Fleråriga grödor kan göra dubbel nytta för klimat och miljö

Tis 21 sep 07:46

En ny studie över mer än 81 000 landskap i Europa visar att storskalig användning av fleråriga grödor effektivt kan minska kväveutsläpp till vatten och problem med erosion i jordbrukslandskap.

Vy över lähägn i ett jordbrukslandskap.
Lähägn i ett jordbrukslandskap. Foto: National Agroforestry Center.

Den ökande efterfrågan på biomassa till energi och biomaterial, som är nödvändig för att uppnå våra klimatmål, riskerar att öka trycket på mark och därmed orsaka ytterligare miljöpåverkan. Människor använder redan ungefär hälften av jordens landområden till odling, vilket orsakar övergödning, jorderosion, kolförluster i marken och en utarmning av den biologiska mångfalden. Men en ny artikel i Communications Earth & Environment visar att en strategisk plantering av fleråriga grödor, såsom gräs och snabbväxande träd i form av buffertzoner och lähägn, kan leverera biomassa samtidigt som det ger andra miljöfördelar.

− Vi har tidigare visat att det finns en stor potential att använda multifunktionella produktionssystem för biomassa i Europa. Genom att implementera dessa i stor skala kan vi mildra många av de effekter vi har orsakat av storskaligt jordbruk i EU och upprätthålla eller öka den totala produktionen av biomassa. Vad vi har gjort den här gången är att exemplifiera hur detta kan göras och sedan beräknat effekterna, säger Oskar Englund, docent i miljöteknik vid Mittuniversitetet, och huvudförfattare till två nya studier om multifunktionella produktionssystem.

Bild vänster: Vy över buffertzoner i ett jordbrukslandskap. Foto: National Agroforestry Center. https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/legalcode

Bild höger: Vy över lähägn i ett jordbrukslandskap. Foto: National Agroforestry Center. https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/legalcode

Enligt forskarnas modell är buffertzoner främst relevanta i nordvästra och centrala Europa, medan lähägn i allmänhet är relevanta i kustområden och andra områden med återkommande starka vindar.

− Danmark är ett exempel på att potentialen för denna typ av ”strategisk perennialisering” är enorm. Om vi anlägger buffertzoner i stor skala i Europa kan upp till en tredjedel av alla kväveutsläpp till vatten undvikas. Dessutom kan 33 miljoner ton kol lagras i mark och 3 miljoner ton odlingsbar jord, som annars skulle eroderas, bevaras. Det är också intressant att buffertzoner och lähägn kan vara effektiva för att begränsa översvämningar, vilket för närvarande står högt på den politiska dagordningen i Europa", säger Oskar Englund. 

Figur: Sannolikheten för mildrade översvämningar om man anlägger buffertzoner (a, b) och (c) lähägn (Englund et al., 2021)

Den nya studien bygger på en modell som använder befintliga data från flera internationella forskningsprojekt, för att visa var buffertzoner kan vara effektiva för att minska kväveutsläpp till vatten, och där lähägn kan vara effektiva för att mildra vinderosion.

Modellen beräknar sedan, för olika scenarier, hur stora områden i de 81 000 olika landskapen som måste omfattas av de respektive systemen för att uppnå önskad minskning av den primära miljöproblematiken. Slutligen gör modellen en uppskattning av hur stor mängd biomassa som kan produceras och beräknar också andra sidovinster för miljön.

− Det som är särskilt intressant är att vi kan skörda både buffertar och lähägn och få ut biomassa, i stället för att bara avsätta mark för att minska miljöproblem. Detta innebär en högre markanvändningseffektivitet, vilket är nödvändigt för att upprätthålla eller öka produktionen av biomassa för att möta samhällets behov i den framväxande bioekonomin. Detta exemplifierar hur vi kan lösa många av våra självförvållade miljöproblem utan att nödvändigtvis offra jordbrukets produktivitet – om vi bara är lite smarta, förklarar Englund.

Studien har genomförts av forskare vid Mittuniversitetet, Chalmers, Lunds universitet, Sveriges lantbruksuniversitet, Östra Finlands universitet och Europeiska kommissionens forskningscentrum (JRC).

− Vår modell är ju ganska komplicerad, men logiken och teorin är inte det. Detta är gammal kunskap, endast anpassad till modernt jordbruk. Om samhället menar allvar med att uppfylla miljömål, inklusive klimatmål, är multifunktionella produktionssystem en självklar väg att gå, menar Oskar Englund.

Multifunktionella produktionssystem för biomassa skulle kunna bidra till målen för flera EU-strategier och även vara berättigade till ersättning inom ramen för EU:s så kallade ”Eco-scheme”.

− Detta är viktigt eftersom multifunktionella system inte kommer att inrättas om inte jordbrukarna får lämplig ersättning för de samhällsnyttor de levererar. Det är också viktigt att lokala förhållanden beaktas, eftersom utformningen och effekterna kommer att skilja sig från plats till plats. Det är därför nödvändigt att öka kunskapen om möjligheter med multifunktionella produktionssystem för biomassa i alla EU-medlemsstater.

Oskar Englund betonar att mycket arbete återstår och att det finns många andra möjliga system att modellera och flera effekter som förtjänar särskild uppmärksamhet.

− Biologisk mångfald är en – den har varit föremål för en intensiv debatt under de senaste åren, både när det gäller jord- och skogsbruk. Hur kan odlingar av biomassa bidra till att förbättra förutsättningarna för biologisk mångfald? Det är en mycket intressant fråga som vi just nu arbetar med. Vi är också nära att slutföra en studie om hur gräs kan introduceras i den årliga växtproduktionen med det primära målet att öka kolhalten i marken, säger Oskar Englund.

Läs mer:

Englund, O., Börjesson, P., Mola-Yudego, B., Berndes, G., Dimitriou, I., Cederberg, C., Scarlat, N., (2021). Strategic deployment of riparian buffers and windbreaks in Europe can co-deliver biomass and environmental benefits. Communications Earth & Environment, 2:176, https://doi.org/10.1038/s43247-021-00247-y

Englund, O., Börjesson, P., Berndes, G., Scarlat, N., Dallemand, J-F., Grizzetti, B., Dimitriou, I., Mola-Yudego, B., Fahl, F., (2020). Beneficial land use change: strategic expansion of new biomass plantations can reduce environmental impacts from EU agriculture. Global Environmental Change, 60, 101990. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2019.101990

Englund, O., Dale, V.H., Kline, K.L., Dimitriou, I., Mola-Yudego, B., Murphy, F., English, B., McGrath, J., Busch, G., Negri, M.C., Brown, M., Goss, K., Jackson, S., Parish, E.S., Cacho, J., Zumpf, C., Quinn, J., Mishra, S.K., (2020). Multifunctional perennial production systems for bioenergy: performance and progress. WIREs Energy & Environment, 9(5), e375.  https://doi.org/10.1002/wene.375

Kontakt:

Oskar Englund, docent vid Institutionen för ekoteknik och hållbart byggande, Mittuniversitetet, oskar.englund@miun.se