Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen 5/2007 – Konsekvenser og muligheder ved Danmarks deltagelse i Kyoto-protokollens artikel 3.4 på landbrugsområdet

Konsekvenser og muligheder ved Danmarks deltagelse i Kyoto-protokollens artikel 3.4 på landbrugsområdet

1 Baggrund

1.1 Emissioner fra ændringer i arealanvendelse
1.2 Kyoto-protokollens artikel 3.4

FN’s klimakonvention blev underskrevet af 154 lande i Rio de Janeiro i 1992 og udgør den globale ramme for imødegåelse af menneskeskabte klimaændringer. Konventionens formål er at opnå en stabilisering af atmosfærens indhold af drivhusgasser på et niveau, som kan forhindre farlig indvirkning på klimaet. Inden for rammerne af klimakonventionen færdigbehandledes i 1997 den såkaldte Kyoto-protokol, der forpligtiger en række industrilande til en 5% reduktion i udledningen af drivhusgasser. Som følge af Kyoto-protokollen fra 1997 og den efterfølgende byrdefordelingsaftale i EU fra 1998 har Danmark en forpligtelse til i perioden 2008-2012 at have reduceret den gennemsnitlige årlige udledning af drivhusgasser (CO₂, metan, lattergas samt visse industrigasser) med 21% i forhold til basisåret 1990 (Anonym, 2003).

Inden for landbrugssektoren indgår opgørelserne af udledninger af metan og lattergas umiddelbart i den nationale opgørelse af drivhusgasemissionerne og dermed i reduktionsforpligtigelsen. Det stiller sig anderledes med de bidrag til CO₂-balancen, som skyldes ændringer i arealanvendelsen inden for landbrug og skovbrug, og som skyldes ændringer i den mængde kulstof, som er lagret i plantemateriale (vedmasse) og i organisk stof i jorden. Her kan der både være tale om emissioner ("sources"), hvis der sker en nedgang i lageret af kulstof, og om en reduktion af emissionerne ("sinks"), hvis lageret af kulstof øges.

I Kyoto-protokollen under UNFCCC skelnes mellem fluxe af CO₂ som kan tilskrives skovrydning, skovrejsning og gentilplantning (artikel 3.3), og fluxe af CO₂ som kan tilskrives ændret skovdyrkning og ændret dyrkning af landbrugsafgrøder og græsmarker (artikel 3.4). Metoderne til opgørelse af CO₂-fluxene er beskrevet af IPCC (1997) i afsnittet vedr. i LULUCF, og yderligere beskrevet i en "Good Practice Guidance for LULUCF" (IPCC, 2004).

Fluxene af CO₂ under artikel 3.3 vedrører kulstof, som lagres i de nye skoves vedmasse og jord. Da skovrejsning på tidligere landbrugsjord er den dominerende ændring i arealanvendelsen, er det udelukkende kulstoflagringen ved skovrejsning som er inddraget.

Fluxene under artikel 3.4 vedrører ændringer i vegetationens og jordens C-lager. Fluxen af C til og fra biomasse og mineraljord skal under Kyoto-protokollen opgøres efter et netto-netto princip, hvor fluxen beregnes som ændringshastigheden for C-lageret i opgørelsesperioden (2008-2012) minus ændringshastigheden for C-lageret i referenceåret (1990). Ændringshastigheden kan beregnes på forskellig vis, men metoden skal være den samme i opgørelsesperioden som i referenceåret. For landbrug indgår følgende potentielle kilder til CO₂-emission og CO₂-binding:

Nettoændring af indholdet af kulstof i mineraljord i forbindelse med ændringer i arealanvendelse og dyrkning. Denne post opgøres efter netto-netto princippet.
Nettoændring af jordens kulstoflager ved dræning og opdyrkning af organiske jorde eller ved retablering af vådområder.
Ændring af kulstofindhold i vedmasse i læhegn og frugtplantager.
Emission af CO₂ fra tilførsel af kalk til landbrugsjorden.

