Miljø- og Fødevareudvalget 2015-16
L 68
Offentligt
1601742_0001.png
Effekter af danske kvælstoftilførsler for
miljøtilstanden i danske vandområder
Notat fra DCE og DHI
Dato: 4. september 2015
Forfattere:
Karen Timmermann (AU) og
Anders Chr. Erichsen
(DHI)
Kvalitetssikring
DCE: Poul Nordemann Jensen
DHI: Anne Middelboe, Andreas Brogaard Buhl
1
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
1 Baggrund
DHI og DCE har beregnet indsatsbehov for alle danske vandområder i
forbindelse med 2. generation af vandområdeplanerne, hvilket er beskre-
vet i rapportserien
”Implementeringen af modeller til brug for vandforvaltnin-
gen. Modeller for Danske Fjorde og Kystnære Havområder – del 1-3” (Erichsen et
al. 2014, Erichsen & Kaas 2014, Timmermann et al. 2014).
Efterfølgende har
Miljø- og Fødevareministeriet efterspurgt en vurdering af, hvor meget den
enkelte indikator kan forventes at ændre sig (følsomhed), hvis de danske
N tilførsler ændres (dvs. svarende til ”den danske andel”, som er beskre-
vet i delrapport 2). I dette notat redegøres derfor for betydningen af dansk
kvælstof for de enkelte indikatorer i samtlige Vandrammedirektiv (VRD)
vandområder. Beregningerne er ikke identiske med beregningerne i del-
rapport 2. I delrapport 2 er der benyttet en metode der beskriver, hvor tæt
på målopfyldelse man kan komme i det enkelte vandområde, alene ved at
reducere på danske landbaserede N tilførsler, mens beregningerne i dette
notat angiver effekter (i %) på klorofyl, K
d
og TN koncentrationen som
følge af reduktioner i danske N tilførsler.
2 Introduktion
Betydningen af danske kvælstoftilførsler for miljøtilstanden varierer mel-
lem de enkelte vandområder. Denne variation skyldes en række faktorer
hvoraf opholdstid, ferskvandspåvirkning og dybdeforhold spiller en vig-
tig rolle. Dermed er der også forskel i effekten af kvælstof reduktioner
mellem vandområderne. I vandområder hvor miljøtilstanden primært sty-
res af kvælstof fra dansk opland, forventes en stor effekt af reducerede
kvælstoftilførsler, hvorimod effekten af reduktioner vil være mindre i de
vandområder hvor f.eks andre N-tilførsler (udenlandske kvælstofkilder
og atmosfærisk bidrag – hvoraf noget også stammer fra Danmark) påvir-
ker miljøtilstanden væsentligt.
Med baggrund i de udviklede statistiske og mekanistiske vandplansmo-
deller er det muligt at estimere effekten på VRD indikatorerne sommer-
klorofyl- og sommer-K
d
, foruden TN koncentrationerne, i de enkelte
vandområder af reducerede kvælstoftilførsler fra danske landområder.
Beregningerne er baseret på den modellerede respons (hældning) mellem
N tilførsler og indikatorerne. Model responsen (hældningerne) beskriver
størrelsen på ændringer i indikatorværdi som følge af en ændring i kvæl-
stoftilførsler. Desto større hældningen mellem tilførsler og indikatoren er,
desto mere tydelig vil en N reduktion slå igennem. Hældningerne er de-
fineret som en % ændring i indikator per % ændring i dansk N tilførsel.
Disse beregninger siger altså noget om den forventede effekt af reduktio-
ner i danske kvælstoftilførsler på miljøtilstanden vurderet ud fra de enkel-
te indikatorer. Beregningerne er imidlertid ikke et udtryk for, om vand-
områderne opnår målopfyldelse, eller hvor meget reduktion der skal til
for at opnå målopfyldelse. For at se hvilke samlede reduktioner, der skal
til for at Danmark opfylder egen andel af nødvendige kvælstofreduktioner
for at opnå målopfyldelse, henvises til delrapport 1.
2
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
3 Metode
Under arbejdet med at bestemme sommer-klorofyl mål i de danske vand-
områder (se Kaas et al., 2015) blev der foretaget en kategorisering af de
enkelte vandområder baseret på en vurdering af ferskvansafstrømningen.
Denne inddeling har vi bibeholdt i denne følsomhedsanalyser, og meto-
den til at kunne vurdere betydningen af dansk kvælstof i alle VRD vand-
områder består derfor overordnet af:
Inddeling af alle danske vandområder i 5 kategorier baseret på
graden af ferskvandpåvirkning, se Kaas et al., 2015, som indgår i
den danske typologi. De 5 kategorier er:
- Kategori 1: Åbent vand (n=36)
- Kategori 2: Lettere ferskvandspåvirkede vandområder (f.eks.
