken har antagits utgöras av åkermark som inte anmälts för stöd, betesmark som inte anmälts eller nedlagd åkermark. Den definierade jordbruksarealen enligt IAKS har antagits ha högst prioritet och noggrannhet genom de juridiskt bindande uppgifterna. Om IAKS-arean alltid var lika med eller mindre än blockytans area skulle all definierad och odefinierad jordbruksarea rymmas inom den rastrerade blockytans area, men eftersom visst överskridande av IAKS-arean har godtagits har markanvändningstabellen justerats för att inte inkludera överlappande area. Då IAKS-arealen var större än blockytan (maximalt ca 5 % större enligt Jordbruksverkets toleransgräns) har den fiktiva jordbruksmarken minskats i markanvändningstabellen med motsvarande area. När IAKS-arealen var större än även den fiktiva jordbruksmarken, har i första hand areal öppen mark minskats och i andra hand övriga marktäckningsklasser utom hygge proportionellt mot deras respektive areal Avverkad skogsmark Efter en slutavverkning av skogsarealer sker en återetablering av vegetationen med tiden, vilken varierar i hastighet i landet. I södra Sverige tar det 3 till 6 år och ofta dominerar gräs på hygget innan plantor och lövuppslag skuggar marken. I norra Sverige tar etableringen avsevärt längre tid innan vegetationen kan ta upp tillgängligt kväve, i vissa fall mer än 10 år (Lundmark 1999, Löfgren och Olsson 1990). För fosfor bedöms att etableringen av vegetationen tar 3 år efter avverkning i hela Sverige innan tillgängligt fosfor tas upp (Löfgren och Olsson 1990). Arealer av slutavverkad skogsmark för södra Sverige har erhållits från Skogsstyrelsens databas Kotten digitalt för För norra Sverige har denna kompletterats med uppgifter från Skogsstatistisk årsbok om avverkning på länsnivå. För norra Sverige gäller därmed hyggesarealerna under 12 år och för södra Sverige 4 år för kväveberäkningarna. För fosfor har enbart arealerna för 3 år använts ( ). Avverkade arealer har kopplats till delavrinningsområde. Skogsarealen från översiktskartan har reducerats med hyggesarealen. I tre delavrinningsområden har avverkad areal överskridit tillgänglig areal skogsmark och då har arealen för övriga marktäckningar, utom jordbruksmark, minskats proportionellt. I ett fall har avverkad skogsmark överskridit hela delavrinningsområdets area och då har den minskats till delavrinningsområdets geometriska area. För huvudavrinningsområdena som dräneras till Bottenviken har hyggesarealen beräknats till mellan 4 och 8 % av total skogsareal, till Bottenhavet mellan 7 och 17 % samt för södra Sverige mellan 2 och 6 %. Eftersom databasen Kotten utgörs av anmäld avverkning kan hyggesarealerna vara överskattade. 4.3 Typhalter för kväveberäkning Sammanställning av typhalter för jordbruksläckaget i olika utlakningsregioner för olika jordarter och grödor återfinns i bilaga 1, tabell 3. För de övriga markanvändningarna återfinns typhalterna i bilaga Indata till och beräkning av typhalter för jordbruksmark En generaliserad beskrivning av utlakningen krävs, om den samlade utlakningen från all åkermark i ett större område, eller som i detta fall för hela Sverige, ska beräknas. I detta arbete har en matematisk modell, SOIL/SOILN, och ett till denna kopplat simuleringsverktyg, SOILNDB (Johnsson et al. 2002) använts, för att göra denna generalisering. Modellen beräknar rotzonsutlakningen av kväve för olika kombinationer av grödor, gödsling, normskörd, jordbruksstrategier (som tidpunkt för jordbearbetning, sådd och skörd), jordart och klimatfaktorerna nederbörd, temperatur, solinstrålning, luftfuktighet och vindhastighet samt avrinning. SOIL är en hydrologisk modell som simulerar omsättningen av vatten i en markprofil och SOIL-N är en växtnäringsmodell som simulerar växtnäringsbalansen i en markprofil med ett stort antal processer inkluderade (figur 7). 22 Belastning på havet TRK Transport Retention Källfördelning