Denne rapport behandler ovennævnte fluxe under artikel 3.4. Der gives dels en gennemgang af de overordnede principper bag fluxene, metoderne til opgørelse af disse fluxe samt beregninger af fluxene fra 1990 frem til 2025. I disse beregninger indgår en række scenarier af effekter af mulige ændringer i arealanvendelsen. Desuden er der give en gennemgang af de rapporteringskrav, som deltagelse i artikel 3.4 medfører.

1.1 Emissioner fra ændringer i arealanvendelse

På verdensplan svarer puljen af C i landjordens vegetation til ca. 80% af C i atmosfærens CO₂, mens jordbunden indeholder godt dobbelt så meget C som atmosfæren. Den årlige udveksling af C mellem landjorden og atmosfæren svarer til 8% af atmosfærens samlede CO₂ mængde. Denne udveksling drives af planternes fotosyntese og den løbende nedbrydning af planterester og jordens organiske stof. Hertil kommer frigivelse af CO₂ ved afbrænding af plantemateriale.

Da forskellige typer vegetation fører til meget store forskelle i den mængde kulstof, der er lagret i vegetation og i jordens organiske stof, vil ændringer i arealanvendelse medføre ændringer i strømmene af kulstof til og fra jord og vegetation. Disse ændringer sker langsomt over årtier til århundreder fra én ligevægtstilstand til en anden. Ændringerne i arealanvendelse er ofte styret af menneskelige indgreb og derfor enten en kilde til CO₂ udledninger eller til lagring af CO₂.

Indholdet af organisk stof i jorden udgøres af rester af planter, dyr og mikroorganismer i alle nedbrydningsstadier, samt af forskellige omsætningsprodukter fra nedbrydningen. Hovedparten af jordens totale C-indhold er således bundet i organiske forbindelser. Danske undersøgelser i Kvadratnettet har vist, at de øverste 50 cm af dyrket jord i gennemsnit af mineraljord indeholder 110 t C ha^-1 (Heidmann et al., 2001). Organisk jorde med oprindelse i bl.a. højmoser eller ådale kan have et betydeligt højere indhold af C, med store variationer mellem steder afhængigt af oprindelse og dyrkningshistorie. Da der således er et betydeligt indhold af kulstof i de dyrkede jorde, kan selv små relative ændringer i indholdet få betydelige konsekvenser for netto-udledningerne.

1.1.1 Kulstof i mineraljorde i landbrugsmæssig drift

For en dyrket jord er indholdet af organisk stof udtryk for balancen mellem tilførsel og nedbrydning af organisk materiale i jordens forskellige organiske puljer. Samlet set er der grund til at antage, at en betydelig del (25-50%) af jordens organiske stof kan manipuleres inden for relativt korte tidsrum (< 25 år). Jordens samlede C-pulje udgøres af organisk stof med meget forskellig natur og omsættelighed. En væsentlig del er meget stabilt med halveringstider, der tælles i århundreder. Andre fraktioner omsættes med halveringstider, der strækker sig fra måneder til årtier. Mængden af organisk stof og dets fordeling på fraktioner af forskellig stabilitet afhænger af tidspunkt for opdyrkning, jordtype og dræningsforhold samt af driftsformen. En driftsform med hyppig brug af græsmarker, stor tilbageførsel af planterester og tilførsel af betydelige mængder husdyrgødning vil føre til en større lagring af C i jorden end en driftsform med intensiv kornavl og rækkeafgrøder, bortførsel af halm og brug af handelsgødning.

Dyrkningsjordens indhold af C kan principielt ændres på to måder; enten gennem tiltag, der påvirker den tilførte C mængde, eller gennem tiltag der påvirker omsætningen af C i jorden (Paustian et al., 1997). Mængden af C, der tilføres med planterester, påvirkes gennem valg af afgrøde og træart, tilbageførsel af planterester (f.eks. halm) og gødning (herunder husdyrgødning). Omsætningen af kulstof i jorden påvirkes via ændret mikroklima og jordstruktur, som er et resultat af afgrødevalg, jordbearbejdning, dræning, gødskning, vanding og kalkning.