åbne fjorde/bugter) (n=53)
- Kategori 3: Meget ferskvandspåvirkede vandområder (f.eks.
lukkede fjorde) (n=17)
- Kategori 4: Ferskvandsdominerede vandområder (f.eks. Ran-
ders inderfjord) (n=8)
- Kategori 5: Slusefjorde (n=5)
Beregning af den gennemsnitlige respons (hældning) mellem dan-
ske N tilførsler og indikatorer for hver kategori ud fra de vandom-
råder, hvor der er opstillet specifikke mekanistiske og/eller stati-
stiske modeller.
De estimerede gennemsnitlige kategorirespons (hældninger) mel-
lem N tilførsler og indikatorer overføres til samtlige vandområder
baseret på typologien (se bilag 1). Vandområder med områdespe-
cifikke modeller har i dette notat også fået tildelt den kategorispe-
cifikke værdi, men der foreligger naturligvis områdespecifikke
hældninger for disse vandområder.
De hældninger som er benyttet i denne analyse stammer alle fra de områ-
despecifikke beregninger der ligger til grund for de endelige indsatsbe-
regninger. Disse beregninger er beskrevet i
(Erichsen & Kaas 2014, Tim-
mermann et al. 2014)
og den her beskrevne metode omfatter alene metoden
til at bestemme følsomheden af dansk kvælstof i alle danske vandområ-
der.
4 Resultater
Effekten af ændringer i danske kvælstoftilførsler (udtrykt ved hældnings-
koefficienter) for klorofyl, K
d
og TN koncentrationer i hver af de 5 vand-
områdekategorier fremgår af figur 1. Generelt ses at betydningen af dan-
ske kvælstofreduktioner falder jo mindre ferskvandspåvirket et vandom-
råde er, og dette gælder for både klorofyl- og K
d
indikatorerne samt for
TN koncentrationerne. F.eks. vil der i åbent-vandsområderne (kategori 1)
være en mindre effekt af kvælstofreduktioner på både klorofyl, K
d
og TN
end i de mere lukkede fjorde (kategori 3) og ferskvandsdominerede vand-
områder (kategori 4). Slusefjordene (Kategori 5) responderer generelt me-
get på ændrede kvælstoftilførsler. Ligeledes ses, at K
d
generelt er mindre
følsom overfor ændringer i dansk N end klorofyl og TN og at dette gælder
3
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
1601742_0004.png
for alle vandområdekategorier. Effekten af danske kvælstoftilførsler for
hhv. klorofyl og K
d
indikatorerne samt for TN koncentrationer i samtlige
vandområder fremgår af bilag 1. Selvom responsen på ændrede danske N
tilførsler i nogle (åben)vandsområder er relativt lav, viser resultaterne, at
der er en effekt af dansk N tilførsel i alle vandområder.
Klorofyl-a
Effekt af dansk N tilførsel
(%klorofyl/%N tilførsel)
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
2
Kategori
3
4
5
Effekt af dansk N tilførsel
(%kd/% N tilførsel)
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
2
Kd
Kategori
3
4
5
Effekt af dansk N tilførsel
(%TN/%N tilførsel)
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
1
2
TN
3
Kategori
4
5
Figur 1A.
Gennemsnitlig (±StDev) effekt af dansk N
tilførsel for klorofylindikatoren i de 5
vandområdekategorier (se tekst). Effekten
er udtrykt som % ændring i klorofylindi-
katoren pr. % ændring i N tilførsler og er
fremkommet ved modelberegnede relati-
oner (hældningskoefficienter) mellem N
tilførsler og klorofylindikatoren. Der ind-
går hhv. 29 (kat. 1), 16 (Kat. 2), 14 (kat. 3),
3 (kat. 4), og 2 (kat. 5) vandområder i be-
regningerne.
Figur 1B.
Gennemsnitlig (±StDev) effekt af dansk N
tilførsel for K
d
-indikatoren i de 5 vandom-
rådekategorier (se tekst). Effekten er ud-
trykt som % ændring i K
d
-indikatoren pr.
% ændring i N tilførsler og er fremkom-
met ved modelberegnede relationer
(hældningskoefficienter) mellem N tilførs-
ler og klorofylindikatoren. Der indgår
hhv. 29 (kat. 1), 16 (Kat. 2), 11 (kat. 3), 3
(kat. 4), og 3 (kat. 5) vandområder i be-
regningerne.
Figur 1C.
Gennemsnitlig (±StDev) effekt af dansk N
tilførsel for TN koncentrationen i de 5
vandområdekategorier (se tekst). Effekten
er udtrykt som % ændring i TN koncen-
trationen pr. % ændring i N tilførsler og
er fremkommet ved modelberegnede
relationer (hældningskoefficienter) mel-
lem N tilførsler og TN koncentrationen.
