LANTBRUKSENHETEN Rapport 2003:07 Skyddszoner längs diken och vattendrag i jordbrukslandskapet Maj 2003 1
Titel: Skyddszoner längs diken och vattendrag i jordbrukslandskapet. För text och utformning svarar Joakim Andersson, Lantbruksenheten, Länsstyrelsen i Dalarna. Omslagsbild: Mellbyån Foto: Svante Hultengren Med tillstånd av Svante Hultengren för publicering av framsidebild i tryck och på internet. Övriga foto: Håkan Olsson Med tillstånd av Håkan Olsson för publicering i tryck och på internet. ISSN: 1403-3127 Tryckdatum: Maj 2003 Tryckeri: Länsstyrelsen i Dalarnas län Upplaga: 200 ex 2
Förord Detta är en ny version av en skrift som gavs ut 1993 under ledning av Håkan Olsson på miljövårdsenheten, Länsstyrelsen i Dalarna. Vissa justeringar har gjorts från den ursprungliga utgåvan vad det gäller text och innehåll. De kompletteringar som gjorts rör framförallt nya fakta och forskningsresultat. Per Levenskog, Länsstyrelsen i Dalarna, har bidragit med värdefulla synpunkter. Funktionen av skyddszoner är densamma och minst lika aktuell i dag som 1993. Växtligheten i en skyddszon bromsar upp vattenflödet och får fasta partiklar och näringsämnen att sedimentera på fast mark. Sålunda är skyddszoner en god möjlighet att minska läckage av partikulär fosfor från erosionsbenägen åkermark. Joakim Andersson Länsstyrelsen i Dalarna 2003-05-08 3
Inledning Tillförseln av kväve och fosfor från Dalälven och dess avrinningsområde beräknas i genomsnitt under 1990- talet ha varit 4180 ton totalkväve respektive 150 ton totalfosfor per år netto, dvs. den mängd som når bottenhavet vid Dalälvens utlopp. Jordbrukets andel av dessa mängder beräknas till omkring 800 ton totalkväve och 50 ton totalfosfor. Det visar sig alltså att jordbruket i Dalarna framförallt bidrar till en stor del av fosfortransporten. Samtidigt är näringsämnet fosfor ofta den begränsande faktorn för oönskad tillväxt av olika organismer i sjöar och vattendrag. Med andra ord är näringsämnena livsnödvändiga byggstenar för grödor på jordbruksmark, men utanför åkern kan samma ämnen vara miljöskadliga. Länsprogrammet för kompetensutveckling inom Miljöoch landsbygdsprogrammet vid Länsstyrelsen i Dalarna omfattar arbete med miljökänsliga områden. Detta innebär åtgärdsprogram för att minska läckage av växtnäring och bekämpningsmedel till sjöar och vattendrag i Dalarnas län. Övergripande mål för verksamheten är de nationella miljömålen där följande mål är aktuella: Ingen övergödning, giftfri miljö, grundvatten av god kvalitet, levande sjöar och vattendrag samt ett rikt odlingslandskap. Dessa mål innebär att fram till år 2010 skall de svenska vattenburna utsläppen av fosforföreningar från mänsklig verksamhet till sjöar, vattendrag och kustvatten ha minskat kontinuerligt från 1995 års nivå. Som ett led för att uppnå detta ser vi anläggandet av våtmarker, skyddszoner och en större andel vall i erosionskänsliga områden som möjliga åtgärder vid sidan av anpassad jordbearbetning. Dessutom arbetar vi med växtnäringsbalanser och gödslingsplaner för att optimera gödslingen. Vidare medför målen att fram till 2010 skall hälsooch miljöriskerna med användningen av kemiska ämnen ha minskat fortlöpande. Senast 2010 skall alla vattenförekomster som används för uttag av vatten som är avsett att användas som dricksvatten och som ger mer än tio kubikmeter per dygn i genomsnitt eller betjänar mer än 50 personer per år uppfylla gällande svenska normer för dricksvatten av god kvalitet med avseende på föroreningar orsakade av mänsklig verksamhet. Vidare är det viktigt att inom jordbruket förebygga föroreningar av bekämpningsmedel och nitrat i grundvatten och vattentäkter. Sjöar och vattendrag ska vara ekologiskt hållbara, och deras variationsrika livsmiljöer ska bevaras. Samtidigt skall odlingslandskapets och jordbruksmarkens värde för biologisk produktion och livsmedelsproduktion skyddas, på samma gång som den biologiska mångfalden och kulturmiljövärden bevaras och stärks. Skyddszoner Dalajordarna har på många håll ett stort inslag av mo och mjäla som gör dem