Skovrejsning - nitratudvaskningen på langt sigt

I de fleste gamle skove er nitratudvaskningen lav. Men hvordan bliver nitratudvaskning til grundvandet i de nye skove på tidligere landbrugsjord? I dette Videnblad præsenterer vi resultater fra en række tidsserier af skovrejsning, hvor vi har målt nitratkoncentrationen i jordvæsken i en lang årrække efter tilplantning.

Grundvandskvaliteten under skove er generelt god og skovbruget anvender stort set ikke pesticider og gødning. Samtidig er skovrejsning med støtte omfattet af Fredskovforordningen, der sikre skov fremover. Dette har fået vandværker og kommuner til at inddrage skovrejsning som et vigtigt redskab i arbejdet med grundvandsbeskyttelse.

Nitratudvaskning i kulturfasen

De nye skove plantes i mange tilfælde på landbrugsarealer, der gennem årtier har været underlagt intensiv drift, og hvor jorden således indeholder meget kvælstof fra tidligere gødskning. Tilplantede landbrugsjorde har derfor mindre evne til at tilbageholde kvælstof. Straks efter jordbearbejdning og tilplantning forekommer der ofte høje nitratkoncentrationer i jordvæske svarende til under landbrugsdriften. Efterhånden som træer og evt. ukrudt bliver veletableret falder nitratkoncentrationen efter to til fem år til meget lave niveauer (Videnblad Skov og Natur nr. 4.0-3).

Træernes kvælstofbehov

Graf over netto N optag i eg — Figur 1. Beregnet netto kvælstofoptag i en egebevoksning på en god jord (bonitet I), dvs. den mængde kvælstof pr år der akkumuleres i træerne over jorden. Her er set bort fra at tynding giver mindre ”buler” på den sidste flade del af kurven.
For en nåletræsbevoksning vil forløbet i kvælstofoptaget i principet være det samme som vist her, men behovet til opbygning af kronen (inklusiv nåle) vil være større indtil kronen lukker.

Træernes optag af kvælstof varierer betydeligt hen over en skovgeneration (figur 1) og er en vigtig faktor for udviklingen i nitratudvaskning. Når træer (og ukrudt) er etableret på et areal og kommer i god vækst stiger kvælstofoptaget kraftigt (figur 1). Træerne skal opbygge kronerne, der indeholder de kvælstofrige dele af træerne (smågrene, kviste og bark). Kvælstofbehovet er stort, indtil kronetaget lukker efter ca. 20 år. Indtil da vil de nye skove ofte kunne optage alt tilgængeligt kvælstof, og træerne vil formentlig i perioder være kvælstofbegrænsede. Efter kroneslutning, hvor træerne hovedsageligt vokser i vedmasse, falder kvælstofbehovet til årligt 5-10 kg kvælstof per ha, hvor 5 kg kvælstof per ha gælder for de ringere jorde og 10 kg kvælstof per ha for de bedre jorde.

Kvælstofoverskud

Efterhånden som træerne vokser stiger kvælstoftilførslen fra luften, idet høje træer med store kroner modtager mere kvælstof fra luftforurening end små træer. I Danmark er kvælstoftilførslen 15-40 kg kvælstof per ha per år i skov (se Videnblad Skovbrug 8.4-9). Ældre bevoksninger modtager derfor ofte mere kvælstof fra luften end behovet til vedtilvækst. Dette medfører et overskud af kvælstof. Ofte kan tidligere landbrugsjord stort set ikke akkumulere mere kvælstof, hvilket giver risiko for at kvælstofoverskuddet udvaskes som nitrat. Vi har undersøgt om der forekommer en stigning i nitratudvaskning med alderen i skov på tidligere landbrugsjord.

Skovrejsningslokaliteter og målinger

Vores undersøgelser er lavet i Vestskoven og Gejlvang i forbindelse med AFFOREST-projektet (Videnblad Skovbrug Nr. 4.0-1, Hansen m.fl., 2007). Vestskoven ved København er et område, hvor der siden 1969 er tilplantet på god leret landbrugsjord. Her har vi undersøgt 5 egebevoksninger i en tidsserie (plantet 1970, 1977, 1979, 1988 og 1993) og 5 rødgranbevoksninger i en tidsserie (plantet 1969, 1973, 1988, 1990 og 1997). I Ledøje Plantage i nær tilknytning til Vestskoven har vi desuden undersøgt en 200 år gammel egebevoksning, som har karakter af moden skov dvs. tilvæksten er meget lille.

