Vilka funktioner behöver jordbruket bidra med – om vi ska hålla oss inom planetens gränser

Vilka funktioner behöver jordbruket bidra med –

om vi ska hålla oss inom planetens gränser

Datum: 2020-06-17

Kursnamn: Miljövetenskap, självständigt arbete för kandidatexamen

Författare: Amanda Wendlemyr Handledare: Johanna Björklund

Godkänd den:

Kursnummer: MX107G Betyg:

Sammanfattning

Det överutnyttjande som idag sker av planetens resurser i kombination med klimat och -miljöpåverkan tär på världens ekosystem. Jordbruket är en bidragande faktor till de klimatrelaterade förändringar vi ser idag så som temperaturökningen i hav och land, förlust av biologisk mångfald och nedbrytning av land.

Syftet med denna studie är att undersöka vilka funktioner jordbruket behöver bidra med för att hålla oss inom planetens gränser. Men att också undersöka vilka

produktionsmetoder det finns i jordbruket som har potential att möta detta. För att ta reda på detta så har en litteraturundersökning utförts. Fokus ligger på de definierade planetära systemgränser vi vet har överskridits vilket är biologisk mångfald, markanvändning, klimatförändring och biogeokemiska cykeln av kväve och fosfor.

Några av de funktioner jordbruket behöver bidra med för att hålla oss inom planetens systemgränser är; habitat för vilda arter inom olika funktionella grupper för att trygga generering av ekosystemtjänster, genetisk mångfald inom vilda och domesticerade arter, ett heterogent landskap med en variation av biotoper, bevara markens långsiktiga tt heterogent landskap med en variation av biotoper, bevara markens långsiktiga jordbruket ska kunna bidra till dessa funktioner så kan metoder som minskad plöjning, minskad användning av kemiska bekämpningsmedel och handelsgödsel användas. Även att bevara bördig mark, bygga naturliga miljöer, tillföra organiskt material och att odla perenna och marktäckande grödor är några av de metoder som kan bidra till jordbrukets viktiga funktioner.

Nyckelord: Planetens gränser, jordbruksmetoder, hållbar livsmedelsproduktion, biologisk mångfald, markanvändning, klimatförändring, kretslopp

Innehållsförteckning

2.4 Biogeokemiska flöden av kväve och fosfor ... 7

3. Syfte och frågeställningar ... 9

4. Metod ... 9

4.1 Avgränsningar ... 9

4.2 Urval ... 9

5. Resultat ... 10

5.1 Bevara och bygga biologisk mångfald ... 12

5.2 Jordbruksmark behöver binda kol ... 14

5.3 Hållbar markanvändning och kretslopp i jordbruket ... 15

6. Resultat diskussion ... 18

7. Slutsats ... 22

8. Referenser ... 24

9. Bilaga 1 ... 36

1

1. Introduktion

Att vi står inför miljö – och klimatrelaterade utmaningar är ett faktum (IPCC, 2019, IPBES, 2018). Sedan början av industriella revolutionen har människan drivit planeten från den geologiska epoken holocen mot den geologiska epoken antropocen vilket innebär att vi befinner oss i en epok då människans påverkan på jorden är så stor att vi allvarligt stört grundparametrar för livet på jorden (Rockström et al., 2009). Utsläpp av koldioxid, överutnyttjande av mark och utrotandet av arter har påverkat jordens balans och

återhämtningsförmåga (ibid). I dagens intensiva jordbruk sker ett överutnyttjande av jordens resurser vilket bidrar till flera av de klimatrelaterade problem vi nu står inför, så som den förstärkta växthuseffekten (IPCC, 2019, Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009). Effekten av den globala uppvärmningen innebär att kolinlagringen i landbaserade ekosystem och hav blir mindre effektiv (Naturvårdsverket, 2014). Vid en fortsatt global uppvärmning så sker stora förändringar i ekosystemens funktioner, vilket får negativa effekter på viktiga parametrar som behövs för liv på jorden (Rockström et al., 2009). Vi vet idag att flera definierade gränser för vad planetens ekosystem klarar av har överskridits eller är på väg att överskridas (Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009). Jordbruket är den största kraften bakom flera miljöhot så som klimatförändringen, förlust av biologisk mångfald och nedbrytningen av land (Foley et al., 2011, Rockström et al., 2009). Därför är det intressant att undersöka vilka jordbruksmetoder som kan bidra med positiva funktioner och därmed bidra till att hålla oss inom planetens gränser.

2. Teoretiskt ramverk

Begreppet planetens gränser togs fram av en internationell forskargrupp för att definiera kritiska gränsvärden för planeten för att kunna säkra människans framtid på jorden (Rockström et al., 2009). Gränserna beskriver hur biofysiska processer och system reglerar jordens stabilitet, som global uppvärmning och biologisk regering (Rockström et al., 2009). Håller vi oss inom planetens gränser så kan stabila tillstånd på jorden

upprätthållas (Steffen et al., 2015). Gränserna fokuserar på mänskligt orsakade miljö och klimatförändringar och beskriver hur läget ser ut på vår jord (ibid). Man kan se det som planetens spelplan för mänskligheten där gränserna inte får överskridas för att säkra vår framtid. Det finns nio planetära gränser definierade med gränsvärden för planetens system

2

(Steffen et al., 1015). Systemen är de processer som reglerar hela jordens stabilitet och resiliens – de reglerar samspelet mellan mark, hav, atmosfär och biologisk mångfald som tillsammans skapar förutsättningar för liv på jorden (ibid). Ett högt tryck på någon av dessa system kan orsaka stora förändringar på vår planet som tillexempel den

temperaturhöjning vi ser idag (ibid). För att klara av en framtida livsmedelsförsörjning med en ökande befolkning på jorden behöver vi värna om jordens resurser och

produktionen av mat behöver bli mer hållbar så att belastningen på jord, luft och vatten hålls så låg som möjligt (Jordbruksverket, 2018). Det intensiva jordbruket påverkar idag flera system inom planetens gränser (Foley et al., 2011). Hållbart jordbruk är alltså en fundamental del för att vi ska lyckas hålla oss inom planetens gränser (Steffen et al., 2015).

Idag uppskattas fyra av de planetära gränserna ha överskridits; förändringar i biogeokemiska flöden av kväve och fosfor, förlust av biologisk mångfald, förändrad markanvändning och påverkan på jordens klimat (biogeokemiska cykeln av kol) (Steffan et al., 2015). I de planetära gränserna ingår också; koncentration av ozon, global

färskvattenanvändning, havsförsurning, kemiska föroreningar (koncentration av giftiga substanser, tungmetaller, plaster) och atmosfärisk aerosol (Steffan et al., 2015). Viss forskning tyder även på att systemgränsen för färskvatten är överskriden (Jaramillo & Destouni, 2015 a, b, Campbell et al., 2017) eller är på väg att överskridas (Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009). Även om detta inte är fastslaget på ett globalt plan så är det definitivt fallet i vissa delar av världen (Campbell et at., 2017). För att avgränsa denna litteraturstudie så kommer studien att utgå från de gränser vi vet har överskridits (Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009).

2.1 Biologisk mångfald

Biologisk mångfald är ett samlingsbegrepp för variationen av arter och livsmiljöer, samt en variation inom arter (FN:s konvention om biologisk mångfald, 2010). Biologisk mångfald i jordbruket innefattar både vilda växter och djur samt odlade växter och jordbruksdjur (Jordbruksverket, 2018). En varierad artrikedom är en viktig

ekosystemtjänst i sig men också grunden för ekosystemtjänster som vattenrening, kvävefixering, kolets kretslopp, nedbrytning av organiskt material och pollinering (Naturvårdsverket, 2013). En biologisk mångfald är en förutsättning för upprätthållandet

3

av ekologiska system och tjänster och grunden för människans existens och välmående (IPBES, 2018). Naturens nyttor – ekosystemtjänsterna – bidrar bland annat med mat, mediciner, bränsle, fibrer, trä, pollinering, rent vatten, ren luft och inbindning av kol (ibid). Orsaker till en förändrad biologisk mångfald grundar sig i mänsklig påverkan så som utvidgning av ny jordbruksmark, intensivare jordbearbetning och kemisk besprutning av fält (Rockström et al., 2009). Den ökade efterfrågan på livsmedel, vatten och

naturresurser orsakar allvarliga förändringar i ekosystemtjänsterna (ibid). Nya odlade fält och betesmarker expanderar globalt och sträcker sig allt oftare in i områden där det ersätter naturliga ekosystem och viktiga habitat (Foley et al., 2011).

I Sverige ger jordbruket förutsättningar för en hög biologisk mångfald eftersom den bidrar med en variation av miljöer i landskapet då Sverige annars till stor del är täckt av skog (Jordbruksverket, 2019, Berglund, Gillard, Björkman & Persson, 2007). Naturbetesmarker bidrar tillexempel till ett mer heterogent landskap vilket gynnar den biologiska

mångfalden (Benton et al., 2003). Jordbruket har historiskt sett gett upphov till en hög biologisk mångfald men det moderna brukandet av jorden med ogynnsamma

produktionsmetoder, färre betande djur, upphört småjordbruk och exploatering har orsakat en minskning av den biologiska mångfalden (Naturvårdsverket, 2013, Jordbruksverket, 2019).

