Nyt grundvandskort over lavbundsjorder rummer stort potentiale for at støtte klimaindsats

28-06-2023

Grundvandsspejlets dybde har væsentlig betydning for, hvor store klimagevinster man opnår hvornår ved at udtage lavbundsjorder. Nyt maskinlæringsbaseret grundvandskort over lavbundsjorder danner grundlag for forbedret emissionsopgørelse. Det er vigtig viden, når Danmark skal prioritere genetablering af lavbundsjorder som vådområder som virkemiddel til reduktion af drivhusgasser.

En grøn mark i Danmark. En række træer og blå himmel ses i baggrunden.
En mark i Danmark. (Kasper Nymann, Colourbox)

Udledninger af CO2 og CH4 fra lavbundsjorder er primært styrede af grundvandsstanden. Højtstående grundvandsstand medfører lavere emissioner til atmosfæren og omvendt. Sammenhængen mellem grundvandsstanden og metan er omvendt end for CO2, men omregnet til CO2-ækvivalenter (C02e) giver det stadigvæk en klimagevinst at vådlægge lavbundsjorder, fordi reduktionen af CO2 er større end forøgelsen af metan. Man regner med, at grundvandsstanden vil blive ført tilbage til et naturligt højere niveau, når man udtager lavbundsjorder fra drift. Dermed vil emissionerne blive reduceret. Klimagevinsten er størst for dybt drænet lavbundsjord med en grundvandsstand på mindst 50 cm under terræn. Derfor er det vigtigt at vide, hvor disse lavbundsjorder er.

Udsnit af Grundvandskort over lavbundsjorder i Danmark, hvoraf Åmosen fremgår. Der er en farvekodet intervaller for grundvandsstand i centimeter udner terræn. Det fremgår af kortet, at der er en del lavbundsjorder med grundvandsstand under terræn i intervallerne 50-100 centimeter ved Åmosen,

Kort: Udsnit med Åmosen fra grundvandsstandkortet (tilgængeligt nederst i denne artikel). Her ses en meget stor variationen af grundvandsstanden i lavbundsjorder. Det styres bland andet af topografien, dyrkning, dræningsforhold og jordarter. Alle disse variabler indgår maskinlæringsmodellen. (GEUS)

Forskerne har anvendt maskinlæring til at simulere grundvandsstanden i lavbundsjorder på baggrund af eksisterende grundvandsstandsmålinger som træningsdata til at skabe de nye beregninger af variationen af grundvandsstanden i lavbundsjorder. Det er de mest præcise beregninger, som vi hidtil har kunnet lave i Danmark.

Artiklen er udsprunget af et projekt, der er et samarbejde mellem GEUS, Nationalt Center for Miljø og Energi (DCE) og Nationalt Center for Fødevarer og Landbrug (DCA) ved Århus Universitet og finansieret af Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet (KEFM). Århus Universitet har undersøgt andre lige så vigtige parametre for udledninger af drivhusgasser i lavbundsjorder som grundvandsstanden, såsom mængden af kulstof i tørven og hvor tyk tørven er, for at få en bedre procesforståelse for, hvordan grundvandsstanden og de jordfysiske egenskaber styrer udledningen af drivhusgasser. Hovedformålet af det samlede projekt er at skabe det faglige grundlag for en revideret drivhusgasopgørelse for lavbundsjorder.

Vi opnår hurtigere klimagevinst ved at udtage tørre kulstofrige lavbundsjorder først fremfor våde

Rækkefølgen betyder noget, når vi udtager lavbundsjorder. Hvis vi prioriterer at udtage de våde lavbundsjorder først, viser nye beregninger i studiet, at vi i udtagning af de første 10.000 hektarer kun opnår 30 % af den klimagevinst, som vi ville opnå, hvis vi udtager de drænede lavbundsjorde først i stedet.

