| 1. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956
(författare)
-
Hur mycket lustgas blir det vid odling av biobränslen på åkermark i Sverige?
- 2009
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Frågan som här bearbetas är: hur mycket lustgas förorsakar odling av gröda för produktion av första generationens biodrivmedel för bilar? Det finns flera metoder med vilka lustgas från åkermark kan beräknas, var och en med sina för- och nackdelar. 1.Grunden för alla beräkningsmetoder är mätningar i fält med bra genomförande och teknik som ger data av god kvalitet. Den enklaste och vanligaste mätmetoden är kammarmetoden, det vill säga gastäta kammare på ramar i markytan. Luften provtas manuellt och analyseras på laboratorium. Regelbunden provtagning krävs hela året, även vintertid. Men det bästa sättet att mäta är med mikrometeorologisk teknik där emissionen mäts automatiskt på plats samtidigt som luftens rörelse mäts i tre dimensioner. Metoden påverkar varken marken eller grödan men kräver hög mätprecision, och oftast kan bara ett fält mätas åt gången. Här har sammanställts publicerade mätningar av god kvalitet från områden i norra Europa och Amerika, både odlade marker med stråsäd/raps och ogödslade gräsmarker, varav de senare anses ge en naturlig emission som inte människan har påverkat. Sammanställningen visar att ogödslade gräsmarker i medeltal avger 0,3 ± 0,1 kg N2O-N ha-1 år-1. I odlingssystem där hög kvävegiva ges under lång tid kommer ett kväveförråd att byggas upp i marken, vilket sedan bidrar till lustgasemission under lång tid. Detta är en av orsakerna till högre emission från ogödslad åker som ju ofta varit gödslad tidigare år, 1 ± 0,1 kg N2O-N ha-1 år-1. Gödslad åkermark ger i medeltal en högre emission, runt 3 kg N2O-N ha-1 år-1. Jämförelsevis har svenska mätningar av lustgas från ler- och sandjord visat en lägre emission, 0,6 och 2 kg N2O-N ha-1 år-1. Det är ofta svårt att påvisa ett tydligt samband mellan årets kvävegiva och lustgasemission, eftersom det är flera faktorer som påverkar bakterieprocesserna nitrifikation och denitrifikation och bildandet av lustgas. Figuren visar att mätdata visar stor spridning. 2.IPCC:s metod är den som är bäst känd, och i den beräknas emission från åkermark som en funktion direkt av kvävegivan. I verkligheten finns dock inget statistiskt samband mellan en låg kvävegiva och lustgasemission, utan det är först vid mycket höga givor som lustgasbildningen påverkas. Men eftersom metoden är enkel så har många LCA-analyser använt IPCC:s emissionsfaktor på 1,25 eller den nya faktorn 1% av kvävegivan som mått på lustgasemission, och det osäkerhetsspann som IPCC anger - att emissionen kan vara någonstans mellan 0,3 och 3% av kvävegivan - redovisas sällan. Metoden underskattar ofta emissionens storlek och speglar inte hur stor emissionen är från enskilda fält. Den visar dock att mer kväve i systemet ökar sannolikheten för lustgasbildning. 3.Globalt finns det en koppling mellan ökningen av reaktivt kväve (ökad kvävefixering) och ökningen av lustgas i atmosfären, och detta är grunden för en metod föreslagen av Crutzen et al. (2008). Lustgasemissionen anges vara i storleksordningen 3-5% av både biologisk kvävefixering och handelsgödseltillverkning. Den baseras på tillförsel av nytt reaktivt kväve till ekosystemet i stort inte gödsling till enskilda fält varför metoden är av global karaktär och kan inte ange var och när emission sker. 4.Eftersom lustgasbildningen är komplex har man försökt inkludera andra påverkansfaktorer än kvävetillförsel i beräkning av lustgasemission. Som exempel har två statistiska metoder samt modellberäkning med PnET-N-DNDC-modellen beskrivits (Freibauer & Kaltschmitt 2003, Stehfest & Bouwman 2006, Li et al. 2000). Dessa modeller har utvecklats och validerats med fältdata från Tyskland. Viktigt i dessa beräkningar av lustgas är att stor lustgasemission kan uppstå när tjälen går ur jorden och när det finns mycket fritt kväve. Med dessa metoder beräknas att svensk lerjord skulle ge högre lustgasemission än vad som har uppmätts i fält. 5.Det är viktigt att ange och motivera en realistisk storlek för lustgasemissionen från jord- och skogsbruk. För att det ska bli möjligt pågår mätningar samt utveckling av beräkningsmodellen Coup. Coup beräknar processer i mark-växt-systemet och har hittills mest använts i forskningssyfte för att förstå processerna men kan nu bli till ett verktyg för uppskattning av lustgasavgång i olika system, både skogsmark och jordbruksmark. Sammanfattningsvis räknar IPCC:s metoder fram en låg emission vilken är i samma storleksordning som mätningar i Sverige visar. Däremot visar de två statistiska metoderna högre emission, 3-7 kg N2O-N ha-1 år-1, för att de har baserats på mätdata från framförallt Mellaneuropa, där kvävetillförseln har varit hög under en lång tid och där mer kväve finns bundet till markens organiska material. Särskilt lerjord och områden med tjäle i marken har visats ge högre emissioner, framförallt på våren då marken tinar och organiskt material börjar brytas ner. I Sverige utgörs en stor del av jordbruksmarken av lerjord och vi har ofta tjäle på vintern, vilket med bas i europeiska mätningar skulle innebära mycket höga emissioner vilket dock, som mätdata visar, inte verkar vara fallet. Denna paradox kan kanske förklaras av en mer måttlig tillförsel av gödsel i svenska system. De båda statistiska metoderna räknar fram höga emissioner där Stehfest & Bouwman’s metod har ett brett osäkerhetsområde, varför den metoden kan sägas överensstämma i stort med medelvärden för gödslad åker sammanställda från litteraturen men inte med svenska mätdata som här presenteras. Med ett så stort osäkerhetsspann blir metoden oanvändbar för att ange precis storlek på emissionen från olika jordbrukssystem. Men dessa metoder är trots allt ett bättre försök till uppskattning av lustgasemission från enskilda åkrar än IPCC:s och Crutzen et al.’s metoder, eftersom de försöker att inkludera andra påverkansfaktorer än enbart gödseltillförsel. Markens innehåll av kväve/kol och omgivningsfaktorer som vatten, syre och temperatur kan tillsammans vara de viktigaste faktorerna som avgör lustgasbildning. Eftersom svenska mätdata pekar på en lägre emission än beräkningsmetoderna ger, söker vi efter en metod som kan användas för rättvisare beräkningar för svenskt jordbruk. Vi behöver tydligare kunna peka ut situationer som ger höga emissioner, vilket bör undvikas, och när vi kan förvänta oss en låg emission. Mer mätdata och processbaserad modellberäkning krävs för bra svar. Om alla schablonmässigt använder en metod, som anger lägre emission utan att visa att den verkligen är lägre, så kommer lustgasemission från odlingar i Europa totalt sett att underskattas. Med IPCC:s emissionsfaktorer beräknas ofta en lägre emission än 3 kg N2O-N ha-1 år-1. Gödslade men effektiva odlingssystem som har låg verklig emission kan inte tillskrivas en låg emission med denna metod eftersom en enda faktor, kvävegivan, avgör uppskattad mängd lustgas. Och det kommer i framtiden att bli viktigt att odla mycket mat, foder och energi på våra åkrar, men med liten lustgasavgång. Jag föreslår därför att lokala data eller beräkningsmodeller läggs till grund för uppskattning av emissionen från t.ex. odling av stråsäd för biobränsleändamål. Om data och beräkningsmodell saknas, bör metoder som beräknar emission runt det europeiska medelvärdet 3 kg N2O-N ha-1 år-1 användas.