Art databankens rödlista på växter och djur visar på en negativ trend för den biologiska mångfalden i Sverige och att hastigheten på förlorad mångfald har ökat (Eide et al., 2020). I Sveriges jordbrukslandskap finns idag 1600 rödlistade arter (ibid). Att bibehålla en mångfald av arter spelar en avgörande roll både nu och inför framtida krav på jordbruket (Evans et al., 2018). En drastisk nedgång av tillexempel pollineringstjänster skulle innebära en förändrad diet för oss människor och en oproportionerlig ökning av jordbruksmark för att ersätta förlorade grödor (ibid).

2.2 Förändrad markanvändning

Förändrad markanvändning är en orsakande drivkraft bakom allvarliga minskningar av biologisk mångfald, inbindning av koldioxid och naturliga vattenflöden samt en orsak till en ökad användning av kväve och fosfor i jordbruket (Steffen et al., 2015). Att naturliga biotoper omvandlas för mänskligt bruk sker över hela jorden, dessa förändringar kan

4

upplevas som relativt små på lokal skala men tillsammans kan effekterna orsaka stora konsekvenser för jordens system (Steffen et al., 2015). Förändring av mark sker bland annat när gräsmark, våtmark och skog ersätts av odlingar och betesmark för djur, men även urbanisering och infrastrukturbygge har en stor påverkan (Steffen et al., 2015).Det intensiva brukande av jorden har fram tills idag bidragit med stora förändringar av markens bördighet vilket orsakat negativa effekter för viktiga ekosystemtjänster (Crenna, Sala, Polce & Collina, 2017, Steffen et al., 2015). Forskning visar att en fortsatt negativ påverkan kan leda till att nya planetära gränser överskrids (Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009).

Jordbruket täcker idag cirka 38 procent av jordens landyta vilket gör den till den största användningen av mark på planeten (Foley et al., 2011). Idag expanderar jordbruket främst i tropikerna, där skog ersätts av ny jordbruksmark (ibid). Denna utvidgning är oroande med tanke på att tropiska skogar är rika reservoarer för biologisk mångfald och binder in en stor del av atmosfärens koldioxid (ibid). Steffen et al (2015) satte därför en

kontrollvariabel för markanvändning med en gräns på att minst 75 procent av jordens markyta ska vara täckt av skog eftersom mängden mark täckt av skog har en stark koppling med den pågående klimatförändringen som i sin tur påverkar flera av jordens livsviktiga funktioner. Systemgränsen för markanvändning tar hänsyn till mängden mark som tas i bruk och till vilka funktioner den har för jordens ekosystem (Rockström et al., 2009). Om mänskligheten ska kunna möta en ökad efterfråga på livsmedel och biobränsle så kommer den totala avkastningen få en större betydelse och jordbruket behöva utvidgas (ibid). Detta innebär att mark som idag exploateras av bland annat vägar, industrier och bostadshus kommer bli allt mer avgörande att bevara för odling (Rockström et al., 2009). I Sverige har modernisering av jordbruket lett till en förändrad landskapsbild då värdefulla miljöer som ängs- och betesmark till största del har försvunnit (Jordbruksverket, 2019 Sveriges officiella statistik). Av Sveriges totala landareal är idag cirka 7% täckt av jordbruksmark (övergripande begrepp för åkermark, ängs- och betesmark) (SCB, 2019). Sedan 50-talet har mer än 25 procent av den svenska åkermarken (mark som används till växtodling) försvunnit samtidigt som befolkningen ökat vilket vi kompenserar genom att importera livsmedel (Jordbruksverket, 2018). Enligt SCB (2019) så minskade Sveriges åkermark med en miljon hektar mellan år 1950–2015. Sverige har alltså ett underskott på åkermark för att kunna täcka vår konsumtion av mat (Formas fokuserar, 2010). Med en

5

ökande befolkning kommer efterfrågan på mat och biodrivmedel öka vilket i framtiden bedöms leda till att jordbruksmarkens värde ökar vilket kommer ställa krav på en mer effektiv och hållbar produktion i Sverige (Jordbruksverket, 2018).

3. Klimatförändring

Vi har idag gått över planetens ekologiska gräns för klimatförändring, en viktig fråga är hur länge vi kan hålla oss över denna gräns innan stora, irreversibla förändringar blir helt oundvikliga (Rockström et al., 2009). De ökade utsläppen har lett till att koncentrationen av koldioxid i atmosfären ökat vilket har ett tydligt samband med de temperaturökningar vi ser idag (IPCC, 2019). Jordbruksjordar är en av källorna till koldioxid d.v.s. de släpper ut mer koldioxid än de binder in vilket påverkar klimatet (Steffen et al., 2015). Forskning visar att en ökad halt koldioxid i atmosfären påverkar flera av de funktioner som håller jordens klimatsystem i schack, ett exempel på detta är förlust av polarhavsisen vilket orsakar ett varmare tillstånd med högre havsnivåer på planeten (Steffan et al., 2015). Polarhavsisen är en ytterst viktig funktion som reflekterar bort viss solinstrålning från jorden, försvinner den så kommer värmen i högre grad att absorberas av marken vilket leder till ökad uppvärmning (ibid). En annan tröskel som påskyndar jordens uppvärmning är den fortsatta försvagningen av naturliga kolsänkor vilket bland annat sker genom den pågående avskogningen av världens regnskogar och genom temperahöjningen i hav (ibid). Att temperaturen stiger i haven påverkar dess förmåga att binda in koldioxid, ett varmare hav binder in mindre av atmosfärens koldioxid (ibid). Effekten av klimatförändringen innebär att temperaturen på jorden stiger vilket får flera efterföljande konsekvenser för jordens system och kan innebära att delar av världens jordbruksproduktion slås ut i allt snabbare grad på grund av bland annat ökenspridning och otillräcklig tillgång till färskvatten (Rockström et al., 2009).

Färskvattentillgången påverkas starkt av den klimatförändring som sker vilket gör att dessa två systemgränser ofta kopplas samman med varandra (Steffen et al., 2015). Jordbruket är och kommer även fortsätta vara den globalt största konsumenten av

färskvatten (Steffen et al., 2015, Rockström et al., 2009, Campbell et al., 2017). Mängden vatten som behövs för att producera mat beror på vad som odlas och produktionsmetod (Campbell et al., 2017, Steffen et al., 2015). En växande befolkning och en ökad konsumtion av kött innebär en högre åtgång av färskvatten (ibid). Tillväxten av

6

boskapsproduktionen ökar vattenförbrukningen främst på grund av vattenåtgång till att odla grödor som används till foder åt boskapsdjur (Campbell et al., 2017). Vi vet idag att tillgången till färskvatten sjunker, fortsätter vi i samma riktning så räknar forskare med att en halv miljard människor till år 2050 kommer påverkas hårt av detta (Steffen et al., 2015). Minskad tillgång till färskvatten skapar även problem för livsavgörande system på jorden och kan orsaka konsekvenser som minskad mängd naturliga vattendrag och sjöar, förändring av mark, och vattenstress i stora delar av världen (Jaramillo & Destouni, 2015 a, b, Campbell et al., 2017). Viss forskning visar på att systemgränsen för

färskvattenanvändningen redan är överskriden (Jaramillo & Destouni, 2015 a, b, Campbell et al., 2017). Detta är inte fastslaget på ett globalt plan men forskning visar på en hög brist på färskvatten i stora delar av världen (Campbell et at., 2017).

I Sverige väntas klimatförändringarna ge större variationer i nederbörd med större variationer i vattentillgång som följd (Jordbruksverket, 2018). Varmare somrar kommer öka behovet av bevattningssystem under torra perioder och den mer intensiva nederbörden kommer ställa högre krav på jordbruket att både leda bort och hålla kvar vatten (ibid). Översvämningar och torka kommer bli en allt vanligare syn i och med klimatförändringen vilket ställer stora krav på framtidens jordbruk (ibid).

Utsläpp av koldioxid som bidrar till klimatförändringen är alltså idag ett stort hot mot livsmedelssäkerheten (IPCC, 2019). De främsta orsakerna till utsläpp av koldioxid från jordbruket sker från så kallade mulljordar på före detta våtmarker, vid tillverkning av konstgödsel och vid förbränning av fossila bränslen tillexempel i form av diesel i traktorer eller olja till andra insatser (Jordbruksverket, 2018). Jordbruket bidrar inte bara till utsläpp av växthusgaser i form av koldioxid utan också genom lustgas- och metangasavgång (Jordbruksverket, 2018). Den största källan till utsläpp av metan och lustgas kommer från jordbrukets stallgödsel och den gödslade åkermarken (Jordbruksverket, 2018). Metan frigörs även vid hantering och brytning av fossilt bränsle och från idisslande djur (källa). Lustgas är en molekyl som också är med och bryter ned det atmosfäriska ozonet vilket leder till en ökad UV instrålning på jorden som har en direkt påverkan på klimatet (Naturvårdsverket, 2019). En stor orsak till att utsläpp av lustgas ökar beror på en ökad kväveanvändning i jordbruket som tillexempel ökad användning av industriellt framställt handelsgödsel vilket består av lättlösliga salter - kväve, fosfor och kalium (ibid).