Der indgår hhv. 30 (kat. 1), 17 (Kat. 2), 15
(kat. 3), 5 (kat. 4), og 3 (kat. 5) vandområ-
der i beregningerne.
4
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
5 Referencer
Erichsen, A.C., Timmermann, K., Kaas, H., Markager, S., Christensen, J., and Murray, C. (2014). Implemen-
teringen af modeller til brug for vandforvaltningen. Modeller for Danske fjorde og kystnære Havområder
-Del 1. Metode til bestemmelse af målbelastning. DHI og Aarhus Universitet.
Erichsen, A.C. & Kaas, H. 2015: NST projektet ”Implementeringen af modeller til brug for vandforvaltnin-
gen”. Modeller for Danske Fjorde og Kystnære Havområder – Del 2. Mekanistiske modeller og metode til
bestemmelse af indsatsbehov. DHI.
Kaas, H., Timmermann, K., Erichsen, AC., Christensen, J., Murray, C. & Markager, S. (2015). Fastlæggelse
af klorofyl a grænseværdier i fjorde og kystområder ved brug af modelværktøjer DHI og Aarhus Universi-
tet.
Timmermann, K., Christensen, J., Murray, C. & Markager, S. 2015: NST projektet ”Implementeringen af
modeller til brug for vandforvaltningen”. Modeller for Danske Fjorde og Kystnære Havområder – Del 3.
Statistiske modeller og metode til bestemmelse af indsatsbehov. Aarhus Univesitet.
5
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
Bilag 1:
Effekter af danske kvælstoftilførsler (angivet ved hældningskoefficienter) for klorofyl indikatoren, K
d
in-
dikatoren og TN koncentrationen i alle danske VRD vandområder. Hældningskoefficienterne er opgivet
som % ændring i indikatorværdi pr. % ændring i N tilførsel fra dansk opland.
MMV
Omr ID
Vandområde navn
Kategori
Gennemsnitlig hældning
Klorofyl [%kloro-
fyl per %Nload]
0.21
K
d
[%Kd per
%Nload]
0.06
TN [%TN per
%Nload]
0.22
1
Roskilde Fjord, ydre
Roskilde Fjord,
indre
Nordlige Øresund
København Havn
Korsør Nor
Basnæs Nor
Holsteinsborg Nor
Isefjord, ydre
Skælskør Fjord og
Nor
Musholm Bugt,
indre
Sejerøbugt
Kalundborg Fjord
Smålandsfarvandet,
syd
Karrebæk Fjord
Dybsø Fjord
Avnø Fjord
Guldborgssund
Langelandsbælt, øst
Hjelm Bugt
Grønsund
Fakse Bugt
Præstø Fjord
Stege Bugt
Stege Nor
Østersøen, Born-
holm
Østersøen, Christi-
ansø
Nærå Strand
Dalby Bugt
2
2
6
9
16
17
18
24
25
26
28
29
34
35
36
37
38
41
44
45
46
47
48
49
56
57
59
61
3
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
3
2
2
2
1
1
1
1
2
2
2
1
1
3
3
0.68
0.09
0.09
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
0.09
0.21
0.21
0.68
0.21
0.21
0.21
0.09
0.09
0.09
0.09
0.21
0.21
0.21
0.09
0.09
0.68
0.68
0.24
0.03
0.03
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.03
0.06
0.06
0.24
0.06
0.06
0.06
0.03
0.03
0.03
0.03
0.06
0.06
0.06
0.03
0.03
0.24
0.24
0.55
0.10
0.10
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.10
0.22
0.22
0.55
0.22
0.22
0.22
0.10
0.10
0.10
0.10
0.22
0.22
0.22
0.10
0.10
0.55
0.55
6
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
62
63
64
65
68
69
70
71
72
74
75
76
78
80
81
82
83
84
85
86
87
89
90
92
93
95
96
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
113
114
119
Lillestrand
Nakkebølle Fjord
Skårupøre Sund
Thurøbund
Lindelse Nor
Vejlen
Salme Nor
Tryggelev Nor
Kløven
Bredningen
Emtekær Nor
Orestrand
Gamborg Nor
Gamborg Fjord
Bågø Nor
Aborgminde Nor
Holckenhavn Fjord
Kerteminde Fjord
Kertinge Nor
Nyborg Fjord
Helnæs Bugt
Lunkebugten
Langelandssund
Odense Fjord, ydre
Odense Fjord, indre
Storebælt, SV
Storebælt, NV
Genner Bugt
Åbenrå Fjord
Als Fjord
Als Sund
Augustenborg Fjord
Haderslev Fjord
Juvre Dyb, tide-
vandsområde
Avnø Vig
Hejlsminde Nor