”Hvis vi udtager alle lavbundsjorder hurtigt kan man mene, at det er uden betydning, hvilken rækkefølge, der giver den største klimagevinst. Men i et mere realistisk scenarie, hvor vi må prioritere, hvad vi udtager hvornår, er det vigtigt at vi ved, hvilken rækkefølge, der giver os den største reduktion i udledning af drivhusgasser. Og det er her vores nye viden om betydningen af grundvandsspejlets dybde spiller ind,” siger Julian Koch, seniorforsker ved GEUS og hovedforfatter til en nyligt udgivet artikel, ’Water table driven greenhouse gas emission estimate guides peatland restoration at national scale ’ i Biogeosciences.

Med andre ord kan viden om betydningen af grundvandsspejlets dybde i kulstofrige lavbundsjorder for reduktion af udledning af drivhusgasser ved udtagning være et prioriteringsværktøj, som man kan tage i brug, hvis man vil sikre den største og hurtigste effekt af udtagning af lavbundsjorder som et virkemiddel.

Væsentlig gevinst

Der er et politisk mål om at udtage op til 100.000 hektar kulstofrige lavbundsjorder. Det er mere end halvdelen af de 173.000 hektar kulstofrige lavbundsjorder, som vi råder over i Danmark. Studiet omfatter de 75.000 hektar af disse, som har højt organisk indhold (mere en 12 % organisk indhold i jorden).

 

Figur: To scenarier for udtagning af lavbundsjorder. (GEUS)

I figuren ovenfor kan man forstå antallet af hektar som en tidslinje. Det sidste punkt på y-aksen repræsenterer de 75.000 hektar lavbundjorder med højt organisk indhold, som modellen i studiet kan anvendes på.. X-aksen viser reduktion af drivhusgasser. De to linjer viser to forskellige og ekstreme scenarier. Den røde (nederste) linje viser det, som man kan kalde et pessimistisk scenarie, hvor der kun udtages våde lavbundsjorder først. Den grønne (øverste) viser det, som man kan kalde et optimalt scenarie, hvor der kun udtages tørre lavbundsjorder først. Man opnår samme effekt ved at udtage det hele og det er derfor, at de to linjer for mødes til sidst. Men hvis nu man kun når at udtage halvdelen inden for f.eks. 5 år viser grafen her, at der er væsentlig forskel i, hvilken klimagevinst man opnår.

Grundlaget for vigtig indsigt i grundvandsspejlets dybde og betydningen for udledning af drivhusgasser er lagt med den netop udgivne forskningsartikel. Men på baggrund af studiet kan forfatterne bag også konstatere, at vi ikke ved nok.

Vi har typisk ikke målt grundvandsstanden i lavbundsjorder, fordi det historisk set ikke har været relevant for drikkevandsforsyningen, som er målet for de fleste monitoreringsprogrammer. Hvis vi vil høste de største klimagevinster af de virkemidler, der er i spil, har vi brug for at sikre et solidt grundlag af data, som relevante aktører kan bruge i de nødvendige prioriteringer.

”Studiet har taget os et stykke ad vejen, men det viser også, hvor lidt viden vi har lige nu om f.eks. den rumlige og tidslige variation af grundvandsspejlets dybde. For at forbedre vores viden om grundvandsstanden i lavbundsjorder og dens betydning for udledninger af drivhusgasser, har vi brug for flere pejledata,” siger Julian Koch.

Der er allerede søsat en række forskningsprojekter i GEUS, der har til formål blandt andet at sikre disse data. Det drejer sig f.eks. om projektet ’ PEAtlands and Climate-driven variability in groundwater depth – Impacts on greenhouse gas Emissions’ (PEACE), videre arbejde med grundvandsstanden.dk og opstartet af Global Wetland Center.

Julian Koch understreger, at der behov for en forøget moniteringsindsats og centralisering af data og fremhæver den nationale boringsdatabase, Jupiter, der er GEUS’ landsdækkende database for grundvands-, drikkevands-, råstof-, miljø- og geotekniske data som et oplagt sted at dele data.

Et kort, der viser grundvandsspejlsdybden for lavbundsjorde i hele Danmark ud fra eksisterende data, er frit tilgængeligt i GEUS’ dataverse: 'Water table depth for Danish lowland soils.'

Kortet er et stationært vandstandskort. Nogle af de data, som vi mangler, for at kunne skabe endnu mere præcise beregninger, vil kunne skabe et mere dynamisk vandstandskort.