7

4. Biogeokemiska flöden av kväve och fosfor

De biogeokemiska flödena av kväve och fosfor har förändrats radikalt av människan under senare tid (Rockström et al., 2009). De främsta drivkrafterna bakom detta är den ökade användningen av fossila bränslen, gödselproduktion och utspridning av

handelsgödsel samt intensivare jordbearbetning (ibid). Kväve och fosfor är två näringsämnen som behövs för växttillväxt, men när en överdriven mängd av ämnena spridds ut på åkrarna kan inte växternas rötter ta upp allt vilket leder till övergödning i hav och sjöar (Steffen et al., 2015). Växttillgängligt kväve är det ämne som oftast begränsar skörden, såväl i Sverige som globalt (Naturvårdsverket, 2003). Växttillgängligt kväve består oftast av nitratkväve som binds dåligt i marken vilket innebär att mycket utav nitratkvävet förloras i samband med regn och snösmältning och kan då rinna ut i vattendrag, men också till luften som kvävgas och lustgas genom denitrifikation (ibid). En betydande del av den utspridda kväve och fosforn hamnar idag till slut i både sjöar och hav vilket driver marina och vattenlevande system över deras egna ekologiska gränser (Rockström et al., 2009, Steffen et al., 2015). Att kväve och fosfor läcker ut från

åkermarker till angränsande vattendrag påverkas bland annat av jordart, vilken gröda som odlas, nederbörd, bevattning, skörd och gödsling (Jordbruksverket, 2020). Övergödning är idag ett stort problem över hela världen och orsakar bland annat algblomning, syrebrist och bottendöd på grund utav den alltför höga näringsförsörjningen i vattnet (Rockström et al., 2009). Även utsläpp av avloppsvatten och förbränning av fossila bränslen bidrar till övergödning (Lam, Zlatanovic, Hoek, 2020).

Jordbrukets utveckling med möjligheten till inköp av handelsgödsel och större gårdar med fler boskapsdjur är några av källorna till förändrade flöden av fosfor. Det har även skett en förflyttning av fosfor då näringen transporteras till städer. Från staden cirkulerar inte näringen tillbaka i kretsloppet i form av fosfor från vegetabilier eller animalier vilket innebär att vi inte har ett cirkulärt kretslopp när de gäller näring mellan stad och land. Även att åkrarna gödslas allt intensivare är en bidragande faktor till ett förändrat flöde av fosfor då det bidrar till ökat näringsläckage från åkrar (Scholz & Wellmer, 2019).

Forskning visar att fosfor läckt ut från marker till vattendrag så länge vi har haft

människor samlade i städer och där vi bland annat inte konsekvent tagit tillvara på fosfor från avlopp (Lam et al., 2020). Idag sker en rening av avloppsvattnet i våra

8

(recipienterna) som tar emot dagvatten och renat avloppsvatten (Scholz & Wellmer, 2019, Lam et al., 2020). I avloppsreningsverk sker en rening av vattnet och fosforn fälls ut antingen kemiskt eller behandlas biologiskt (Naturvårdsverket, 2012). I den kemiska reningen av avloppsvatten tillsätts aluminiumklorid som då främst fäller ut fosforn (ibid). Detta innebär att en stor del av fosforn hamnar i slammet istället för i det renade

avloppsvattnet (ibid). Slammet som bildas efter rening deponeras eller används i vissa fall till gödsling genom att det återförs till åkermark (Naturvårdsverket, 2002). Men en stor del av slammet sprids idag ej ut på åkrarna på grund av det höga innehållet av olika

föroreningar. Reningsverken är inte primärt byggda för att fånga upp miljögifter, beroende på ett ämnes karaktär kan det mer eller mindre brytas ned i reningsprocesserna eller så fångas det upp i slammet (Naturskyddsföreningen, u.å). Därför hittar man idag farliga kemikalier i slam som tillexempel; PCB, bromerade flamskyddsmedel, ftalater, perfluorerade ämnen samt kadmium och silver. I en undersökning som gjordes på sju reningsverk i Sverige kunde man hitta 25% av studerade kemikalier och kemikaliegrupper i slammet, totalt 282 ämnen (Naturskyddsföreningen, u.å). Kemikalieinspektionen

bedömer att innehållet av kemikalier i slam kommer fortsätta att vara problematiskt inom överskådlig tid och är tveksam till fosforåterföring genom slamspridning på grund av det höga innehållet av föroreningar (Kemikalieinspektionen, 2014 & Naturskyddsföreningen, u.å).

Fosfor räknas idag som en ändlig resurs vilket innebär att vi en dag kan nå det som kallas ”Peak fosfor”, vilket indikerar att mängden brytbart fosfat kan komma att bli lägre än den mängd som idag bryts och används för konstgödsling (Scholz & Wellmer, 2019). Detta kan få förödande konsekvenser i och med den idag höga användningen av handelsgödsel (ibid). I mitten av 1970-talet hade fosforgödslingen ett maximum då gödslingen var 30 kg fosfor per hektar i Sverige, (Formas Fokuserar, u.å). Efter denna period har det gjorts insatser för att minska användningen av konstgödsel, idag rekommenderas en

behovsanpassad användning då en jord med tillräcklig fosforhalt bara ska ersättas med den fosfor man för bort med skörden (Formas Fokuserar, u.å).

9

5. Syfte och frågeställningar

Syftet med studien är att undersöka vilka funktioner jordbruket behöver bidra med för att hålla oss inom planetens gränser. Men även att undersöka vilka produktionsmetoder det finns i jordbruket som har potential att möta detta.

6. Metod

Undersökningen har gjorts i form av en litteraturstudie. Materialet har samlats in genom en systematisk litteraturgenomgång med en begränsning på antal databaser och sökord. En systematisk litteraturgenomgång är en omfattande metod för att uppnå en hög grad av replikerbarhet, transparens och vetenskaplighet vid genomgången av litteratur (Bryman, 2016). Artiklarna är vetenskapligt granskade och finns i fulltext.

7. Avgränsningar

Jag har valt att avgränsa min litteraturundersökning utifrån mitt teoretiska ramverk där fokus ligger på de planetära gränser vi vet har överskridits, av den anledningen har jag valt att inte inkludera färskvatten. Utifrån de planetära gränserna ville jag sedan i mina sökningar efter relevant litteratur ta reda på vilka funktioner jordbruket behöver ha för att bidra till att hålla oss inom de överskridna gränserna.

Jag har valt att begränsa mig till databasen Web of Science som går att finna i Örebro universitetsbiblioteks söktjänst. Jag har även valt att inkludera artiklar som hittats i andra artiklars referenser och sökningar på forskare med relevant forskningsområde har

genomförts. Som komplement till artiklarna har jag också inhämtat information på organisationers och myndigheters webbsidor.

8. Urval

Då syftet med studien är att undersöka vilka funktioner jordbruket behöver ha för att hålla oss inom planetens gränser gjordes sökningar för att hitta artiklar gällande detta. Sökordet ”Agriculture” har använts i flera sökningar i kombination med ”planet boundaries”, ”landsystem”, ”preserve”, ”landsystem change”, ”biodiversity”, ”conservation”, ”carbon sequestration”, ”climate change”, ”nitrogen” och ”phosphorus”. ”And” och ”or” har

10

använts för att öka sökresultatens relevans. Sökningen redovisas i bilaga 1. Utifrån mina sökningar togs ett antal artiklar fram och artiklarnas respektive sammanfattning lästes igenom för att skapa en uppfattning om vad dem berörde. Sedan valdes de mest relevanta artiklarna ut utifrån mitt syfte. Utifrån den data som framkom i mina sökningar så

analyserades materialet i förhållande till de överskridna planetära gränserna och mitt syfte. De funktioner som framkom i litteraturen tematiserades efter planetens gränser. Kriterier för att välja ut produktionsmetoderna var att de skulle bidra positivt till en eller flera av de funktioner som framkom i litteraturen.

9. Resultat

För att jordbruket ska kunna bidra till att vi håller oss inom planetens gränser så behöver flera funktioner uppfyllas så som att trygga generering av ekosystemtjänster och bevara markens bördighet (Rockström et al., 2009, Foley et al., 2011, Lipper et al 2014). Produktionsmetoder som; minskad plöjning, minskad användning av kemiska

bekämpningsmedel och handelsgödsel, byggande av naturliga miljöer och bördiga jordar samt odling av perenna grödor och täckning av bar mark kan bidra till en positiv inverkan på jordbrukets funktioner (Tabell 1).

Tabell 1. Planetära systemgränser som definierats som sannolikt överskridna (Rockström et al.,

2009), listade tillsammans med de funktioner jordbruket behöver bidra med för att hålla oss inom dessa, samt möjliga produktionsmetoder som kan generera i en positiv påverkan på dessa

funktioner.