erosionsbenägna. Skyddszonerna är ett sätt att minska den belastning av näringsämnen på vattendragen som erosion från jordbruksmark förorsakar. Den här skriften är avsedd att väcka tankar om skyddszonernas betydelse och nödvändighet. Längs alla vattenförande system där ytvatten rinner ut är skyddszonerna viktiga. Störst betydelse har de på branta och lätt raserande stränder och dikeskanter som är omgivna av erosionsbenägna jordar.vanligtvis sträcker sig åkrarna alltför nära de vattenförande systemen. Problemen är störst vid små bäckar och utfallsdiken. Mellan åkern och diket finns ibland inte någon som helst remsa med bestående växtlighet, som kan minska erosion och förlust av näringsämnen, speciellt gäller det fosfor som är bunden vid jordpartiklarna. Med skyddszoner menas obearbetade partier och zoner som är täckta av bestående växtlighet och som ligger mellan en åker och ett vattendrag. På stabil mark som inte är belastad av ytvattenflöde behövs ändå minst en 60 cm bred dikesren för att inte tunga jordbruksmaskiner skall pressa dikesslänten utåt. Ju tyngre maskiner desto bredare kantzon krävs. I de avsnitt på fälten där ytvatten rinner ut i vattenförande system är önskvärd bredd också beroende av fältets storlek, lutningsförhållandena (se sid 6), jordart, mängden näringsämnen i ytvattnet, vattenflöde, skyddszonens utformning etc. Ju näringsrikare matjord, desto mer näringsämnen förs med ytavrinningsvattnet bort från fältet. Orsaker till erosion Faktorer som förorsakar erosion är bl.a. regn, ytavrinning samt tjällossning och snösmältning. Erosionens omfattning beror på fältets lutning, form och storlek, odlingsteknik, växtlighet, och klimat. Jordpartiklarnas kornstorleksfördelning och aggregatstruktur, skiktning, genomsläpplighet, fuktighet och växttäcket inverkar också på hur kraftig erosionen blir. 4
Med en bred plog är det lätt att komma för långt ut när man fäller mot diket. Här har jorden delvis rasat ner mot dikesbotten. Fäggeby 1991. Rätt odlingsteknik minskar erosionen och ytavrinningen Från bearbetade åkrar bortförs en del av de näringsrikaste jordpartiklarna till vattendragen med ytvattnet. Erosionen ute på fältet kan påverkas med jordbearbetnings-, sånings- och skördemetoder. Genom odling av gräs och vallar på strandskiften hålls effektivt jordpartiklarna på plats. Erosion i åkerkanten kan bl.a. minskas med skyddszoner och flacka dikesslänter. Ytavrinningen kan minska om åkrarnas dränering är i bra skick så vattenhushållningen fungerar. Om man leder ner ytvatten i utfallsdiken genom att plöja igenom dikesrenen tar ytvattnet med sig jord och näringsämnen. Jord som packats hårt och förlorat sin aggregatstruktur släpper igenom vatten mycket långsamt. Till och med en liten regnskur leder till ytavrinning, vilket man ser i form av rännilar. Jordpackningen påverkas främst Vattnet förorsakar yterosion och bildning av rännilar genom att det lösgör och transporterar jordpartiklar. 5
STARK LUTNING SVAG LUTNING Finska rekommendationer på skyddszoner i Venda Ådal. 6
av jordart, vattenhalt i jord, maskinernas axelvikt, lufttryck i och storlek på däck samt antalet körningar. Ytskiktet på åkern bör på våren och hösten kunna magasinera rikligt med vatten utan att slamma igen. Tillförsel av organiskt material förbättrar markens aggregatstruktur och dess vattenhållande förmåga. För att begränsa erosion är det viktigt att inte jordbearbeta under hösten. Om hela åkerskiftet inte är lämpligt att lämna oplöjt på hösten lämnar man åtminstone vändtegen på den lägst belägna delen av fältet oplöjd. Vändtegens bredd beror på åkerlutningen. Åkrar som översvämmas på vårarna bör lämnas oplöjda på hösten. Remsor som lämnats oplöjda på hösten bearbetas på våren, helst utan plöjning, så att man kan beså dem. Förfarandet lämpar sig framförallt för tillpackade mjälajordar som lätt bildar skorpa och blir lidande av torka. Övriga jordarter kan plöjas grunt på våren före såbearbetningen. I samband med plöjningen lämnas alltid en enhetlig oplöjd åkerren vid dikeskanten. Åkerdelar invid vattendrag som är svåra att odla och