sou · GVB360d10 · 2008-01-01 00:00:00 — 2000), åtminstone om dessa tolkas (naivt) som prognoser om den faktiska framtida utvecklingen i vegetationen. Dynamiska vegetationsmodeller som LPJ-GUESS ger en fullständigare och därmed förhoppningsvis mer realistisk bild av de olika klimatkänsliga processer som påverkar vegetation, i varje fall inom det tidsperspektiv som är aktuellt för den föreliggande utredningen. De resultat som tagits fram i denna studie avser den potentiella vegetation som, enligt modellens teoretiska beskrivning, borde täcka regionen om endast variationer i klimatfaktorer och CO2 koncentrationer styrde ekosystemet och dess processer. I verklighet finns naturligtvis även människan med i bilden, vilken styr genom valet av markanvändning, trädslag att plantera, tidpunkt för avverkning o.s.v. Människans avsiktliga och oavsiktliga skötsel av ekosystemen är emellertid svår, om inte omöjlig, att modellera på ett meningsfullt sätt (det finns dock vissa ansatser på detta, t.ex. för framtagning av framtida scenarier om storskalig markanvändning; Rounsevell et al. Resultaten bör tolkas som beskrivningar av de ramar inom vilka vegetationen och dess dynamik kan komma att reagera på klimatförändringarna, i den mån att inte skötselåtgärder, förändringar i störningsregimer och andra förändringar såsom nya artintroduktioner modifiera ramarna. Omvänt kan resultaten peka på vilka (exempelvis skötsel-) åtgärder som kan vara lämpliga för att förhindra en viss utveckling. Några slutsatser kan dras som torde vara giltiga även för produktionsskog och annan anlagd vegetation. Simuleringarna visar att nemorala lövträd, bl.a. alm, ek, bok och ask, kan förväntas få en allt nordligare utbredning och kommer att konkurrera med gran Bilaga B 23 SOU 2007:60 18 och tall i delar av och södra där nemorala träd knappast förekommer . En ökad tillväxt överlag leder till mer slutna skogar där skuggkänsliga pionjärträd såsom björk och tall får svårt att hävda sig utom i successionens allra första fas, efter en störning eller avhuggning. Underskicktsvegetation kan komma att få en lägre tillväxt och täckning. I fjälltrakterna krymper kalfjället och på lång sikt riskerar även fjällbjörksbältet att krympa till förmån för främst tallskog. Referenser Bradshaw, R.H.W., , B.H., Cowling, S.A. & Sykes, M.T. The effects of climate change on the distribution and management of Picea abies in southern . 30: 19921998. , W., Bondeau, A., , , , I.C., Betts, R.A., Brovkin, V., Cox, P.M., , V., Foley, J.A., Friend, A.D., Kucharik, C., Lomas, M.R., Ramankutty, N., Sitch, S., , B., , A. & Young-Molling, C. Global response of terrestrial ecosystem structure and function to CO2 and climate change: results from six dynamic global vegetation models. Global Change Biology 7: 357373. , B.G., Gonzales-Meller, M.A., Long, S.P. efficient plants: a consequence of rising atmospheric CO2? Physiology & Plant Molecular Biology 48: 609639. , D., Schaphoff, S., Haberlandt, W., Lucht, W. & Sitch, S. 2004. Terrestrial vegetation and water balance - hydrological evaluation of a dynamic global vegetation model. 286: 249270. , J., , F. & , L. Impacts of climate change on the tree line. 90: 537.544. Hickler, T., , B., Sykes, M.T., , M.B., Sugita, S. & , K. Using a generalized vegetation model to simulate vegetation dynamics in the western Great Lakes region, , under alternative disturbance regimes. Ecology 85: 519530. SOU 2007:60 Bilaga B 23 19 Joos, F., , I.C., Sitch, S., , R., Hooss, G., Plattner, G.-K., , S. & Hasselmann, K. Global feedbacks on terrestrial carbon uptake under the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) emission scenarios. Global Biogeochemical Cycles 15: 891907. , W., , B., Widlowski, J.L., Pinty, B. & , N. Combining remote sensing techniques with productivity models: a case study for monitoring carbon stocks in northern European . In Stamatiadis, S., , J.M. & Schepers, J.S. (eds) Remote Sensing for Agriculture and the Environment. , ella, , , pp. Koca, D., , B. & Sykes, M.T. Modelling regional climate change effects on Swedish ecosystems. Climatic Change 78: 381406. Lucht, W., , I.C., Myneni, R.B., Sitch, S., Friedlingstein, P., , , , P., Buermann, W. & , B. Climatic control of the high-latitude vegetation greening trend and Pinatubo effect. Science 296: 16871689. , P., Hickler, T., Rowell, D.P., , B. & Sykes, M.T. Changes in European ecosystem productivity and carbon balance driven by Regional Climate Model output. Global Change Biology 13: 108122. , P., Sykes, M.T., , , , P., , B., Bugmann, H., Zierl, B., Friedlingstein, P., Viovy, N., Sabate, S., , A., Pla, E., , C.A., Sitch, S., Arneth, A. & Ogee, J. Comparing and evaluating process-based ecosystem model predictions of carbon and water fluxes in major biomes. Global Change Biology 11: 22112233. New, M., Hulme, M. & , P.D. Representing twentieth century space-time climate variability. Part 2: development of 1901-1996 monthly grids of terrestrial surface climate 13: 22172238. & Helmisaari, H. Silvics of north European trees: Compilation, comparisons and implications for succession modelling. 42: 7993. Bilaga B 23 SOU 2007:60 20 Räisänen, J., , U., Ullerstig, A., Döscher, R., , , , C., , M., , P. & , U. GCM driven simulations of recent and future climate with the Rossby Centre coupled atmosphere - Baltic Sea regional climate model RCAO. Reports Meteorology and Climatology (RMK), No. 101, Swedish Meteorological and , . Rounsevell, M.D.A., Reginster, I., Araújo, M.B., , T.R., Dendoncker, N., , F., House, J.L., Kankaanpää, S., Leemans, R., Metzger, M.J., , C., , P. & Tuck, G. A coherent set of future land use change scenarios for Europe. Agriculture, Ecosystems & Environment 11: 5768. Sitch, S., , B., , I.C., Arneth, A., Bondeau, A., , , , J., , S., Lucht, W., Sykes, M., Thonicke, K. & Venevsky, S. 2003. Evaluation of ecosystem dynamics, plant geography and terrestrial carbon cycling in the LPJ Dynamic Global Vegetation Model. Global Change Biology 9: 161185. , B., , I.C. & Sykes, M.T. Representation of vegetation dynamics in modelling of terrestrial ecosystems: comparing two contrasting approaches within European climate space. Global Ecology and Biogeography 10: 621637. Sykes, M.T. & , I.C. Boreal futures: modelling the controls on tree species range limits and transient responses to climate change. Water, 82: 415428. Sykes, M.T., , I.C. & , W. 1996. A bioclimatic model for the potential distributions of north European tree species under present and future climates. 