Smaller farm size and ruminant animals are associated with increased supply of non-provisioning ecosystem services

To balance trade-offs between livestock's negative environmental impacts and their positive contributions (e.g. maintaining semi-natural grasslands, varied agricultural landscapes and crop rotations), a better understanding is needed of how the supply of ecosystem services differs across farms. We analysed a suite of indicators for non-provisioning ecosystem services on a large subset of Swedish farms (71% of farms, covering 82% of agricultural land) and related these to farm type, farm size and livestock density. The analysed indicators exhibited clear geographical patterns with hotspots especially in less productive regions. Controlling for this spatial variation we still found that small-scale and ruminant farms were associated with more varied landscapes, small-scale habitats, semi-natural grasslands and better crop sequences compared to nearby farms specialised in crop production, while farms specialising in monogastric livestock were associated with less varied landscapes and inferior crop sequences. Results for cultural ecosystem services indicated that farms with more semi-natural grassland were associated with more visitors and more likely located within designated recreation or nature conservation areas

A large share of climate impacts of beef and dairy can be attributed to ecosystem services other than food production

Domesticated ruminants supply nutrient-dense foods but at a large environmental cost. However, many ruminant production systems are multi-functional, providing ecosystem services (ES) other than direct provision of food. When quantifying the climate impact of ruminant products using life cycle assessment (LCA), provisioning ES (i. e. beef and milk) are generally considered the only valuable outputs and other ES provided are ignored, which risks overlooking positive contributions associated with ruminant production. Non-provisioning ES can be included in LCA by economic allocation, using compensatory payments (through agri-environmental schemes) as a proxy for the economic value of ES. For example, farmers can receive payments for maintenance of pastures, which supports e.g. pollination. However, the association between different payment schemes, the ES provided, and livestock production is not always straightforward and it can be difficult to determine which payment schemes to include in the allocation. This study examined how accounting for ES in quantification of climate impact for beef and milk production on Swedish farms was affected by different ways of coupling ES to livestock production through payment schemes. Quantification was done using LCA, attributing the climate impact to beef, milk, and other ES by economic allocation. This resulted in <1-48% and 11-31% of climate impacts being allocated to other ES, instead of beef and milk, respectively, affecting suckler farms most. The results were influenced by which payment schemes, representing different ES, that were included; when only payments directly related to livestock rearing were included, the difference in the climate impact was still large between farm types, while the difference decreased considerably when all environmental schemes were included. While emissions do not disappear, ES-corrected climate impact can potentially be useful as part of consumer communication or in decision-making, reducing the risk of overlooking ES provided by ruminant production in a simpler way than using separate indicators

Regional variation in climate impact of grass-based biogas production: A Swedish case study

Transitioning from a fossil economy to a bio-economy will inevitably increase the demand for biomass production. One strategy to meet the demand is to re-cultivate set-aside arable land. This study investigated the climate impact and energy potential of grass-based biogas produced using fallow land in Uppsala municipality, Sweden. The assessment was performed on regional level for more than 1000 individual sites, using the agro-ecosystem model DeNitrification DeComposition (DNDC) in combination with time-dynamic life cycle assessment methodology. The results showed that the system could significantly increase biogas production within the region, which would reduce the climate impact by 9950 Mg CO2-eq per year. Compared with diesel fuel, the grass-based biogas gave a GWP reduction of 85%. However, the site-specific GWP reduction showed large spatial variability, ranging between 102 and 79% compared with diesel fuel, depending on where in the region the grass was cultivated. Two alternative scenarios were investigated, increased mineral N fertilisation and inclusion of N-fixing crops in the feedstock mixture. The highest mitigation per biogas energy produced was found for the N-fixing scenario but, because of lower yields, this scenario had lower total mitigation potential for the region than the increased fertilisation scenario. The increased fertilisation scenario had a lower climate mitigation effect per biogas energy produced, but the highest mitigation potential when the whole region was considered, because of the increased biogas production. The method applied in this study can guide land-use planning of local energy production from arable land, also for other regions. (C) 2020 The Author(s). Published by Elsevier Ltd

