Tema

Fleråriga grödor gör multinytta för miljön

Strategisk plantering av fleråriga gräs och träd kan effektivt minska kväveutsläpp erosion i jordbrukslandskapet. Och dessutom begränsa översvämningar, visar omfattande studier av jordbruksmark runtom i Europa.

Människor använder redan ungefär hälften av jordens landområden till odling, vilket orsakar övergödning, jorderosion, kolförluster i marken och en utarmning av den biologiska mångfalden.

Omställningen till fossifritt ökar med nödvändighet efterfrågan på biomassa till energi och biomaterial. Med det riskerar trycket på marken att öka, och orsaka ännu värre miljöpåverkan. Men en storskalig användning av fleråriga grödor i jordbruket kan vara en lösning, menar forskarna bakom studier av drygt 81 000 landskap i Europa.

Att plantera fleråriga 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, säger Oskar Englund, docent i miljöteknik vid Mittuniversitetet, och huvudförfattare till två nya studier om multifunktionella produktionssystem.

– Vad vi har gjort den här gången är att exemplifiera hur det kan gå till och sedan beräknat effekterna.

Buffertzoner på jordbruksmark (till vänster). Lähägn på jordbruksmark till höger. Bild: National Agroforestry Center

Vad är ett multifunktionellt produktionssystem?

Att integrera perenna, fleråriga växter i ett landskap som domineras av ett intensivt jordbruk. Och på så vis förbättra den biologiska mångfalden, minska jorderosion och näringsutsläpp till vatten, öka markkol, förbättra pollinering och undvika eller mildra översvämningar. Och samtidig bibehålla eller öka produktionen av biomassa för bränsle och biomaterial. Det är ett exempel på ett multifunktionellt odlingssystem för produktion av biomassa från studien Multifunctional perennial production systems for bioenergy: performance and progress

Kan begränsa översvämningar

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.

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

Studien från 2021 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.

Biomassa från buffertar och vindskydd

– 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, säger Oskar Englund.

– Detta exemplifierar hur vi kan lösa många av våra självförvållade miljöproblem utan att nödvändigtvis offra jordbrukets produktivitet – om vi bara är lite smarta.

– 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.

”Jordbrukarna måste få betalt”

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.

Biomassa och biologisk mångfald

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.

Vetenskapliga artiklar:

Strategic deployment of riparian buffers and windbreaks in Europe can co-deliver biomass and environmental benefits. Communications Earth & Environment, 2021

Multifunctional perennial production systems for bioenergy: performance and progress. WIREs Energy & Environment, 2020

Beneficial land use change: strategic expansion of new biomass plantations can reduce environmental impacts from EU agriculture. Global Environmental, 2019

Kontakt:

Oskar Englund, docent i miljöteknik vid Mittuniversitetet, oskar.englund@miun.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Fleråriga grödor gör multinytta för miljön

 lästid ~ 5 min