Definierad

systemgräns Funktioner jordbruket _{behöver bidra med} Möjliga _{produktionsmetoder} Referenser

Biologisk mångfald

• Habitat för vilda arter inom olika funktionella grupper för att trygga generering av ekosystemtjänster • Minskad plöjning • _{Minskad användning} av kemiska bekämpningsmedel Benton et al., (2003). Tuck et al., (2014). Winqvist et al., (2011).

11

• _{Genetisk mångfald} inom vilda och domesticerade arter • _{Ett heterogent}

landskap med en variation av biotoper

• _{Bevara och bygga} naturliga miljöer • Användningen av

variation av arter, sorter och raser, och bevarande av lantraser och lantsorter • _Varierande växtföljder • Samodling Billeter et al., (2008). Berglund et al., (2008). Kladivko (2001). Bai et al., (2018). Gabriel et al., (2013). Markanvändning • _{Bevara markens} långsiktiga bördighet • _{Hög och hållbar} produktion Produktionsmetoder som bevarar bördighet: • _{Minskad plöjning} • Ökad tillförsel av organiskt material • _{Mellangrödor} Foley et al., (2011). Fagerholm et al., (2015). Kladivko, (2001). Dupraz & Newman, (1997). Gassman et al., (2006).

Klimatförändring • _{Binda in kol}

Produktionsmetoder som ökar jordens kolinnehåll: • _{Minskad plöjning} • _{Perenna grödor} • Ökad diversitet av växtarter • _{Marktäckning} • Varierad växtföljd Von Unger & Emmer, (2018). Teague (2018). Steinbeiss et al., (2008). (Dupraz & Newman, 1997)

12

10. Bevara och bygga biologisk mångfald

Den biologiska mångfalden lägger grunden för livsviktiga ekosystemtjänster och har en avgörande roll vid klimatstabilisering, vattenfiltrering, denaturering av förorenande ämnen, biologisk reglering, för att bygga markbördighet och förebygga markerosion (IPBES, 2018, Lal, 2012). För att hysa och bevara den biologiska mångfalden så menar (Benton, Vickery & Wilson 2003, Tuck et al., 2014, Winqvist et al., 2011, Billeter et al., 2008 & Berglund et al., 2008) att intensivt brukande av jorden och intensifierad

markanvändning bör ersättas med mer gynnsamma metoder så som samodling, kantzoner och varierande växtföljder som bidrar till ett mer heterogent landskap (Tabell 1).

En europeisk studie som jämförde artrikedomen i konventionella och ekologiskt odlade fält visade att ekologiskt odlade fält hade en större rikedom av både vilda växtarter och

• Tillförsel av organiskt material (halm) Biogeokemiska cykeln av kväve och fosfor

• Slutna kretslopp • Minskad plöjning • Marktäckning • _{Integrering av} växtodling och djurhållning • _{Hålla kvar fosfor i}

kretslopp

• Återföra slam till åkermark • _{Naturgödsling} • Minskad användning av handelsgödsel • _Biogödsling Gassman et al., (2006). Teague (2018). Fagerholm et al., (2015). Hallama et al., (2019) Baldantoni et al., (2019). (Scholz & Wellmer, 2019). (Lam et al., 2020). (Seleiman et al., 2020). (Mahanty et al., 2016).

13

djur (Winqvist et al., 2011). En förklaring till detta menar Billeter et al., (2008) är att det ekologiska jordbruket inte använder sig av kemiska bekämpningsmedel vilket bidrar till en högre biologisk mångfald. Winqvist et al., (2011), Billeter et al., (2008) & Benton et al., (2003) lyfter också fram det omkringliggande landskapets påverkan på den biologiska mångfalden där naturliga livsmiljöer så som kantzoner och att integrera buskar och träd på fältet bidrar till en ökad mångfald. Benton et al., (2003) hävdar att förlusten av heterogena landskap är en bidragande faktor till den nuvarande nedgången av biologisk mångfald i jordbrukslandskap. Detta bekräftas även i Gabriel, Sait, Kunin & Benton (2013)

forskningsresultat som visar att betydande ökningar av monokulturer är en bidragande faktor till en minskning av naturliga habitat. Ett heterogent landskap bidrar med flera viktiga biotoper och habitat som behövs för en mångfald(Benton et al., 2003, Gabriel et al., 2013). Enligt Rockström et al (2009) kan dagens negativa påverkan på ekosystem och utrotning av arter bromsas genom att införa åtgärder som skyddar arternas livsmiljö, så som att skydda viktiga habitat och bygga konektivitet mellan olika ekosystem.

För att gynna den biologiska mångfalden och skapa ett mer heterogent landskap så kan metoder som kantzoner användas, vilket innebär att man låter fältets gränser omges med naturliga miljöer som tillexempel ängar, häckar, diken, dammar eller skog (Benton et al., 2003, Fagerholm, Torralba, Burgess & Plieninger, 2015). En variation av dessa gränser mellan jordbruksmarken och den omgivande naturliga miljön ökar både den biologiska mångfalden i jordbruket, möjliggör för en snabbare spridning av insekter och underlättar för djur att förflytta sig (Benton et al., 2003, Marshall & Moonen, 2002). En kantzon av tillexempel häckar möjliggör det för fåglar och skalbaggar att förflytta sig snabbare (Benton et al., 2003). Kantzoner är även effektivt vid naturlig skadedjursbekämpning då det inte bara ger en snabbare spridning av växtätande insekter utan också möjliggör för en snabbare spridning av naturliga fiender vilket minskar behovet av kemiska

bekämpningsmedel (Marshall & Moonen, 2002). Andra metoder som kan förhindra angrepp av skadedjur i jordbruket och minska behovet av bekämpningsmedel är rotation av grödor med en varierad växtföljd och att odla motståndskraftiga sorter

(Jordbruksverket, 2018, Billeter et al 2008).

Forskning visar även att en jord som utsätts för mindre störningar från jordbruksmaskiner innehåller fler marklevande organismer som behövs för en bördig jord och för en

14

metoder som plöjning hade fler arter av markorganismer och en högre biomassa av mikroorganismer (ibid). Plöjda jordbruksmarker hade störst negativ påverkan på större marklevande organismer (Kladivko 2001, Bai et al., 2018). Kladivko, (2001) menar att större organismgrupper är mer känsliga för den fysiska störning som sker vid själva jordbearbetningen och för förlust av markens ytskikt som oftast består av viktiga växtrester (ibid). För att gynna markorganismer och viktiga funktioner i jordbruket så behöver vi låta växtrester ligga kvar då det organiska materialet är mat för organismer som i sin tur bygger upp bördiga jordar (Bai et al., 2018). En minskad plöjning i jordbruket kan minska negativa störningar i jordbruksmark och gynna jordens viktiga funktioner (Tabell 1).

11. Jordbruksmark behöver binda kol

För att minska jordbrukets klimatpåverkan så behöver jordbruksmarken binda in och lagra kol (Tabell 1). Det finns idag goda förutsättningar för detta, som till exempel

produktionsmetoder som bidrar till en ökad inbindning av kol i mark så som perenna jordbruksmetoderoch att bevara bördiga jordar genom minskade insatser(Von Unger & Emmer, 2018, Jordbruksverket, 2018). Detta är något som bland annat initiativet ”4 promille - mark för tryggad livsmedelsförsörjning och klimat” lyfter fram i sin forskning ("4 per 1000" Initiative, u.å.). Initiativ lanserades av Frankrike inför

klimatförhandlingarna i Paris 2015 och har undertecknats av svenska regeringen (Regeringen, 2015). Initiativet menar att jordbruket och särskilt jordbruksjordar ska ses som en källa till lösningar för livsmedelssäkerhet och bekämpning av klimatförändringen genom att förbättra jordens bördighet (ibid). En bördig jord har en högre halt av markkol vilket ökar jordbruksproduktiviteten och spelar en viktig roll för ekosystemtjänster som minskar markerosion och förbättrar jordens vattenhållandeförmåga (Von Unger & Emmer, 2018, Kladivko, 2001).

Von Unger & Emmer (2018) & Teague (2018) lyfter fram perenn odling som en viktig jordbruksmetod där både en hög inbindning och lagring av kol sker. Genom att hålla marken täckt av växtlighet så kan jordbruksmarken lagra in mer koldioxid än bar mark (Teague, 2018). Att använda sig av odlingsmetoder med perenna grödor i jordbruket förbättrar markens kolinlagring (Von Unger & Emmer, 2018).

15

Det finns också forskning som visar att en ökad diversitet av odlade växter ger en ökad kolinbindning (Steinbeiss et al., 2008). En hög diversitet av växter får man tillexempel genom en samodling (ibid). Samodling handlar om att olika växtsorter odlas tillsammans på samma yta där de drar nytta av varandra, tillexempel bidrar de marktäckande växterna till att hålla kvar fukt i mark (Gordon, Newman, Coleman, 2018). Att även integrera perenna buskar och träd i en samodling bidrar till en högre kolinbindning jämfört med odlingar där det endast odlas ett växtslag åt gången (Dupraz & Newman, 1997).

