Kun for nørderne - forstå detaljerne i Bjørn Molt Petersens analyse af landbrugspakken

Forskeren Bjørn Molt Petersen har skrevet en analyse, som sår tvivl om det videnskabelige grundlag bag landbrugspakken. Her følger en teknisk gennemgang af, hvad Bjørn Molt Petersens arbejde går ud på.

Advarsel: Nedenstående er kun egnet for læsere, som virkelig har lyst eller behov for at sætte sig ind i den videnskabelige problematik.

Baggrunden for metodeproblemerne:

Problemerne med forudsætningerne bag landbrugspakken centrerer sig om begrebet marginaludvaskning. Marginaludvaskning er et udtryk for, hvor stor en procentdel af den sidst tilkomne mængde kvælstof der bliver udvasket fra rodzonen (dér hvor planternes rødder stopper), når der tilføres en given mængde ekstra kvælstof.

Marginaludvaskning betegner således, hvor stor en procentdel af den ekstra tilførte mineralske kvælstof der bliver udvasket fra marken. Marginaludvaskningen er afgørende for kvælstofregnskabet for landbrugspakken, da den direkte påvirker, hvor meget ekstra kvælstof der vil blive udvasket til miljøet, når man tillader mere kvælstof på markerne.

I årevis har marginaludvaskningen bevæget sig mellem 27 og 33 procent.

Med landbrugspakken skete der et skifte.

Forskerne ved Aarhus Universitet bruger såkaldte NLES-modeller (Nitrate Leaching Estimator) til at beregne mængden af udvasket kvælstof. NLES er en samling af matematiske ligninger, som beregner kvælstofudvaskningen, efter at man har anvendt variabler som jordtype, afgrøder, nedbør, afstrømning og kvælstofmængde. Med landbrugspakken brugte man for første gang marginaludvaskningsprocenten fra NLES-4-modellen på blot 18 procent til egentlig lovgivning. NLES-4 blev til i december 2008 i »Reestimation and further development in the N-Les, N-LES-3 to N-LES-4«. Men først med landbrugspakken blev marginaludvaskningsprocenten fra modellen for alvor relevant, netop fordi landbrugspakken tillader mere gødning.

Den forudgående NLES-model, NLES-3, har eksempelvis en marginaludvaskningsprocent på 33 procent, så springet er markant og har stor betydning for, at landbrugspakkens samlede kvælstofregnskab endte med at se miljøvenligt ud.

NLES-modellerne er såkaldt empiriske regnemodeller, som er udviklet på data, der kan være op til 20-30 år gamle. Københavns Universitet vil slet ikke bruge denne type regnemodeller, men bruger i stedet såkaldt mekanistiske regnemodeller, som kræver flere oplysninger og detaljer.

Præmisserne for de metodiske problemer:

Når man arbejder med matematiske beregningsmodeller, er det afgørende at få valideret sin regnemodel. Uafhængige data, der ikke er blevet brugt til at udvikle modellen, skal gerne bekræfte regnemodellen, så man ved, at den regner rigtigt.

For NLES-4 vil en validering se således ud:

Marginaludvaskningsprocent fra NLES-4 (beregningsmodel) = Marginaludvaskningsprocent fra uafhængige markforsøg (virkelighed).

De to tal på hver side af lighedstegnet skal gerne være i samme størrelsesorden. Ellers er der noget galt.

Forskerne bag beregningerne til landbrugspakken hævder i de bagvedliggende notater til landbrugspakken, at denne afvejning er foretaget.

På beregningssiden bruger forskerne en marginaludvaskning »på ca. 1/5«, fremgår det af et såkaldt tilbagerulningsnotat fra 11. november 2015. Virkelighedssiden består af fem markforsøg fra fem videnskabelige artikler. Forskerne anfører noget løst en marginaludvaskning fra disse forsøg, som varierer mellem alt fra 0 til 30 procent.

Forskernes vægtskål ser således sådan ud:

Ca. 20 procent (beregningsmodel) = 0 - 30 procent (virkelighedssiden).