23: 203233. Climate and Plant Distribution. , , U.K , , , S. & Häme, T. Estimating net primary production of boreal in and from field data and remote sensing. 15: 161170. Bilaga B 24 Bedömningar av klimatförändringars effekter på växtproduktion inom jordbruket i , 750 07 , , , , , , , ¹Institutionen för Växtproduktionsekologi, Box 7043, Fax: : Underlagsrapport utarbetad för Klimat- och sårbarhetsutredningen Bilaga B 24 SOU 2007:60 2 SOU 2007:60 Bilaga B 24 3 Innehåll Förord................................................................................. 9 Allmän sammanfattning.................................................................... 11 Markanvändning ...................................................................... 11 Odlingsperiod .......................................................................... 13 Vattentillgång ........................................................................... 14 Växtskadegörare....................................................................... 15 Ogräs ....................................................................................... 17 Kvalitet...................................................................................... 17 Växtnäringsläckage .................................................................. 19 Anpassning ............................................................................... 20 Forskningsbehov...................................................................... 24 General summary (in English) ......................................................... 27 Land use.................................................................................... 27 Growing period ........................................................................ 29 Water availability...................................................................... 30 Crop pests ................................................................................ 31 Weeds ....................................................................................... 33 Quality...................................................................................... 34 Nutrient leaching ..................................................................... 36 Adaptation................................................................................ 37 Research requirements............................................................. 41 Sammanfattningar av respektive avsnitt .......................................... 43 Markanvändning ...................................................................... 44 Vattentillgång ........................................................................... 46 Växtskadegörare....................................................................... 49 Ogräs ....................................................................................... 52 Kvalitet...................................................................................... 53 Växtnäringsläckage .................................................................. 56 Introduktion...................................................................................... 60 Bilaga B 24 SOU 2007:60 4 1 Markanvändning .........................................................64 1.1 Bakgrund...................................................................................64 Faktorer som påverkar användningen av jordbruksmark ......64 Markegenskapernas effekter på markanvändning ..................65 Markanvändningens historiska utveckling .............................66 1.2 Konsekvenser av klimatförändringar ......................................69 Produktionsområden vandrar norrut......................................69 1.3 Jordbrukets ekonomiska förutsättningar ...............................73 Globala socioekonomiska förutsättningar..............................75 Priser på produkter och insatsvaror ........................................79 1.4 Produktivitet.............................................................................85 Teknikutveckling......................................................................86 Koldioxideffekter .....................................................................88 Klimatförändring......................................................................89 1.5 Markanvändning för som en region...........................92 ATEAM ....................................................................................92 1.6 Markanvändning i enskilda länder...........................................96 ATEAM ....................................................................................96 ACCELERATES .....................................................................99 1.7 Diskussion ..............................................................................102 Jämförelse mellan ACCELERATES och ATEAM..............102 Bioenergiodling ......................................................................106 1.8 Referenser ...............................................................................106 Muntlig kommunikation........................................................107 2 Vattentillgång...........................................................108 2.1 Introduktion och bakgrund...................................................108 Odlingen påverkas av vattenklimatet ....................................108 Resursutnyttjande ..................................................................110 Skillnader inom landet ...........................................................110 2.2 Odlingsperiod för vårsådda grödor.......................................111 Tidpunkt för vårbruk .............................................................111 Tidpunkt för skörd.................................................................114 Odlingsperiod.........................................................................116 SOU 2007:60 Bilaga B 24 5 2.3 Odlingsperiod för höstsådda grödor .................................... 