12. Hållbar markanvändning och kretslopp i

jordbruket

I och med en ökad markåtgång i takt med att jordens befolkning ökar är det viktigt att mark med avgörande funktioner för liv på jorden bevaras och brukas på ett hållbart sätt (Steffen et al 2015). Utvidgningen av jordbruksmark i tropikerna orsakar stora

konsekvenser för funktioner som inbindning av koldioxid på grund av att skog ersätts av åkermark (Foley et al., 2011). Skogen är ett exempel på viktig mark som bör bevaras (Tabell 1). Det finns också produktionsmetoder som kan bidra till en mer positiv

markanvändning och främjar jordens ekosystemtjänster så som samodling och en minskad plöjning (Fagerholm et al., 2015, Kladivko, 2001, Dupraz & Newman, 1997). Forskning visar att en oplöjd jordbruksmark minskade markens näringsförluster avsevärt och näring bunden i markens sediment ökade (Gassman et al., 2006).

I samodling där träd och buskar integreras har det visat sig att jordbruksmarkens LER-värde har ökat (Dupraz & Newman, 1997). LER-LER-värdet (land equvalent ratio) kan beskrivas som förhållandet mellan arealen jordbruksmark för en viss avkastning i monokulturella odlingar jämfört med den arealen mark som behövs för att få samma mängd avkastning i en samodling (Dupraz & Newman, 1997). Samodling har visat sig ha ett LER-värde på 1,2 över en period på 60 år, vilket innebär att de avkastar 20 procent mer än om grödorna skulle odlas var för sig (ibid). Detta visar på att samodlingssystem har en högre produktivitet över tid och ger en högre avkastning (ibid). Även Rodolfo Gustavo, Arthur, Alexson, José & Glauco de Souza (2020) menar att samodling ökar avkastningen samtidigt som det också minskar kraven på insatsvaror. Att kunna minska användningen av insatsvaror som handelsgödsel bidrar bland annat till minskat växtnäringsläckage från jordbruksjordar (ibid). (Fagerholm et al., 2015) menar också att jordbruksmetoder så som

16

odling av perenna grödor minskar risken för växtnäringsläckage (Tabell 1). I perenna odlingssystem är marken permanent täckt av växtlighet och växterna får mer djupgående rötter vilket minskar risken för markerosion och därmed minskar risken för

växtnäringsläckage, Tabell 1 (Teague, 2018, Fagerholm et al., 2015).

Metoder som att odla mellangrödor i växtföljd kan användas för att stimulera växters upptag av fosfor (Hallama, Pekrun, Lambers & Kandeler 2019). Täckgrödor tillför även organiskt material till marken vid nedbrukning vilket gynnar den mikrobiella aktiviteten och markorganismer i jorden (ibid). Att långsiktigt bygga upp bördiga jordar av organiskt material kan minska användningen av handelsgödsel (Tabell 1) eftersom det organiska materialet över tid ger ett förbättrat näringsinnehåll i jorden (Baldantoni, Saviello, Alfani, 2019).

Att sluta kretsloppet för fosfor mellan stad och land är något som behövs för ett minskat läckage av fosfor (Scholz & Wellmer, 2019). Detta innebär att vi behöver slutna kretslopp som på så sätt minskar förlusten av växtnäringsämnen (Tabell 1). Sedan 1980-talet har åtgärder mot övergödning pågått där arbetet utgår utifrån EU- direktiv, de svenska miljökvalitetsmålen och internationella åtaganden (Jordbruksverket, 2019). Åtgärderna handlar bland annat om att minska kväveläckage och fosforförluster från jordbruket genom rådgivning, en förbättrad gödselhantering såsom minskad användning av handelsgödsel, odling av fånggrödor, anlägga våtmarker, vallodling och att anlägga

skyddszoner som tillexempel bevuxen mark närmast vattendrag vilket minskar transporten av växtnäring till vattendragen (ibid). Det finns idag även begränsningar för hur mycket fosfor som får spridas på en specifik åkermark vilket på så sätt bidrar till minskat växtnäringsläckage (ibid).

Eftersom vi idag har ett stort inflöde av fosfor i städer så forskar man på hur vi på ett effektivt och hållbart sätt kan få denna fosfor att cirkulera tillbaka till kretsloppet (Formas Fokuserar, u.å). Ett exempel på detta är förbränna lämpliga avfall och på så viss kunna extrahera fosforn ur askan vilket sedan skulle kunna användas till gödsling (ibid). Andra menar att återföring av slam från vattenreningsverk till åkermark skulle kunna bidra till att sluta kretsloppet (Seleiman et al., 2020). Men detta är en kontroversiell fråga eftersom slam förutom fosfor även kan innehålla höga halter av tungmetaller så som kadmium, bly och kvicksilver men också organiska föroreningar som vi inte vill ha ut på åkermarken (Lam et al., 2020). En restprodukt som har potential att användas som gödsel och

17

jordförbättringsmedel är biogödsel (Mahanty et al., 2016).Biogödsel är en rötrest som bildas vid biogasanläggningar där man behandlar källsorterat matavfall (komposterat matsvinn), lantbruksgrödor och processvatten från livsmedelsindustrin med flera rena avfall (Avfall Sverige, 2020 & Naturvårdsverket, 2012). Denna biogasprocess bidrar bland annat till att samhällets organiska matavfall kan återanvändas som gödsel och därmed bli en resurs som bidrar till ett hållbart kretslopp av näringsämnen och energi mellan stad och land (Naturvårdsverket, 2012). Siffror visar att om allt matavfall från hushåll används som växtnäring så räcker det för att ersätta 7 procent av den fosfor som idag importeras i form av handelsgödsel (Avfall Sverige, 2020). För biogödsling på åkermark finns en särskild certifiering (SPCR 120) att ansöka om där RISE har en övervakande kontroll (Avfall Sverige 2, 2020). En certifierad anläggning får endast använda substrat som har sitt ursprung från livsmedel- eller foderkedjan vilket är

livsmedel (matavfall från hushåll), foder och avfall från produktion av livsmedel och foder samt gödsel (ibid). Enligt siffror från Avfall Sverige (2014) beräknade från certifierade biogasanläggningar där produktion av biogas och biogödsel sker så kan man se i deras mätningar av metallhalter i biogödsel att medelinnehållet av kadmium var 0,3 mg/kg TS (ibid). Enligt EU:s lagstiftning gällande förorenade ämnen i gödselproduktion får den CE-märkta gödselprodukten högst innehålla 1,5 mg/kg TS kadmium vilket innebär att

biogödsel ligger under detta gränsvärde (Naturvårdsverket, 2016). När det kommer till koldioxidutsläpp så kan dessa minska när biogas ersätter fossilt bränsle och även

utsläppen av växthusgaser minskar om en del av den importerade handelsgödseln ersätts med rötrester (Baky et al., 2006). Biogasprocessen bidrar till att den mat som inte äts upp och matavfall tas om hand på ett bra sätt och förs vidare i kretsloppet som biogödsel (Livsmedelsverket, 2013).

Den mat som däremot äts upp är det som till slut via avlopp hamnar i reningsverken och som sedan blir till rötslam i reningsprocessen. Men reningsverken tar även via avloppet emot kemikalier från industrier, sjukhus, biltvättar, gatubrunnar och i vissa fall även lakvatten från avfallsdeponier vilket innebär att en stor del föroreningar fångas upp i slammet (Naturskyddsföreningen, u.å.). I reningsverken hamnar bland annat mikroplaster, läkemedelsrester och PFAS-ämnen (Jönsson, 2020). Detta är ett stort problem eftersom en stor del farliga kemikalier har visat sig finnas kvar i slammet som sedan sprids ut på åkrar eller används som anläggningsjord, deponitäckning eller till markbyggnadsprojekt vilket innebär att föroreningarna sprids i både stad, land, hav och sjöar (Naturskyddsföreningen, u.å.). I avloppsreningsverken bildas årligen cirka 1 miljon ton slam, halten torrsubstans är

18

ungefär en fjärdedel och enligt SCB bildades det år 2010 drygt 203 000 ton torrsubstans slam vid 402 reningsverk, innehållande 2,8 procent fosfor och 4,4 procent kväve (SCB, 2012 & Naturskyddsföreningen, u.å.). Siffror visar att spridning av avloppsslam på åkermark idag är den största enskilda användningen av slam med cirka 50 000 ton torrsubstans per år (motsvarar m.a.o. cirka 25 % av den totala mängden), en siffra som ökade kraftigt mellan år 2002 och 2008 (SCB, 2012).

13. Resultat diskussion

Det finns idag en mängd olika jordbrukssystem som kan bidra till ett mer cirkulärt jordbruk så som agroforestry, permakultur, holistic management/grazing, ekologiskt jordbruk och konventionella plöjningsfria jordbrukssystem (Elevitch, Mazaroli, Ragone, 2018). Dessa system ingår i det så kallade regenerativa jordbruket vilket innefattar system som syftar till att bevara och bygga bördiga jordar, minska jordbearbetning, öka den biologiska mångfalden och minska jordbrukets koldioxidutsläpp (Gosnell, Gill, Voyer, 2019, LaCanne & Lundgren, 2018).