Et tilsvarende tilplantet område er ligeledes undersøgt på mere næringsfattig sandet landbrugsjord i Gejlvang ved Randbøl Hede i Sydjylland. Her indgik 5 rødgranbevoksninger i en tidsserie (plantet 1960, 1976, 1988, 1994, 1998).

Graf over nitratkoncentrationer i jordvand i 90 cm dybde — Figur 2. Nitratkoncentrationer i jordvand i 90 cm dybde under eg i Vestskoven med stigende bevoksningsalder (Hansen m.fl., 2007). Punkterne i figuren er årlige gennemsnit for tre måleområder per bevoksning i hvert af tre eller fire måleår (1999-2002). Variationen for årsgennemsnittet er vist ved streger. Den 200 år gamle egebevoksning i Ledøje Plantage er også plantet på jord, der har været opdyrket, men ikke gødet. Drikkevand må ikke indeholde mere end 50 mg/l, og det tilstræbes, at det ikke overstiger 25 mg/l.

Ved at måle nitratkoncentrationer i jordvæsken i 90 cm dybde i bevoksninger med forskelligt tilplantningsår inden for et lille område med samme jordbundsforhold, har det været muligt at undersøge den mere langsigtede udvikling i nitratkoncentrationen (figur 2) og i nitratudvaskningen (figur 3).

Nitratudvaskningen stiger efter 20-30 år

Resultaterne fra Vestskoven viser, at nitratkoncentrationerne hurtigt falder efter tilplantning og er lave i de unge bevoksninger efter kulturstadiet, men efter 20-årsalderen stiger koncentrationerne i bevoksninger med eg (figur 2). Der er stor variation, men som gennemsnit finder vi omkring 20 mg nitrat per l, hvilket svarer til en udvaskning af nitrat på ca. 8-10 kg per ha (figur 3). I den gamle egebevoksning i Ledøje Plantage var udvaskningen af nitrat lige så stor som i de to ældre egebevoksninger i Vestskovens tidsserie. De højeste nitratkoncentrationer i Vestskoven forekom i den ældste rødgran bevoksning (50 mg/l eller mere), mens de yngre rødgranbevoksninger stort set tilbageholdt alt nitrat (figur 2). På grund af større fordampning fra rødgran var udvaskningen i kg kvælstof per ha kun lidt højere fra ældre rødgran end fra eg (figur 3).

Graf over nitratudvaskning — Figur 3. Nitratudvaskning (kg N/ha/år) fra 90 cm dybde i 15 bevoksninger fra Vestskoven og Gejlvang med forskellig alder efter tilplantning på landbrugs- og gartnerijord. Gennemsnit for 2001-2 (Hansen m.fl., 2007).

På sandjorden i Gejlvang steg nitratkoncentrationerne ligeledes med alderen, dog til et væsentligt lavere niveau og udvaskningen var således mindre (figur 3). Den ældste rødgran-bevoksning i Gejlvang er fra 1960 og er sandsynligvis ikke gødsket i forbindelse med det forudgående landbrug, hvilket kan være en medvirkende årsag til den lille udvaskning.

Under landbrugsjord i omdrift er nitratkoncentrationen ofte over 50 mg/l og den gennemsnitlige udvaskning fra dansk landbrugsjord var i samme periode 50 og 75 kg kvælstof per ha per år for henholdsvis ler- og sandjord (Grant m.fl., 2007).

Konklusion

Udvaskningen af nitrat efter skovrejsning på tidligere landbrugsjord stiger efter kroneslutning, når kvælstofbehovet falder, og tilførslen af kvælstof fra luftforurening stiger. Den største udvaskning finder vi fra de ældste bevoksninger på de næringsrige jorde i Vestskoven og Ledøje mens udvaskningen var beskeden på de næringsfattige sandjorde i Gejlvang. Udvaskningen er som oftest højere end under eksisterende skov, men betydeligt lavere end fra landbrugsjord i omdrift.

Kilder

Hansen K., Rosenqvist L., Vesterdal L. & Gundersen P. 2007: Nitrate leaching from three afforestation chronosequences on former arable land in Denmark. Global Change Biology 13: 1250–1264.
Grant, R., Blicher-Mathiesen, G., Elbæk Pedersen, L., Jensen, P.G., Madsen, I., Hansen, B., Brüsch, W. & Thorling, L. 2007: Landovervågningsoplande 2006. NOVANA. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. - Faglig rapport fra DMU 640: 121s.

Videnblad nr.: 04.00-04
Forfattere: Karin Hansen, Per Gundersen, Lars Vesterdal og Lars Rosenqvist