Nybøl Nor
Lister Dyb
Flensborg Fjord,
indre
Flensborg Fjord,
ydre
Vesterhavet, syd
2
3
2
2
2
4
4
4
2
3
3
2
4
2
2
3
3
3
2
3
2
2
1
3
3
1
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
1
0.21
0.68
0.21
0.21
0.21
1.03
1.03
1.03
0.21
0.68
0.68
0.21
1.03
0.21
0.21
0.68
0.68
0.68
0.21
0.68
0.21
0.21
0.09
0.68
0.68
0.09
0.09
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
0.21
0.09
0.21
0.21
0.21
0.09
0.21
0.21
0.09
0.06
0.24
0.06
0.06
0.06
0.26
0.26
0.26
0.06
0.24
0.24
0.06
0.26
0.06
0.06
0.24
0.24
0.24
0.06
0.24
0.06
0.06
0.03
0.24
0.24
0.03
0.03
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.06
0.03
0.06
0.06
0.06
0.03
0.06
0.06
0.03
0.22
0.55
0.22
0.22
0.22
0.73
0.73
0.73
0.22
0.55
0.55
0.22
0.73
0.22
0.22
0.55
0.55
0.55
0.22
0.55
0.22
0.22
0.10
0.55
0.55
0.10
0.10
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
0.10
0.22
0.22
0.22
0.10
0.22
0.22
0.10
7
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
120
121
122
123
124
125
127
128
129
130
131
132
133
135
136
137
138
139
140
141
142
144
145
146
147
154
Knudedyb tide-
vandsområde
Grådyb tidevands-
område
Vejle Fjord, ydre
Vejle Fjord, indre
Kolding Fjord, indre
Kolding Fjord, ydre
Horsens Fjord, ydre
Horsens Fjord,
indre
Nissum Fjord, ydre
Nissum Fjord, mel-
lem
Nissum Fjord, Fel-
sted Kog
Ringkøbing Fjord
Vesterhavet, nord
Randers Fjord,
Grund Fjord
Randers Fjord,
Randers-Mellerup
Randers Fjord, ydre
Hevring Bugt
Anholt
Djursland Øst
Ebeltoft Vig
Stavns Fjord
Knebel Vig
Kalø Vig, indre
Norsminde Fjord
Århus Bugt, Kalø og
Begtrup Vig
Kattegat, Læsø
Nissum Bredning,
Thisted Bredning,
Kås Bredning, Løg-
stør Bredning, Nibe
Bredning og Lange-
rak
Bjørnholms Bugt,
Riisgårde Bredning,
Skive Fjord og Lovns
Bredning
Hjarbæk Fjord
Mariager Fjord,
indre
Mariager Fjord,
ydre
1
1
2
3
2
2
2
2
5
5
5
5
1
4
4
3
1
1
1
2
2
2
2
3
2
1
0.09
0.09
0.21
0.68
0.21
0.21
0.21
0.21
0.81
0.81
0.81
0.81
0.09
1.03
1.03
0.68
0.09
0.09
0.09
0.21
0.21
0.21
0.21
0.68
0.21
0.09
0.03
0.03
0.06
0.24
0.06
0.06
0.06
0.06
0.40
0.40
0.40
0.40
0.03
0.26
0.26
0.24
0.03
0.03
0.03
0.06
0.06
0.06
0.06
0.24
0.06
0.03
0.10
0.10
0.22
0.55
0.22
0.22
0.22
0.22
0.69
0.69
0.69
0.69
0.10
0.73
0.73
0.55
0.10
0.10
0.10
0.22
0.22
0.22
0.22
0.55
0.22
0.10
156
3
0.68
0.24
0.55
157
4
1.03
0.26
0.73
158
159
160
5
4
2
0.81
1.03
0.21
0.40
0.26
0.06
0.69
0.73
0.22
8
 L 68 - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 62: Spm. om oversendelse af al korrespondance mellem kvælstofudvalget og forskere og forskningsinstitutioner m.fl., til miljø- og fødevareministeren
165
200
201
204
205
206
207
208
209
212
213
214
216
217
219
221
222
224
225
Isefjord, indre
Kattegat, Nordsjæl-
land
Køge Bugt
Jammerland Bugt
Kattegat, Nordsjæl-
land >20 m
Smålandsfarvandet,
åbne del
Nakskov Fjord
Femerbælt
Rødsand
Faaborg Fjord
Torø Vig og Torø
Nor
Det Sydfynske Øhav
Lillebælt, syd
Lillebælt, Brednin-
gen
Århus Bugt syd,
Samsø og Nordlige
Bælthav
Skagerak
Kattegat, Aalborg
Bugt
Nordlige Lillebælt
Nordlige Kattegat,
Ålbæk Bugt
2
1
1
1
1
1
2
1
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
0.21
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.21
0.09
0.21
0.21
0.21
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.09
0.06
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.06
0.03
0.06
0.06
0.06
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.03
0.22
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.22
0.10
0.22
0.22
0.22
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
9