I notaterne bag landbrugspakken foregiver man, at model og markforsøg stemmer overens:

»Ud fra det ovenstående vurderes det imidlertid, at niveauet for marginaludvaskning beregnet med NLES4 er i overensstemmelse med det niveau, der er fundet i nationale og internationale studier, hvor der er gødet under økonomisk optimum,« står der i det såkaldte tilbagerulningsnotat.

Pengene passer, hævder man således.

Nogle af de selvsamme forskere fra Aarhus Universitet har ellers i tidligere notater været fuldt klar over, at der var problemer med NLES-4. I den oprindelige beskrivelse af NLES-4 fra 2008 hedder det: ”The Model has not been validated using independent data or any kind of cross-validation.« Og i rapporten »National kvælstofmodel – Oplandsmodel til belastning og virkemidler« fra GEUS og Aarhus Universitet i 2015 – altså samme år, som man accepterer NLES-4 og de 20 procent – står der:

»Der er ikke gennemført en tilsvarende validering af NLES4 modellen. Det er dog fundet, at NLES4 beregner en forholdsvis lav udvaskningsrespons på en ændring i gødningstilførsel.«

Forskerne ved altså godt, at der er udfordringer med NLES4s marginaludvaskning.

De metodiske problemer:

Bjørn Molt Petersens gennemgang af hvert markforsøg viser, at gennemsnittet fra markforsøgene rettelig burde hedde 37,8 procent (herefter 38 procent) på virkelighedssiden.

NLES4s marginaludvaskning på 18 procent er flerårig. Og skal modellen valideres, skal man sammenligne samme antal år på virkelighedssiden med samme antal år på beregningssiden.

Det ligger i NLES4-modellen, at 45 procent kvælstof udvaskes det første år, de resterende 55 procent de efterfølgende 2-6 år. Så det korrekte tal på beregningssiden er 45 procent af 18 procent = 8,1 procent (herefter 8 procent).

En mere præcis vægtskål ville derfor se således ud:

8 procent (beregningssiden) = 38 procent (virkelighedssiden). Bruger man medianen hedder tallet 28,5 procent.

Når virkelighedssiden er tre-fem gange så stor som på beregningssiden, tyder det på, at noget er grundlæggende galt.

Bjørn Molt Petersen vurderer derudover, at man har begået yderligere en metodisk fejl, fordi NLES-4 ikke i tilstrækkelig grad tager højde for, at en øget mængde kvælstof på markerne fører til en markant større marginaludvaskning.

Han har lavet en kopi af NLES-4, som viser en næsten lineær stigning mellem andelen af kvælstof på markerne (x-akse) og marginaludvaskning (y-akse). Men jo mere kvælstof man hælder på markerne, jo mindre kvælstof optager planterne, fordi de på et tidspunkt bliver mætte, og det betyder, at udvaskningen vil stige. Fænomenet er beskrevet i flere forskningsartikler. Med matematiske termer viser NLES-4 altså en nærmest lineær udvikling (faktisk flader den en smule ud), mens den korrekte udvikling nærmere burde være kurvet eller eksponentiel, når man gøder omkring økonomisk optimum. Der er således noget grundlæggende galt med regnemodellen, konkluderer Bjørn Molt Petersen.

Konsekvenserne af de metodiske problemer:

Bl.a. med afsæt i ovenstående udleder Bjørn Molt Petersen:

- Den anvendte regnemodel er aldrig blevet bekræftet. Man kender end ikke usikkerheden.

- Problemerne med den anvendte regnemodel er så store, at man lige så vel kunne have holdt fast i den tidligere regnemodel, NLES-3 med en marginaludvaskning på 33 procent, og det havde givet et markant anderledes regnskab for landbrugspakken med flere tusinde ton ekstra kvælstof til havmiljøet hvert år.

- Usikkerheden om, hvad der kommer til at ske de næste år, når landmænd må gøde mere, er markant større, end man har fortalt danskerne. Og typen af fejl i det forskningsmæssige grundlag vil trække i retningen af, at der vil komme væsentlig mere kvælstof ud i miljøet end de præmisser, landbrugspakken blev vedtaget på.

Du kan læse Bjørn Molt Petersens originale analyse her.

Du kan læse artiklen om Bjørn Molt Petersen her.