117 Tidpunkt för höstsådd........................................................... 117 Start av tillväxt ......................................................... 119 Tidpunkt för skörd ................................................................ 119 Odlingsperiod ........................................................................ 121 2.4 Vattenbalans ........................................................................... 122 2.5 tillväxt samt vatten- och kvävebehov ...................... 129 Vattenbehov ........................................................................... 133 Kvävebehov ............................................................................ 136 Alternativa skördeintervall .................................................... 139 2.6 Sammanfattande diskussion .................................................. 140 Referenser............................................................................... 144 Muntlig kommunikation ....................................................... 145 3 Växtskadegörare ....................................................... 146 3.1 Inledning................................................................................. 146 3.2 Historik .................................................................................. 146 3.3 Nuvarande växtskyddsproblem............................................. 148 Potentiella skördeförluster av skadegörare .......................... 148 Användning av kemiska medel.............................................. 149 Betydelsefulla skadegörare .................................................... 150 3.4 Vädrets inverkan på skadegörare........................................... 154 Vindens betydelse .................................................................. 156 3.5 Effekter på skadegörare och gröda vid förändrat klimat..... 157 Insekter................................................................................... 157 Insektsöverförda virussjukdomar ......................................... 162 Svampsjukdomar .................................................................... 164 Ändrad synkronisering mellan grödors och skadegörares utveckling......................................................... 166 3.6 Regionala skillnader vid ett förändrat klimat ....................... 169 Insekter och virussjukdomar................................................. 170 Svampsjukdomar .................................................................... 171 3.7 Effekter av förändrad odlingsstruktur och arealfördelning vid förändrat klimat ..................................... 172 Bilaga B 24 SOU 2007:60 6 3.8 Konsekvenser och anpassningsmöjligheter ..........................173 Insekter ...................................................................................173 Svampsjukdomar ....................................................................174 3.9 Sammanfattning......................................................................176 Skillnader i angrepp mellan olika delar av landet..................177 Effekter och sårbarhet i jordbruket.......................................179 3.10 Referenser ...............................................................................181 4 Ogräs ......................................................................186 4.1 Ogräsflorans artsammansättning ..........................................187 Ogräsflorans förändring ........................................................188 Direkt inverkan av klimatförändringar på ogräsflorans sammansättning......................................................................190 Indirekt effekt av klimatförändringar på ogräsflorans sammansättning......................................................................192 Sammanfattning – förändringar i ogräsfloran.......................193 4.2 Klimatförändringens effekt på bekämpningsbehovet ..........194 4.3 Sammanfattande diskussion...................................................197 Effekten av framtida klimatförändringar på bekämpningsbehovet av ogräs i ................................197 Referenser ...............................................................................198 Muntlig information ..............................................................199 5 Kvalitet....................................................................200 5.1 Bakgrund.................................................................................200 5.2 Kvalitetskrav för svenska växtprodukter i dagens jordbruk ..................................................................................200 Kvalitetskrav för grödor ................................................202 5.3 Konsekvenser av klimatförändringar till ~2085 på olika grödor......................................................................................206 Vårvete ....................................................................................206 Höstvete..................................................................................207 Korn ......................................................................................208 Havre ......................................................................................208 Vårraps ....................................................................................209 SOU 2007:60 Bilaga B 24 7 Höstraps ................................................................................. 