Jordbearbejdningen medfører en fysisk forstyrrelse af jordens struktur, som vil øge omsætningen af organisk stof i jorden (Six et al., 2000). Årsagen er bl.a. en delvis opbrydning af aggregater, som har beskyttet organisk stof mod mikrobiel omsætning. Jordbearbejdningens stimulation af biologisk aktivitet afhænger af jordens aggregeringsgrad og tidspunktet for bearbejdningen, men også af mængden og sammensætningen af det fysisk beskyttede organiske materiale.

1.1.2 Emissioner fra organiske jorde i landbrugsmæssig drift

Vådområder (f.eks. moser og engarealer) indeholder en meget betydelig mængde kulstof, som omsættes i forbindelse med afvanding og landbrugsmæssig anvendelse af disse arealer. Dette fører til udledninger af både CO₂ og lattergas (N₂O). Der foreligger en enkelt dansk undersøgelse af kulstoftab på lavbundsjord. Her måltes et tab på 4,0-6,3 tons CO₂-C år^-1 fra højmosetørv efter afvanding (Pedersen, 1978).

I den danske jordklassificering er organiske jorde defineret som jorde med et indhold af organisk stof over 10%. Dette er noget lavere end den grænseværdi på 20%, som anvendes i IPCC-sammenhæng. Det må vurderes at IPCC's grænseværdi giver en mere entydig definition af de organiske jorde, som ved opdyrkning giver en betydelig udledning af CO₂. Derimod vil jorde med et højt indhold at organisk stof, men under 20%, modelmæssigt kunne behandles nogenlunde som mineraljorder.

1.1.3 Anden vegetation

Anden vegetation omfatter i denne sammenhæng den vegetation, som i det dyrkede landskab kan give anledning til binding eller udledninger af CO₂ som følge af ændringer i vedmassen, og som ikke betegnes som skov. Dette omfatter hegn og frugtplantager.

1.1.3.1 Hegn

Mængden af C bundet i hegn er ikke opgjort i Danmark. De danske hegn er ikke registret i større omfang og i langt de fleste tilfælde ej heller omfattet af fredning. Hegn bliver imidlertid indregnet under det dyrkede land eller permanente græsarealer, da de ikke falder ind under FAOs definition af skov.

Gennem de sidste 30 år har der været ønske om flere hegn i Danmark. Forskellige undersøgelser har vist at der har været en generel stigning i antallet af småbiotoper og hegn (Primdahl 1998). På finansloven er der afsat 16-30 mio. kr. om året til hegnsrejsning (LBK nr 17 af 18/01/1996). Tilskuddene til hegn administreres af Landsforeningen af Danske Planteforeninger. I emissionsopgørelsen til Klimakonventionen er valgt at inddrage bindingen i hegn rejst med statsstøtte og ikke private rejste hegn (Gyldenkærne et al., 2005). Hvert år siden starten af 70’erne er der rejst ca. 1000 km hegn med støtte. C bundet i hegn indgår i opgørelserne for arealanvendelsen for det dyrkede land. Da det ikke har været muligt at finde samlede opgørelser over den reelle stigning i hegn og småbiotoper kan det ikke afgøres om den generelle stigning er et udtryk for de statsstøttede hegn eller om dette også omfatter en stigning i privat rejste hegn.

1.1.3.2 Frugttræer og frugtbuske

Mængden af C bundet i frugttræer og -buske er opgjort efter Gyldenkærne et al. (2005) til ca. 0,22 mio. tons CO₂ svarende til ca. 7 t C i levende biomasse ha^-1. Arealet har været nogenlunde konstant siden 1990 og omfatter i dag ca. 8400 ha. Der har været en ændring indenfor erhvervet fra frugttræer over mod flere frugtbuske, som dog ikke har medført større ændringer i den bundne kulstofmængde. I opgørelserne er kun inddraget levende overjordisk og underjordisk biomasse. Jordens indhold af C i arealerne med frugttræer og -buske antages at være konstant over tid.

Der forventes ikke nogle større ændringer i arealet med frugttræer og –buske i fremtiden. Da de samtidigt udgør en meget lille del af den samlede C-pulje, er indvirkningen på Kyoto-opgørelsen lille.