|
|
| 2. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956
(författare)
-
Lustgasavgång från jordbruksmark
- 2009
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Regeringen fattade den 26 juni 2008 beslut om ändring av Jordbruksverkets regleringsbrev rörande uppdraget ”Åtgärdsprogram för minskade växtnäringsförluster” vilket ersätts av uppdraget; ”Jordbruksverket ska efter samråd med berörda myndigheter och organisationer lämna förslag till ett handlingsprogram för minskade växtnärings- och växthusgasförluster från jordbruket för perioden 2011 till och med 2016 med utblick till 2020.” Framtagandet av ett handlingsprogram inom jordbruksverket bedrivs som ett projekt vilket ska utgöra underlag för vidare beslut och genomförande. Föreslagna åtgärder och styrmedel ska vara realistiska, genomförbara och kostnadseffektiva. Förslag till nytt handlingsprogram ska vara färdigt våren 2010. Som ett led i projektet gavs ett uppdrag till Åsa Kasimir Klemedtsson att utreda och ge förslag till möjliga åtgärder i jordbruket som kan minska lustgasavgången från jordbruksmark. Rapporteringen följer de anvisningar som gavs.
|
|
| 3. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956
(författare)
-
Mat och Klimat; Den starka växthusgasen lustgas
- 2009
-
Ingår i: Bi-lagan, Nationellt resurscentrum för biologi och bioteknik. ; :1, s. 19-21
-
Tidskriftsartikel (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)
|
|
| 4. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956, et al.
(författare)
-
Methane and nitrous oxide fluxes from a farmed Swedish Histosol
- 2009
-
Ingår i: European Journal of Soil Science. - 1365-2389. ; 60, s. 321-331
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Fluxes of the greenhouse gases methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) from histosolic soils (which account for approximately 10% of Swedish agricultural soils) supporting grassley and barley production in Sweden were measured over 3 years using static chambers. Emissions varied both over area and time. Methane was both produced and oxidized in the soil: fluxes were small, with an average emission of 0.12 g CH4 m 2 year 1 at the grassley site and net uptake of 0.01 g CH4 m 2 year 1 at the barley field. Methane emission was related to soil water, with more emission when wet. Nitrous oxide emissions varied, with peaks of emission after soil cultivation, ploughing and harrowing. On average, the grassley and barley field had emissions of 0.20 and 1.51 g N2O m 2 year 1, respectively. We found no correlation between N2O and soil factors, but the greatest N2O emission was associated with the driest areas, with < 60% average waterfilled pore space. We suggest that the best management option to mitigate emissions is to keep the soil moderately wet with permanent grass production, which restricts N2O emissions whilst minimizing those of CH4.
|
|
| 5. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956, et al.
(författare)
-
N2O emission in the LULUCF sector
- 2009
-
Ingår i: Side event at COP-15 Copenhagen, 9th december.
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The scalar used in NIR reporting (fertilizer addition) is a shaky scalar for N2O from N-poor forests AND The scalar soil C/N ratio on drained forest land should be used for estimation and reporting N2O from this sector
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
- Klemedtsson, Åsa Kasimir, 1956
(författare)
-
Varför den starka växthusgasen LUSTGAS bildas vid odling i jord- och skogsbruk
- 2009
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Även så ”naturliga” verksamheter som jord- och skogsbruk påverkar halten av växthusgaser i atmosfären. Här ges en orientering kring varför lustgas (N2O) bildas i mark, och hur mycket som kan avgå vid olika odlingar. Oftast avgår små mängder men ibland riktigt mycket lustgas vilken produceras av svamp och bakterier i marken vid omvandling av kväveföreningar. Denitrifikation är den process som oftast producerar mest lustgas, men nitrifikation som kräver syre kan vara avgörande eftersom den processen producerar det nitrat som behövs i denitrifikationen. Det är vid syrebrist som lustgas bildas och syrebrist kan uppstå i jordklumpar