som ofta är utsatta för översvämning, är det lämpligt att ta ut ur konventionellt bruk. Samma sak gäller mycket branta strandåkrar. Täckdikningens effekt kan förbättras med grusfilter. Man skall också försöka hindra kvävet från att urlakas. Växande gröda binder kväve, därför bör marken så långt det är möjligt vara beväxt. I öppen träda är markytan bar och utsatt för urlakning. Därför bör öppen träda undvikas, speciellt intill sjöar och vattendrag. Grönträda rekommenderas, då den förbättrar både markstrukturen och näringsämneshushållningen. Oavbruten spannmålsodling, tunga maskiner och kraftig jordbearbetning sliter på och packar jorden, varvid dräneringen försvåras och jorden slammas igen. Jordarter som är känsliga för erosion är mooch mjälajordar. I täta mjälajordar förhindras infiltrationen av vatten i jorden, så det blir mer ytavrinning än på andra jordarter. Ökad ytavrinning ökar transporten av fasta partiklar på fältet. Eroderat material från jordbruksmark förs med vattnet bort från åkrarna. Erosionsförlusterna varierar avsevärt och kan uppgå till flera ton jord per hektar. I Mässingsboå- och brunnsjöområdet beräknades medelfosforbidraget 1989-2000 vara 0,7 kg fosfor/ha/år från jordbruksmark. I samband med kraftig erosion på enskilda fält kan förlusterna uppgå till flera kg/ha/år. Fältförsök i Mässingsboå- och Brunnsjöområdet har visat att största delen av fosforförlusterna sker som partikulärt fosfor dvs. genom erosion av jordpartiklar. Beväxta kantzoner utgör ett effektivt hinder mot dessa jord- och näringsförluster. Vid dikesrensning Backa inte ut så långt med plogen att dikesrenen skärs igenom. Vid snösmältningen är det risk för att sista fåran blir ett djupt dike. Mässingsboån hösten 1992. Dikesrensning bör göras efter översvämningsperioden på våren eller försommaren så att växtligheten hinner utvecklas på slänterna under sommaren.vid rensning av vattenförande dike är det lämpligt att börja längst ner med att gräva en slamgrop, som fångar upp grova partiklar som vattnet för med sig. För att undvika ras skall man bedöma hur stabil jorden i dikesslänterna är. På gyttje- och lerjordar sker lätt glidskred, där den glidande jordmassan rör sig i ett enhetligt stycke. På mo- och mjälajordar (siltjordar) sker flytskred, där jorden rör sig som en flytande massa. I jordar som lätt 7
rasar eller flyter bör dikesrenens bredd vara mer än tidigare nämnda 60 cm. En bred dikesren stabiliserar kanten och minskar mängden jordpartiklar som urlakas från åkern och underlättar på så sätt underhållet av diket. Som tidigare nämnts är det framförallt mo och mjälajordar som är erosionsbenägna. Det är viktigt att man undersöker markprofilen innan arbete med dikning påbörjas. Arbetar man med mo- och mjälajordar ska man vara mycket försiktig för att inte initiera erosion i diket, vilket skett i bilden uppe till höger. Det förekommer att lager av mo och mjälarik jord återfinns en bit ner i markprofilen. Vid en sådan markprofil är det viktigt att inte gräva ner till det känsliga jordlagret. Om det krävs ett större djup kan man förslagsvis rörlägga diket och täcka den känsliga delen av diket med grövre grusmaterial. Slutligen är det viktigt att omgående fröså diket. Här har ett regn åstadkommit ett erosionsdike mitt i ett fält. Det är ett stort fält med lutning mot mitten. Det gör att även ett mindre regn åstadkommer en ansamling av vatten, tillräckligt för att få erosionskraft. För att minska skadorna av återkommande erosioner på fält med sådana lutningsförhållanden är det lämpligt att grässå en några meter bred vattenväg överfältet. Hedemora 1992. Här har vattnet verkligen visat sin förmåga att förflytta stora kvantiteter jord. 8