1.1.4 Andet

1.1.4.1 Kalkning

Kalk tilføres jorden for at imødegå forsuring fra sur nedbør og brug af ammonium-holdigt husdyr- og handelsgødning. I Danmark tilføres kalk som kalcium-carbonat (CaCO₃). Jordbrugskalk til formålet opgraves mange steder i Danmark. I emissionsopgørelserne skal forbruget fordeles på det dyrkede areal, på permanent græs og på skov. I skovbruget anvendes kalk kun i meget begrænset omfang, ligesom forbruget på de permanente græsarealer er beskedent. Der findes dog ingen opgørelser over fordelingen, hvorfor hele forbruget er opgjort under det dyrkede areal og derfor i artikel 3.4 sammenhæng underlagt det dyrkede areal.

1.2 Kyoto-protokollens artikel 3.4

Kyoto-protokollen er tiltrådt af EU i rådsbeslutning 2002/358/CE. Der er i senere råds- og kommissions beslutninger (280/2004/EC) givet en beskrivelse af hvorledes Kyoto-protokollen skal implementeres i EU. Heraf fremgår at de enkelte medlemslande senest 15 januar 2006 skal indsende en oversigt over antropogene netto-udledninger af drivhusgasser ("sources and removal by sinks") i basisåret (1990). Dette er de såkaldte "assigned amounts". Medlemslandene skal endvidere inden for denne tidsfrist vælge om man ønsker at gøre brug af artikel 3.4 i Kyoto-protokollen sammen med information om hvordan det nationale system til emissionsopgørelser vil identificere de tilhørende landarealer. Dette skal omfatte en angivelse af de enkelte aktiviteter under artikel 3.4, som ønskes medtaget i Kyoto-forpligtelsen, og det skal angives hvorvidt der i forpligtelsesperioden (2008-2012) forventes en årlig afrapportering eller en afrapportering for hele for forpligtelsesperioden.

Kyoto-protokollens artikel 3.4 er konkretiseret i beslutninger fra COP7 i Marrakesh (UNFCCC 2002a,b,c). Disse beslutninger kan opsummeres i følgende punkter:

Opgørelsen må ikke omfatte fjernelse af CO₂ fra atmosfæren, som skyldes (a) øget CO₂ koncentration i atmosfæren over det førindustrielle niveau, (b) indirekte kvælstofdeposition, og (c) de dynamiske effekter af aldersstrukturer, som skyldes aktiviteter og praksis før referenceåret (1990).
Opgørelserne skal være i overensstemmelse med IPCC guidelines for nationale emissionsopgørelser.
Følgende områder kan enten til eller fravælges: ændringer dyrkningspraksis i skov (Forest management), ændringer i dyrkningspraksis for det dyrkede areal (Cropland management), ændringer dyrkningspraksis for permanente græsarealer (Grazing land management) samt Revegetation. Det sidste omfatter opvækst af levende biomasse på arealer har været eroderede og som ikke defineres som skov.
Det skal i indrapporteringen godtgøres, at emissionsændringerne skyldes menneskeskabte aktiviteter efter 1. januar 1990.
Når et areal først er indregnet under artikel 3.4, så vil det også skulle indgå i fremtidige forpligtelsesperioder.
Den nationale emissionsopgørelse skal sikre, at landarealerne under artikel 3.4 er identificerbare.
Opgørelserne vil blive gransket i overensstemmelse med artikel 8 i Kyoto-protokollen.

Det fremgår af artikel 3.7 i Kyoto-protokollen, at assigned amounts indbefatter antropogene udledninger af CO₂ og øvrige drivhusgasser i 1990 plus ændringer netto-emissioner af drivgasser fra ændringer i arealanvendelse og skovbrug i 1990 for de lande, hvor dette var en netto-kilde til emissioner. Det fremgår ikke af artikel 3.7, at nettoemissioner fra ændringer i kulstofbinding i jorden skal medtages i assigned amounts. UNFCCC (2002b, side 58) anfører således at der på dette område kun medregnes "deforestation" i assigned amounts.