Några som vill främja det regenerativa jordbruket är ”4 promille - initiativet” (”4 per 1000 initiativet” u.å., Von Unger & Emmer, 2018). Initiativet menar att även en liten ökning av kolinbindning som 0,4 procent per år kan nollställa utsläppen av växthusgaser i

atmosfären som orsakats av människan (”4 per 1000” Initiative, u.å.). De vill att

jordbrukssystems främsta fokus ska handla om att binda in kol i jordbruksmark. Initiativet har fått både uppbackning och påbackning av forskning som menar att klimatarbetet är mer komplext än enda lösning men att en ökad kolinbindning är en viktig del för att mildra klimatförändringen (Rumpel et al., 2020). Enligt (Smith, Pearce & Wolfe, 2011) går det inte att säga att alla jordbruksmetoder fungerar på alla jordar. Lal et al., (2019) menar att jordbruksmetoder bör anpassas utifrån ett lands eller regionens specifika förutsättningar så som jordstruktur, vattentillgång och klimat. I vissa utvecklingsländer kan även bristen på markrättigheter, ekonomiska resurser och utbildning bidra till

begränsningar vilket bör tas i beaktningen när nya jordbrukssystem tas i bruk (Lal, 2019, IPCC, 2019).

Inom agroforestry kan man säga att skogsbruk och jordbruk samverkar med varandra, de delas annars ofta upp i två olika typer av produktionsmetoder men detta är en metod där

19

dessa samverkar med varandra. I en studie om samodling av perenna träd, buskar och grödor har det visat sig att vissa odlade grödor konkurreras ut av den skugga som träden ger (Beer, Muschler, Kass, Somarriba, 1997). Även vid odling av kantzoner har det visat sig att träd och buskar runt fältets gränser kan utgöra konkurrens genom sin skugga men också genom att konkurrera ut grödor vid spridning (Smith, Pearce & Wolfe, 2011). Beer et al., (1997) studie visar också att trädens skugga ökade förekomsten av skadedjur och sjukdomar. När en plantering med perenna grödor sätts samman är de värdefullt att veta hur växterna utvecklas och beter sig över tid, tillexempel så skiljer sig buskar och marktäckande grödor från trädens växttakt vilket gör att förhållanden som solljus och skugga kommer förändras över tid (Whitefield, 2000). Samma gäller växters

konkurrensförmåga, blandas perenna grödor med olika konkurrensförmågor kan de med störst konkurrensförmåga ta över (ibid). Både utrymme, ljus och skugga samt tillgång på vatten och näring påverkar växterna när det gäller konkurrens (ibid). Whitefield, (2000) menar att det finns ett samspel mellan växter hela tiden, vissa arter gynnar varandra under en längre tid, till att vissa till slut tar så stor plats att den konkurrerar ut en annan. När det gäller odling av täckgrödor är en god etablering en förutsättning (Smith et al., 2011). Det krävs en förmåga av den odlade arten att klara både groning och uppkomst under mindre optimala förhållanden då de oftast odlas strax efter skörd eller som sådd i en redan växande gröda på våren (Jordbruksverket, 2012). Under denna tid är det oftast torka i samband med fröets groning som ställer till med problem och det finns även en risk för ojämna bestånd (ibid).

För att agroforestry ska kunna växa i större skala menar (Beer at al, 1997) att det krävs mer forskning på jordbrukssystemets ekonomiska och praktiska lönsamhet. Odlingar inom agroforestry består oftast av frukter och bär (ibid). Beer et al (1997) menar att sådana odlingar ger mindre fördelar i Norra Europa där det är mer gynnsamt att odla spannmål både när det gäller lönsamhet, avkastning och export.

Plöjningsfritt är något som blivit en allt vanligare metod i jordbruket men det finns baksidor med plöjningsfri odling. Vid plöjning brukas växtrester effektivt ner i jorden vilket har en effekt att motverka skadegörare och minska risken för att överförbara sjukdomar ska spridas (Kladivko, 2001). Men när mark inte bearbetas med vändande redskap skapas istället möjliga bryggor för växtsjukdomar och insekter att sprida sig mellan grödorna vilket kan innebära en risk (Ulén et al., 2010). Baksidan av detta är att

20

plöjningsfritt jordbruk kan öka användningen av kemiska bekämpningsmedel (ibid). Plöjningsfritt fungerar heller inte på alla jordar, en del jordar måste bearbetas för att inte sjunka ihop och bli allt för kompakt (ibid). Ulén et al., (2010) menar att plöjningsfria metoder ökar risken för en sämre skörd och föreslår istället en minskad bearbetning av jorden vilket ger fördelar som minskat växtnäringsläckage och mindre påverkan på jordens markorganismer.

Uttaget av fossila bränslen måste minska om vi ska kunna uppfylla nya miljö- och klimatmål och förhindra en pågående växthuseffekt. Något som har potential att ersätta delar av det fossila bränslet är biogas, en förnybar produkt som vid rötning bildar rötrester för biogödsling (Baky et al., 2006). Biogasprocessen kan på så vis bidra till att samhällets organiska avfall kan återanvändas och bli till en resurs. Ett hållbart kretslopp av

näringsämnen och energi skapas därmed mellan stad och land, mellan konsumtion och produktion vilket bidrar till ett slutet kretslopp.

För att använda just biogödsel så lyfter (Biogas Research Center, 2020) att det krävs en bra spridningsteknik, snabb nedmyllning och en fungerande lagring för att minska risken för kväveförluster och ammoniakavgång från biogödsel. Det är viktigt att lyfta att det finns både miljövinster och förluster i biogassystemet. Själva hanteringen av rötrester kan alltså innebära en negativ påverkan på miljön i form av förlust av ammoniak vid lagring och spridning av biogödsel samt förluster av metan vid hantering av biogas (Baky et al., 2006). Fossilfritt Sverige (u.å.) menar att genom att man tar tillvara på både avfall från hushåll och livsmedelsföretag samt gödsel så bidrar det till ett kretslopp av växtnäring och ett minskat behov av handelsgödsel. Men miljökostnader när det gäller transport av

biogödsel är en pågående fråga då rötresterna innehåller mycket vatten vilket innebär att det går åt mycket energi i de fall den flytande biogödsel behöver transporteras. Enligt (Biogas Research Center, 2020) så kan avvattning av rötresten vara en del av lösningen. Resultat av deras systemanalyser visar att när avståndet till jordbruksmark ökade till över 20 – 40 km så blir det mer ekonomiskt intressant att avvattna hela eller delar av rötresten (ibid). I deras forskning så undersöker man hur värdet på röstrester kan höjas genom att utföra olika behandlingar av rötrester för att sedan kunna jämföra dess miljöpåverkan och kostnader. Avvattning av rötrester är en del av deras forskning där man vill få fram en minskad volym med ett högre näringsinnehåll, som då ska kunna användas för

21

biogödsel utan den används då som en flytande gödselprodukt (Avfall Sverige, 2014). I de fall vattnet separeras får man ett fast gödselmedel och ett flytande gödselmedel, den fasta är mer fosforrik än den flytande produkten och skulle kunna ersätta en del av det

handelsgödsel vi idag importerar eller användas för jordtillverkning (ibid). Forskning baserad på tre fallstudier indikerar bland annat att det är ekonomiskt intressant att övergå till biogödsel och att man därmed ska kunna ersätta en del av den handelsgödsel som idag används (SLU, 2015). En fördel med just biogasteknik är att den kan utnyttjas lokalt och att råvaror inte behöver transporteras långa sträckor (Naturvårdsverket, 2012).

Utmaningen med förorenat rötslam på åkermarker från avloppsreningsverken är något som kvarstår och konsekvenserna av detta är något vi redan sett. I EU har man antagit en omfattande lagstiftning där man vill skydda vattenkvalitén och sätter där höga

miljökvalitetskrav för floder, sjöar, grundvatten och kustvatten. Man vet att de främsta föroreningskällorna är avloppsvatten från tätorter och kväveföroreningar från jordbruket, därför syftar EU-direktivet till att kontrollera föroreningen vid källan (EU direktivet, 2008). Direktivet (91/271/EEG) om rening av avloppsvatten från tätbebyggelse syftar till att fastställa normer och grundläggande principer och metoder för rening av avloppsvatten (EU direktivet, 2008). Det handlar bland annat om att uppsamling och rening av

avloppsvatten bör ske i städer med en befolkning på 2000 eller fler och att

vattenreningsverken måste uppnå minimistandard inklusive miljöstandarder (Svenskt vatten, 2020). Det är dock helt flexibelt hur sådana mål ska uppnås, och de uppmuntrar alternativa lösningar och nya idéer både vad gäller uppsamling och rening av

avloppsvatten (Falkenberg, 2010). I en utvärdering gjord av EU-kommissionen har man konstaterat i en rapport att utsläppskraven idag är låga och att mindre reningsverk och dagvatten inte omfattas (Svenskt vatten, 2020). Enligt Naturvårdsverket (2003) är det oklart vem som har ansvaret för att växtnäringen från reningsverken återanvänds.