När man fastställer släntlutningen beaktas både jordarten och strömfårans djup. Längs större vattendrag bör slänterna vara mindre branta än längs små diken. Slänternas lutning bör inte överstiga 1:3 och helst inte 1:4. Slänternas beständighet avgörs framför allt av dikets djup. Höga slänter måste förstärkas t.ex. genom flackare lutning. De fasta partiklar som härstammar från erosion i diket kan stoppas med trösklar, slamgropar och slambassänger innan det rinner ut i vattendraget. Vid behov rensas slamgroparna. I planerna bör alltid ingå avslutande arbeten, som reserveringar för skyddszoner och erläggande av eventuella ersättningar till drabbade markägare. Om lutningsförhållandena medger det, skall diken inte, grävas ända ut i sjö eller vattendrag utan avslutas med en slamgrop varvid vattnet får rinna fritt och rena sig sista biten. Dikningsarbetet är inte färdigt förrän slänter och kanter är besådda med lämpligt gräs. Observera glidskreden från vänstra kanten. Fasta partiklar och näringsämnen binds i skyddszonerna Växtligheten i skyddszonen fördröjer ytavrinningen från åkrarna till vattendragen. I skyddszonen sedimenterar näringsämnen samtidigt som infiltrationen av ytvattnet ökar. Näringsämnen binds till jordpartiklar och tas så småningom upp av vegetationen. Buskarnas rotsystem sträcker sig djupt och stabiliserar jorden på djupet. Generellt så ger en skyddszon en god effekt mot transport av sediment och växtnäring. En rimlig bredd på en skyddszon är 10 m, vilket verkar ge en god effekt samtidigt som bredare zon i många fall inte ger särskilt stor förbättring av reduktionsförmågan. Ett igenväxande dike fungerar som näringsupptag och sedimentationsbassäng. Västerby dike 1992. Resultat från fältförsök i norden och USA har sammanställts av Barbro Ulén vid Sveriges lantbruksuniversitet 2002. Reduktionsförmågan hos skyddszoner varierade mellan 0-88% av totalfosfor och mellan 0,06-0,31 kg per hektar av partikulärt fosfor. Försöken på mjälajord i Vermont, USA och på mjälalättlera i Norge (med ca 5,5 graders lutning) är de som bäst liknar jordartsfördelningen i Dalarna. I Vermont reducerades transporten av totalfosfor med 42% och motsvarande siffra i Norge var 88%. Andelen partikelbunden fosfor utgjorde i Norge 89% av totalfosforn. I det norska försöket reducerades transporten av partikulärt fosfor med 0,23 kg per hektar. I detta fall gav en fem meter bred skyddszon lika god effekt som en tio meter bred skyddszon. 9
Andra försöksresultat visar minskningar på 30-60% av kväve och 20-70% av eroderat material med skyddszoner omkring tio meter breda. Flera faktorer påverkar effektiviteten hos en skyddszon bl.a. marklutning, utformning, täthet, avrinning etc. vilket gör att resultatet från en anlagd skyddszon varierar från plats till plats. Detta medför att den optimala bredden av en skyddszon varierar. Den biologiska mångfalden ökar Skyddszonerna fungerar som refuger och spridningsvägar för olika växt- och djurarter i åkerlandskapet. Enhetliga buskzoner erbjuder skyddade passager för vilt. Bland gräs och örter kan de insekter som pollinerar grödan och de som äter skadegörare få skydd och föröka sig. Skyddszonerna kan alltså befrämja produktionen, men framförallt bidrar de till att upprätthålla den mångfald som är hårt trängd av det moderna lantbruket. I bäckar och mindre vattendrag där det finns laxfiskar är buskar och småträd i strandzonen viktiga. De skuggar fåran, vilket kyler ner vattnet och minskar vattenväxtligheten, och under grenverket skapas skyddade ståndplatser. Många fiskarters föda består av insekter som faller ner i vattnet från omgivande träd och buskar. En kantzon liknande den i bilden nere till vänster skulle troligen ha stoppat allt slammet på åkern. Växtligheten i skyddszonerna är mångsidig och ändamålsenlig Kantzonens artrika vegetation döljer dikets vattenförande botten helt och hållet under sommaren. 10 Höga buskar och småträd bör växa på vattendragets södra strand, varvid deras skuggande inverkan är störst på vattnet och minst på grödan på fälten (se sid 6). I vattendragets ytterkrökar är det skydd som buskarnas rotsystem utgör särskilt viktigt. Träden och buskarna i skyddszonerna skall binda marken och tåla inverkan av översvämningar och isar. Arter som kan rekommenderas är framförallt al, som bildar ett vattenrotsystem som effektivt förhindrar strömningserosion, samt rönn, sälg och vide. Hanträd av sälg är tidigt på våren en viktig näringsväxt för humlor och bin. När man planerar planteringar skall man beakta växtplatsfaktorer såsom jordart, fuktighet och terrängens form. Omgivningens karaktär och landskapsfaktorerna inverkar också på valet av arter. Videns rotsystem binder marken väl och förnyelseförmågan är god. Andra lämpliga buskar är olvon, slån, skogstry och måbär. Det är inte att rekommendera att dikesrenarna helt slyar igen. Planlagd förbuskning berikar