Udtagning af lavbundsjorder i Danmarks C02-regnskab

Udtagning af lavbundsjorder et virkemiddel, som man rent politisk har valgt at bruge til at reducere Danmarks samlede nationale udledning af drivhusgasser. Over en femårig periode fra 2015-2019 udledte kulstofrige lavbundsjorder i gennemsnit 3,96 mio. ton CO2e om året, hvilket svarer til 6-7 % af Danmarks samlede drivhusgasemissioner. Effekten ved vådlægning af 100.000 hektar kulstofrige lavbundsjorder er beregnet til 2,58 mio. ton CO2e per år.

I en status opgjort i april 2023, kan de tre styrelser, der håndterer en række udtagningsindsatser, meddele, at der via de tre styrelsers ordninger er der igangsat udtagning af ca. 30.400 hektar inklusiv randarealer. Det tal inkluderer igangsatte forundersøgelser.
Ifølge GEUS’ analyse kan klimagevinsten af det pessimistiske vådlægningsscenarie være op til 40 % lavere end det optimistiske, hvis man betragter rækkefølgen af de lavbundsjorder, der udtages for de første 30.000 hektar.

Grundvandskort over lavbundsjorder

Grundvandskort over lavbundsjorder. Kortet viser grundvandsstand i centimeter under terræn. Der er et udsnit af Åmosen, hvoraf man kan se, at der mestendels er grundvand i intervallerne 50 - 100 centimeter under terræn.

Grundvandskort over lavbundsjorder med udsnit af Åmosen. (GEUS)

Forskningsprojekter

Global Wetland Center

Vådområders rolle for reducering af udledning har fået sit eget center. Det nyoprettede Global Wetland Center skal nemlig over de næste seks år opbygge mere viden om, hvordan vådområder kan reducere udledningen og øge optagelsen af drivhusgasser. Det nye forskningscenter etableres af DHI A/S, Københavns Universitet og GEUS og er støttet af Novo Nordisk Fonden med 60 millioner kroner.

Kontakt: Simon Stisen, Forskningsprofessor, Hydrologi.

PEAtlands and Climate-driven variability in groundwater depth – Impacts on greenhouse gas Emissions

’PEAtlands and Climate-driven variability in groundwater depth – Impacts on greenhouse gas Emissions’ (PEACE). Simon Stisen, forskningsprofessor, GEUS, modtog i 2021 ca. 6 mio. kr. fra Danmark Frie Forskningsfond til projektet, der løber frem til 2026.

PEACE-projektet vil foretage en detaljeret beskrivelse af den tidslige og rumlige variation i grundvandsstanden i danske lavbundsjorde vha. satellitdata og fysisk-baserede hydrologiske modeller. Desuden vil klimaændringers indvirken på grundvandsstanden i lavbundsjordene samt dennes feedback på drivhusgasemissioner under vådlægning blive undersøgt. Der vil være fokus på, hvordan den tidslige dynamik og fremtidige ekstreme klimahændelser påvirker emissioner. Resultaterne vil bidrage til vores forståelse af drivhusgasemissioner under nuværende og fremtidig klima-variabilitet, og vil udgøre et værdifuldt langsigtet input til den dansk vådlægningsstrategi for lavbundsjorde i en Grøn Omstilling.

Kontakt: Simon Stisen, Forskningsprofessor, Hydrologi.

Bemærk: Det fremgik tidligere, at Grundvandsstandskortet viste grundvandsstand i meter under terræn. Dette er den 29. juni 2023 klokken 9.55 rettet til 'centimeter under terræn'. Vi beklager fejlen.

Artikel

Du finder forskningsartiklen her.

Koch, J., Elsgaard, L., Greve, M. H., Gyldenkærne, S., Hermansen, C., Levin, G., Wu, S., and Stisen, S.: Water-table-driven greenhouse gas emission estimates guide peatland restoration at national scale, Biogeosciences, 20, 2387–2403, https://doi.org/10.5194/bg-20-2387-2023 , 2023.

Julian Koch
Seniorforsker
Hydrologi
Malene David Jensen-Juul
Kommunikationsmedarbejder
Presse og Kommunikation