Reningsverkens uppgift är bland annat att ta bort växtnäring ur spillvattnet för att skydda vattendragen. Men att använda slam som växtnäring ifrågasättas eftersom slammet är belastat med en mängd olika föroreningar (Naturvårdsverket, 2003). För avloppsslam i Sverige finns idag ett certifieringssystem för hållbar återföring av växtnäring kallat ReVAQ (Svenskt vatten, 2007). Utvecklingen av certifieringssystemet ReVAQ startade 2008 och har 42 anslutna reningsanläggningar (Regeringen, 2020). Målsättningen är att förbättra kvalitén på slammet genom att minska dess innehåll av oönskade ämnen. Deras regler för metaller och spårelement kräver till exempel att reningsverk som är ReVAQ

22

certifierade ska mäta ett 60-tal metaller och spårelement samt att ämnen med ett

ackumuleringstak större än 0,2 procent per år ska identifieras, åtgärdas och följas (Svenskt vatten, 2007, Naturskyddsföreningen, u.å.). Inom ReVAQ betonas processen med

spårningsarbete av källor uppströms, information till brukare och kontakter med

verksamheter med miljöstörande processvatten (tandläkare, biltvättar och liknande) (ibid). ReVAQ certifierade reningsverk kan ha en betydelse i det fortsatta kvalitetsarbetet kring slam som sprids i jordbruket. Bland annat tillsatte svensk regering en statlig offentlig utredning (SOU) 2018 där man vill undersöka hur man kan genomföra ett förbud mot att sprida avloppsslam på jordbruksmark samt möjligheten att införa nya krav för återvinning av den fosfor som finns i slammet (Rasmussen, 2020). Genom ett förbud mot spridning av avloppsslam vill de minska miljö- och livsmedelssäkerhetsriskerna och snabba på

övergången till en helt cirkulär ekonomi för fosfor (Rasmussen, 2020). Detta skulle innebära stora förändringar i städers reningsverk och investeringar i alternativa

slamhanteringsmetoder för att möjliggöra fosforåtervinning som tillexempel förbränning där ny teknik kan användas för att återvinna fosfor ur aska (Rasmussen, 2020).

14. Slutsats

Att övergå till mer klimatvänliga produktionsmetoder som har potential att anpassas till klimatförändringar såväl som till begränsningen av koldioxidutsläpp och en giftfri miljö för att stödja en framtida livsmedelsförsörjning är idag av största vikt. Syftet med studien var att undersöka vilka funktioner jordbruket behöver bidra med för att hålla oss inom planetens gränser. Litteraturen visar att jordbruket behöver bidra med flera funktioner som ett heterogent landskap med en variation av biotoper, habitat för vilda arter för att trygga generering av ekosystemtjänster, bevara en genetisk mångfald inom vilda och

domesticerade arter, bevara markens bördighet, binda in kol och skapa slutna kretslopp. Vi vet idag att några av drivkrafterna bakom förändrade flöden av kväve och fosfor är just gödselproduktion, en överdriven användning av handelsgödsel och fossila bränslen. Genom att använda förnybar energi i form av biogas så kan det bidra till att minska koldioxidutsläppen och samtidigt bidra till ett fungerande kretslopp där näringen

cirkulerar tillbaka från staden till åkern i form av biogödsel. Biogas och rötrester kan ses som en miljövinst men rötresten bör hanteras på ett sådant vis att förlusterna av kväve, ammoniak och metan minimeras. Det är fördelaktigt för både samhället och miljön att

23

ersätta fossila bränslen med förnybar energi och handelsgödsel med organiska

gödselmedel då detta minskar utsläppen av växthusgaser och bidrar till ett kretslopp där näringen cirkulerar tillbaka från staden till åkern. Litteraturen visar att vi behöver skapa en mer hållbar hantering av fosfor främst från staden till jordbruket och dels inom jordbruket. Att sprida förorenat avloppsslam på jordbruksmark som är en vanlig metod idag är inte hållbart i längden. Vi behöver på ett mer hållbart sätt ta hand om den fosfor som finns i vårt avloppsslam. Tänkbara vägar för att hantera denna fråga framöver är satsningar på ny teknik som kan möjliggöra en hållbar återvinning av fosfor ur slam. En ny teknik som redan har potential här är att förbränna avloppsslam för att sedan extrahera fosfor ur askan vilket då ska kunna användas för fosforgödsling. Det behövs också nya hårdare riktlinjer kring hanteringen av avloppsslam. Fosforn behöver tas omhand och återföras till odlingen, men bara om man inte samtidigt förorenar kretsloppet med oönskade ämnen.

Andra viktiga produktionsmetoder som ringades in utifrån litteraturen och som kan bidra positivt till de definierade systemgränserna handlar om att odla perenna och marktäckande grödor, använda en varierad växtföljd och att tillföra organiskt material till jorden för att bidra till en ökad kolinbindning i jordbruksmark. Produktionsmetoder som bidrar till resiliens och genetisk samt funktionell mångfald är ytterst viktiga när det gäller bevarandet av den biologiska mångfalden. Där är metoder som att bevara och bygga naturliga miljöer, minska användning av kemiska bekämpningsmedel, öka diversiteten av växtarter, minskad plöjning, samodling och att bevara en variation av arter, lantsorter och lantraser viktigt. Dessa produktionsmetoder ingår i det så kallade regenerativa

jordbrukssystemet. Det man bör ha i åtanke är att olika jordbrukssystem krävas beroende på kringliggande faktorer så som lokala väderförhållanden, jordstruktur samt sociala och ekonomiska förutsättningar.

I och med de klimatrelaterade förändringar vi nu står inför är min förhoppning att det i framtiden blir mer eftersträvansvärt att inte bara ha ett produktivt jordbruk utan att vi också ska ha ett jordbruk som bidrar positivt till planetens livsavgörande system, ett slutet kretslopp av både näring och energi och som därmed bidrar till att hålla oss inom

24

15. Referenser

Avfall Sverige, (2020). Biologisk återvinning. Hämtad 2020-08-25 från

https://www.avfallsverige.se/avfallshantering/avfallsbehandling/biologisk-atervinning/

Avfall Sverige 2, (2020). Certifierings regler för biogödsel SPCR 120. Hämtad 2020-08-26 från

https://www.avfallsverige.se/fileadmin/user_upload/4_kunskapsbank/SPCR_120_2020_Slutversio n.pdf

Avfall Sverige, (2014). Årsrapport 2013 certifierad återvinning. Hämtad 2020-08-25 från

https://www.avfallsverige.se/kunskapsbanken/rapporter/rapportera/article/arsrapport-2013-certifierad-atervinning-spcr-120/

Baky, A., Nordberg, Å., Palm, O., Rodhe, L., Salomon, E. (2006). Rötrest från biogasanläggningar – användning i lantbruket. JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik forskar för bättre mat och miljö. ISSN 1651–7407. https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:959364/FULLTEXT01.pdf

Beer, J., Muschler, R., Kass, D., Somarriba, E. (1997). Shade management in coffee and cacao plantations. Agroforestry systems, 38, 139–164.

Billeter, R., Lijra, J., Bailey, D., Bugter, R., Arens, P., Augenstein, I., … Edwards, P.J. (2008). Indicators for biodiversity in agricultural landscapes: a pan-Europen study. Journal of Applied Ecology, (45), 141–150.

Berglund, B.E., Gaillard, M-J., Björkman, L., Persson, T. (2008). Long-term changes in southern Sweden: palynological richness, vegetation dynamics and land-use. Veget Hist Archaeobot 17, 573–583, doi: 10.1007/s00334-007-0094-x

25

Baia, Z., Casparia, T., Gonzaleza, M.R., Batjesa, N.H., Mäderb, P., Bünemannb, E.K., … Tóthi, Z. (2018). Effects of agricultural management practices on soil quality: A review of long-term experiments for Europe and China. Agriculture, Ecosystems and Environment, 265, 1–7.

Benton, T.G., Vickery, J.A., Wilson, J.D. (2003). Farmland biodiversity: is habitat heterogeneity the key?. Trend in Ecology and Evolution, 18, 4.

Baldantoni, D., Saviello, G., Alfani, A. (2019). Nutrients and non-essential elements in edible crops following long-term mineral and compost fertilization of a Mediterranean agricultural soil. Environmental Science and Pollution Research, 26, 35353–35364.

Campbell, B. M., Beare, D. J., Bennett, E. M., Hall-Spencer, J. M., Ingram, J. S. I.,

Jaramillo, F., … Shindell, D. (2017). Agriculture production as a major driver of the Earth system exceeding planetary boundaries. Ecology and Society. 22 (4). 8.

Doi:https://doi.org/10.5751/ES-09595-220408

Crenna, E., Sala, S., Polce, C., Collina, E. (2017). Pollinators in life cycle assessment: toward a framework for impact assessment. Journal of Cleaner Production, 140 (2). 525– 536. Doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.02.058

Dupraz, C., Newman, S.M. (1997). Temperate Agroforestry: The European Way. In A.M. Gordon and S.M. Newman (eds). Temperate Agroforestry Systems. CAB International, Wallingford. 181–236.