däremot landskapet. Undervegetationens betydelse för att förhindra ytavrinning är central. Genom gräsinsådd binder man markytan effektivt och skapar på sikt en biologiskt rikare miljö. Efter rensning av fåran måste skyddsväxtlighetens utveckling på nytt tryggas, så att arterna som man vill gynna hinner utvecklas till plantor före ogräset. Slåtter eller bete Har skyddszonen inslag av naturligt etablerad gräsoch örtväxt, som endast i ringa grad påverkats av gödsling eller besprutning, bör den helst slås eller betas. Den artrikaste floran och faunan i kulturbygderna uppträder i slåtter- eller betesmark, och många arter som hör hit har idag minskat mycket kraftigt. Om marken betas är det viktigt att betestrycket inte är för högt så att jord barläggs vilket omintetgör skyddszonens effekt mot erosion. Det är också viktigt att se till att betesdjuren inte trampar sönder dikesslänter etc. vilket skapar ny erosion. Trädoch buskskiktet bör heller inte vara så tätt att grässvålen luckras upp genom beskuggning och lövnedfall. Underhåll Behovet av att underhålla dikesfåran och stränderna minskas genom att binda marken med växtlighetens hjälp. När man strävar efter naturenliga planteringsområden blir också behovet av eftervård litet. Förändringar som förorsakas av översvämningar måste följas upp och rättas till. Dikesfårorna måste hållas i sådant skick att inte förmågan till vattenföring avsevärt hindras. Vid all planering och plantering måste man beakta att framtida underhåll ej onödigtvis försvåras. Naturliga orörda bäckars vegetation och insektsliv är ofta mycket känsligt för förändringar, varför all yttre påverkan bör undvikas. Observera att vid rensning och rätning av ett sådant vatten krävs tillstånd av länsstyrelsen enligt miljöbalken. Landskapsvård Bete längs Dalälven bidrar till en vacker landskapsbild och en värdefull flora. Man bör dock se upp med för många träd och för hårt betestryck, vilket kan skapa jordblottor och släppor som på bilden från Husby 1992. Vattnet är ett viktigt element i kulturlandskapet. Det är ju ett livsvillkor för hela odlingskulturen. Växtlighet som följer vattendragen i det öppna landskapet framhäver vattenvägarna och betonar deras betydelse för landskapet. Proportionerna mellan vattendraget och skyddszonen med dess vegetation är viktiga. Längs små diken eller bäckar räcker ofta gräs- och örtvegetation. Vid större åar bör ett flerskiktat busk- och trädskikt som smälter in naturligt i landskapet eftersträvas. Alléliknande jämna trädrader och främmande trädslag bör undvikas. 11
Kom ihåg att: * Fosfor följer med jordpartiklar ut i vattendragen. * Kantzon behövs även för att hindra att tunga maskiner pressar ut dikesslänten. * Regndroppens slag mot marken lösgör jordpartiklar som sedan följer med vattnet. Erosionen har startat. * Aldrig plöja igenom kantzonen utan låt vattnet sippra genom kantzonen. * Bearbeta erosionsbenägna fält så lite som möjligt på hösten. * Kontrollera, vid intensiva regn eller snösmältningen, var ytvattnet har sin gång. * EU stöd kan sökas för skyddszoner utmed vattendrag på åkermark. Stödet gäller ej områden inom EU:s strukturfondsmål 1, dvs. nordvästra Dalarna. Skyddsvärd våtmark. Små våtmarker är effektiva vattenfilter. Här avsätts eroderat material, och vattenlöst kväve kan med bakteriers hjälp omvandlas till kvävgas (N 2 ) som avgår till luften (denitrifikation). Skyddszoner och obearbetade remsor: Förhindrar Minskar Ökar Berikar dikeskantserosion igenslamning av diken ytavrinning urlakning av fasta partiklar förlusten av näringsämnen risken att bekämpningsmedel hamnar i vatten den biologiska mångfalden landskapsbilden 12