210 Potatis ..................................................................................... 210 Sockerbeta .............................................................................. 211 Ärtor och bönor..................................................................... 211 5.4 Sammanfattning ..................................................................... 212 5.5 Referenser............................................................................... 214 6 Växtnäringsläckage ................................................... 216 6.1 Bakgrund ................................................................................ 216 6.2 Direkta klimateffekter på utlakning ..................................... 218 slättbygder ~2085................................................. 219 Övriga regioner ~2085.......................................................... 223 ~2025 ..................................................................................... 223 HADAM3H........................................................................... 224 6.3 Indirekta klimateffekter på utlakning................................... 224 6.4 Effekter av förändringar i markanvändning ......................... 225 6.5 Sammanfattning och jämförelse med tidigare studier ......... 226 Kväveläckage .......................................................................... 226 Fosforläckage ......................................................................... 229 6.6 Möjliga åtgärder ..................................................................... 230 6.7 Slutsatser................................................................................. 231 6.8 Referenser............................................................................... 232 Muntlig kommunikation ....................................................... 233 7 Appendix................................................................. 234 7.1 Markanvändning .................................................................... 234 Bakgrund ................................................................................ 234 Jordbrukets ekonomiska förutsättningar ............................. 235 Markanvändning för som en region......................... 236 Markanvändning i enskilda länder ........................................ 237 Bilaga B 24 SOU 2007:60 8 7.2 Vattentillgång .........................................................................237 Bakgrund.................................................................................237 Vårsådda grödor .....................................................................238 Höstsådda grödor...................................................................239 tillväxt samt vatten- och kvävebehov.......................241 7.6 Näringsläckage .......................................................................242 Nederbörd minus avdunstning..............................................249 SOU 2007:60 Bilaga B 24 9 Förord Denna studie är ett utredningsuppdrag för Klimat- och såbarhetsutredningen och består av sex delstudier: 1. Markanvändningsscenarier, med uppdraget att utreda utifrån publicerade studier hur klimatförändringarna kommer att påverka olika delar av och hur detta påverkar svenskt jordbruks konkurrenskraft. Analysera antaganden och eventuella resultat om prisskillnader mellan olika grödor, och deras respektive arealfördelning. (och ). Vattentillgång, med uppdraget att bedöma effekter av förändrade vattenförhållanden på olika grödors produktivitet, baserat främst på förändringar i nederbörd, men i viss uträckning också temperatur. En uppskattning av förändrad produktivitet per gröda och totalt i olika tidsperspektiv. (och ). Växtskadegörare, med uppdraget att bedöma effekter av förändrade klimatförhållanden på risken för (både befintliga och potentiellt nya) virus-, svamp- och insektskador hos grödor, samt behovet av förändrade bekämpningsmetoder jämfört med dagsläget. Ogräs, med uppdraget att bedöma effekter av förändrade klimatförhållanden på ogräsförekomst. () 5. Kvalitet, med uppdraget att bedöma effekter av förändrade klimatförhållanden på kvalitetsparametrar hos olika grödor och vall (, ). Växtnäringsläckage, med uppdraget att bedöma effekter av förändrade klimatförhållanden på kväve- och fosforläckage från åkermarken. Bilaga B 24 SOU 2007:60 10 Studien har gjorts i samarbete med utredningsuppdraget Framtidsanalys av svenskt jordbruk – odlingssystem och jordbrukslandskap i förändring vid Fakulteten för Naturresurser och Lantbruksvetenskap vid SLU, . Studien avser att sia om en framtid som är okänd, och alla förutsägelser måste betraktas som mycket osäkra. Trots att alla beräkningar alltså i grunden är ytterst osäkra uttrycker vi oss oftast säkert, t.ex. det blir så här och så här. Skälet till detta är att det blir onödigt tyngande att ständigt upprepa osäkerheten. Därför ber vi läsaren att hålla i minnet att alla redovisade resultat är förutsägelser, som dessutom bygger på klimatscenarier som också är förutsägelser, och resultaten bör användas med detta i åtanke. Alla klimatscenarier avser medelvärden över en , men av praktiska skäl uttrycker vi dem med enbart ett årtal och beteckningen ~ som här alltså betyder att årtalet representerar medelförhållanden kring detta år. Klimatperioder som används är ~2025 = 20112040 och ~2085 = 20712100. Som referensklimat används normalt perioden 196190 som betecknas ~1975. klimatscenarier har använts för bedömningar i avsnitt 26. I avsnitt 1 analyseras resultaten från studier som använt andra klimatscenarier. Studien är ett tidsbegränsat utredningsuppdrag som utförts av vetenskapligt utbildade forskare. Bedömningarna kan dock ej betraktas vara strikt vetenskapliga eftersom klimatkartorna avlästs visuellt och det givna tidsutrymmet begränsat möjligheterna att genomföra kvalificerade beräkningar.