Evans, A., Lianos, J., Kunin, W., Evison, S. (2018). Indirect effects of agricultural pesticide use on parasite prevalence in wild pollinators. Agriculture, Ecosystems & Environment, 258, 40-48. https://doi.org/10.1016/j.agee.2018.02.002

26

Elevitch, C.R., Mazaroli, D.N., Ragone, D. (2018). Agroforestry Standards for Regenerative agriculture. Sustainability, 10, 3337. Doi:10.3390/su10093337

EU direktivet. (2008). Rening av avloppsvatten från tätbebyggelse. (91/271/EEG). Hämtad 2020-10-15 från

https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:1991L0271:20081211:SV:PDF

Falkenberg. (2010). Skydda miljön från utsläpp av avloppsvatten. Hämtad 2020-10-14 från https://ec.europa.eu/environment/water/water-urbanwaste/info/pdf/waste_water_sv.pdf

Formas Fokuserar. (2010). Jordbruk som håller i längden. Stockholm ISBN

978-91-540-6043-6. Sida: 212–225. Kapitel: Miljömål för mark på Önskelistan. Hämtad 2020-04-20 från Formas Fokuserar

FN:s konvention om biologisk mångfald. (2010).COP10/MOP5 Aichi-Nagoya Japan 2010. Nya ambitiösa mål krävs för att förvalta världens naturkapital. Hämtad 2020-04-27

Foley, J.A., Ramankutty, N., Brauman, K. A., Cassidy, E. S., Gerber, J. S., Johnston, M., Mueller, N. D., …Zaks, D. P.M. (2011). Solutions for a cultivated planet. Nature 478, 337. Doi:10.1038/nature10452

Fagerholm, N., Torralba, M., Burgess, P.J., Plieninger, T. (2015). A systematic map of ecosystem services assessments around Europen agroforestry. Ecological indicators, 62, 47–65.

27

Fossilfritt Sverige. (u.å). Gemensam anläggning ger lantbrukare biogas och gödsel. Hämtad 2020-08-20 från http://fossilfritt-sverige.se/larande-exempel/gemensam-anlaggning-ger-lantbrukare-biogas-och-godsel/

Gassman, P.W., Osei, E., Saleh, A., Rodecap, J., Norvell, S., Williams, J. (2006). Alternative practices for sediment and nutrient loss controll on livestock farms in northeast Iowa. Agriculture, Ecosystems & Environment, 117, 135–144.

Gabriel, D., Sait, S.M., Kunin, W.E., Benton, T.G. (2013). Food production vs. Biodiversity: comparing organic and conventional agriculture. Journal of Applied Ecology, 59, 355–364.

Gosnell, H., Gill, N., Voyer, M. (2019). Transformational adaption on the farm: Processes of change and persistence in transitions to `climate-smart´regenerative agriculture. Global Environmental Change, 59, 101965.

Gordon, A.M., Newman, S.M., Coleman, B. (2018). Temperate Agroforestry Systems. Boston, USA: CABI. ISBN: 9781780644875.

Hallama, M., Pekrun, C., Lambers, H., Kandeler, E. (2019). Hidden miners – the roles of cover crops and soil microorganisms in phosphorus cycling through agroecosystems. Plant Soil 434, 7–45.

IPBES. (2018). The IPBES regional assessment report on biodiversity and ecosystem services for Europe and Central Asia. (Secretariat of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Bonn, Germany.) Hämtad 2020-04-26 från IPBES

28

IPCC. (2019). The Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate change and land. Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security, and Greenhouse gas fluxes in Terrestrial Ecosystems. Hämtad 2020-04-26 från IPCC

Jordbruksverket. (2008). Minska jordbrukets klimatpåverkan. Del 1. Introduktion och några åtgärder/styrmedel. Hämtad 2020-04-18 från

file:///C:/Users/amand/Desktop/Mitt%20exjobb/Artiklar/Jordbruksverket%20-%20Minska%20jordbrukets%20klimatpåverkan.pdf

Jordbruksverket. (2018). Hållbar produktion och konsumtion av mat. Jönköping: Jordbruksverket. Hämtad 2020-04-19

Jordbruksverket. (2019). Sveriges officiella statistik – Jordbruksmarkens användning. ISSN 1654–4102, Serie JO – Jordbruk, skogsbruk och fiske. Hämtad 2020-04-21 från https://www2.jordbruksverket.se/download/18.21295b2716de699e2bee881c/1571749540 074/JO10SM1902.pdf

Jordbruksverket. 2019. Ett rikt odlingslandskap: Fördjupad utvärdering 2019. Jönköping: Jordbruksverket. Hämtad 2020-04-14 från

https://www2.jordbruksverket.se/download/18.4d4abf9b16871aa85b5ce3bf/15483327198 71/ra18_31.pdf

Jordbruksverket. 2018. Jordbrukets behov av vattenförsörjning. Jönköping: Jordbruksverket. Hämtad 2020-04-20 från

file:///C:/Users/amand/Desktop/Mitt%20exjobb/Mitt%20exjobb/Artiklar%20som%20finn s%20med%20i%20mitt%20exjobb/Jordbruksverket,%20vattenförsörjning.pdf

29

Jaramillo, F., & G. Destouni. (2015a). Local flow regulation and irrigation raise global human water consumption and footprint. Science. 350 (6265), 1248–1251.

doi:http://dx.doi.org/10.1126/science. Aad1010

Jaramillo, F., and G. Destouni. (2015b). Comment on “Planetary boundaries: guiding human development on a changing planet.” Science 348 (6240), 1217.

doi:http://dx.doi.org/10.1126/science.aaa9629

Jordbruksverket. (2012). Gröda mellan grödorna – samlad kunskap om fånggröda. Rapport 2012:21. Hämtad 2020-05-25 från

https://www2.jordbruksverket.se/webdav/files/SJV/trycksaker/Pdf_rapporter/ra12_21.pdf

Jordbruksverket. (2020). Rekommendationer för gödsling och kalkning 2020. Hämtad 2020-06-17 från

https://www2.jordbruksverket.se/download/18.6fd5d28c16f8ba7a70b48310/15786492401 43/jo19_12v2.pdf

Jönsson. (2020). Läkemedel, PFAS och mikroplaster i avlopp –

kunskapssammanställningar om provtagning, förekomst, effekter och uppströmsåtgärder. Uppsala: Sveriges lantbruksuniversitet. (Energi och teknik, 106).

Kemikalieinspektionen. (2014). Utveckling av lagstiftning och andra styrmedel strategier och uppdrag. Hämtad 2020-10-12 från

https://www.kemi.se/download/18.19eed7121747d03729c262/1599835569226/140331%20Bes lut%20remissvar%20till%20Milj%C3%B6departementet%20om%20NVs%20redovisning%20av%2 0regeringsuppdrag%20om%20%C3%A5terf%C3%B6ring%20av%20fosfor-webb.pdf

Kladivko, E.J. (2001). Tillage systems and soil ecology. Soil & Tillage Research, 61, 61– 76.

30

Livsmedelsverket. (2013). Låt matavfall bli smart avfall. Hämtad 2020-10-14 från

https://www.livsmedelsverket.se/globalassets/publikationsdatabas/rapporter/2013/lat-matavfall-bli-smart-avfall.pdf

Lipper, L., Thorton, P., Campbell, B.M., Baedeker, T., Braimoh, A., Bwalya, M, … Torquebiau, E.F. (2014). Climate-smart agriculture for food security. Nature Climate Change, 4, 1068–1072.

Lal, R. (2012). Enhancing ecosystem services with no-till. Renewable Agriculture and Food Systems, 28 (2), 102–114. Doi:10.1017/S1742170512000452

Lal, R. (2019). Promoting ”4 Per Thousand” and ”Adapting African Agriculture” by south-south cooperation: Conservation agriculture and sustainable intensification. Soil & Tillage Research, 188, 27–34.

LaCanne, C. E. & Lundgren, J.G. (2018). Regenerative agriculture: merging farming and natural resource conservation profitably. PeerJ, 8. doi:10.7717/peerj.4428.

Marshall, E.J.P., Moonen, A.C. (2002). Field margins in northern Europe: their functions and interactions with agriculture. Agriculture, Ecosystems and Environment 89, 5–21. Mahanty, T., Bhattacharjee, S., Goswami, M., Bhattacharyya, P., Das, B., Ghosh, A., Tribedi, P. (2016). Biofertilizers: a potential approach for sustainable agriculture development. Environ Sci Pollut Res 24, 3315–3335.

Naturskyddsföreningen. (u.å). Avlopp på våra åkrar – en rapport om miljögifter i salm. Pg. 90 1909-2. Hämtad 2020-10-12

https://www.naturskyddsforeningen.se/sites/default/files/dokument-media/avlopp_pa_vara_akrar_-_en_rapport_om_miljogifter.pdf