med hög biologisk aktivitet vilken konsumerar syret, eller när syre inte kommer ner i marken för att marken är genomvåt eller när markens porer har tryckts ihop av exempelvis traktorhjul. Några tekniker för att mäta hur mycket lustgas som avges från marken till luften beskrivs. För att slippa arbetsamma fältmätningar vill man gärna enkelt kunna beräkna lustgasavgången. Några metoder har utvecklats, men det finns ingen enkel metod som samtidigt är tillförlitlig. Ökningen av lustgas i atmosfären kan kopplas till att mer av luftens kvävgas (N2) nu fixeras till reaktivt kväve som då kan användas för uppbyggnad av levande celler. Kväve kan fixeras biologiskt t ex i ärtväxter eller vid tillverkning av handelsgödsel. Reaktivt kväve är avgörande för att växternas fotosyntes ska fungera. I de flesta naturliga ekosystem råder brist på kväve varför fotosyntes och produktion av växtmaterial ofta ökar vid tillförsel av reaktivt kväve. En ökad produktion av bioenergigrödor kommer att kräva mer kväve utöver befintlig matproduktion. Det mesta av markens kväve är uppbundet i dött och levande organiskt material och blir åtkomligt först när detta bryts ner och kvävet frigörs. Hur växtsamhället ser ut på platsen och konkurrensen mellan olika organismer om tillgängligt kväve kan avgöra storleken på lustgasavgång från mark. Därför är lustgasavgång från skogsmark ofta lägre än från åkermark. En ytterligare förklaring till lägre avgång från skog är att i Sverige och övriga världen används de bördigare jordarna till jordbruk, och skog växer ofta på svårbrukad mark med lågt näringsvärde där kväve ofta finns i underskott. Så länge som skogen växer och tar upp kväve är risken för lustgasavgång liten, men efter avverkning ökar risken för lustgasavgång. Men det finns även skog där lustgasavgången ofta är hög, som på mycket näringsrik mark, till exempel dränerad kärrtorvmark med björk, hallon och nässlor. Biomassa anges ibland vara koldioxidneutral, då lika mycket koldioxid tas upp i fotosyntesen som avges i förbränningen. Men skörd och bearbetning kräver energi, oftast fossil, vilket avger koldioxid. Dessutom medför all odling utsläpp av lustgas som är en stark växthusgas och långlivad i atmosfären. Det har i debatten hävdats att utsläppen av lustgas gör att det av klimatskäl inte är meningsfullt att byta olja mot bioenergi. Biobränsle ”kostar” nästan alltid lustgas och det finns inget helt klimatneutralt biobränsle. Men det finns bättre och sämre. Lustgasproduktionen påverkas av jord- och skogsbrukets olika skötselåtgärder både på kort och lång sikt. Exempelvis har tillförsel av stora mängder N-gödsel ökat N2O-emissionen när mängden tillgängligt kväve överskridit grödans förmåga att ta upp kvävet. Det finns också odlingssystem där det uppmätts en låg lustgasavgång trots att man kan förvänta en hög. För att få minimalt med lustgas krävs ett ”tight” förhållande mellan kvävefrigörande och kväveupptag i växter så att bara lite kväve blir över till nitrifikation och denitrifikation. Att låta marken ligga naken, trädad, ger mer lustgas än att odla marken, och ju mer näringsrik marken är ju större är risken att lustgas bildas. Det är en utmaning för både forskningen och jordbruksnäringen att utveckla jordbruksmetoder som effektivt fångar kvävet i markens organiska material samtidigt som växterna kan ta upp det för en stor skörd och bara lite lustgas bildas. Om lustgasavgången relateras till produktionen av biomassa innebär det att även skogsprodukter ”kostar” lustgas trots en låg avgång vilket beror på att tillväxten är lägre än i jordbruket. Varje produktionsförändring i lantbruket eller skogsbruket kan ge effekter på lustgasavgång på platsen, i omgivande ekosystem eller i andra länder, vilket kräver att systemanalytiska studier görs. EU-kommissionen har angett ett hållbarhetskriterium som kräver att produktion av biobränsle ska orsaka mindre växthusgasutsläpp jämfört med produktion och användning av fossilt bränsle för att det ska få klassas som förnybart. Lustgasavgång i fält har här en stor betydelse eftersom utsläppen utgör cirka hälften av den tillåtna mängd som ska adderas till utsläpp från energianvändning i själva produktionen.
|
|
| 8. |
|
|
| 9. |
|
|
| 10. |
|
|