Förluster av svenskt nötkött inom primärproduktion och slakt

Förluster i primärproduktionen ökar matens miljöavtryck. Nötköttsproduktionen har en betydande klimatpåverkan och förluster som sker inom denna är därför angelägna att belysa. I denna rapport kartläggs och kvantifieras förluster i produktionskedjan av svenskt nötkött från gård till slakt. Rapporten tar upp förluster i form av dödfödda kalvar, kalvdödlighet, dödlighet bland äldre djur, kassation vid besiktning före och efter slakt. Dessutom belyses hanteringen av livsmedelsdugliga köttbiprodukter på slakterierna i rapporten. Syftet med denna rapport är att kartlägga och belysa de förluster som sker inom primärproduktionen av nötkött, eftersom dessa har koppling till sektorns klimatpåverkan. Minst 18 procent av djuren som dog 2012 gick inte till slakt, utan föddes döda, självdog eller avlivades. Räknat som levandevikt förlorades i storleksordningen 24 000 ton djur motsvarande cirka 12 000 ton slaktvikt (kött med ben). Relaterat till den slaktade vikten 2012 utgjorde förlusterna 9 procent. Förlusterna av djurkroppar motsvarar 220 000 ton CO2 e/år räknat som klimatpåverkan (förlorad vikt multiplicerat med klimatavtrycket före förlusterna). Som jämförelse sparade de sammanlagda åtgärderna inom Naturvårdsverkets klimatinvesteringsprogram ca 630 000 ton CO2 e/år, och det svenska etappmålet för Begränsad klimatpåverkan innebär att växthusgasutsläppen år 2020 ska vara 20 miljoner ton CO2 e lägre (för den icke utsläppsrättshandlande sektorn) i förhållande till 1990 års nivå. Även om en total eliminering av alla förluster inte är realistiskt står det klart att genom minskade förluster inom nötköttsproduktionssektorn kan ett inte oväsentligt bidrag till etappmålet ges. Fördjupade analyser krävs för att bedöma hur mycket det är rimligt att kunna minska dessa förluster. I samband med kalvning och under kalvens första månad dör ett betydande antal kalvar, och det finns flera olika orsaker till detta. Bland annat får kvigor fler dödfödda kalvar än kor som kalvat förut, och dödligheten är större bland mjölkraser än köttraser. Detta skulle kunna bero delvis på att en del tjurkalvar i mjölkproduktion avlivas i tidig ålder för att det inte är lönsamt att föda upp dem, men rapporten har inte analyserat orsaker till dödligheten utan bara kartlagt antal djur som dör. Majoriteten av avlivade eller självdöda djur var dock äldre än 6 månader, och utgjorde 85 procent av den förlorade vikten. Andelen mjölkkor som dör eller avlivas i besättningarna har ökat och de står nu för en betydande del av den totala dödligheten bland nötkreatur. Kassationen vid slakt är förhållandevis låg och utgörs mängdmässigt framförallt av de djur som helkasseras (0,22 procent av de besiktigade slaktkropparna). Kartläggningen visar att de största slakterierna tar hand om en stor andel av köttbiprodukterna för vidare användning som livsmedel, inklusive detaljer som exporteras. Små slakterier har däremot sämre förutsättningar att tillvarata köttbiprodukter. Ett djur måste vara friskt och kunna stödja på samtliga ben för att det ska få transporteras till slakt. Djur som råkat ut för olyckshändelser, men som annars skulle ha varit friska kan nödslaktas på gården om särskilda krav beaktas. Idag sker detta i väldigt liten omfattning och istället kasseras djur, trots att köttkvalitén troligen inte är nedsatt. Det finns därför skäl att diskutera hur en större andel av dessa djur skulle kunna komma in i livsmedelskedjan igen. 2 För att kunna utforma riktade insatser för att minska förlusterna bör dödligheten kartläggas och följas upp för olika djurkategorier och åldersgrupper. Centrala Nötkreatursregistret (CDB) utgör ett unikt underlag och skulle kunna användas i betydligt större utsträckning för årliga uppföljningar av dödligheten inom den svenska nötkreaturssektorn. Förutom kalvdödlighet som redovisas i årliga statistiska meddelanden, vore det värdefullt om dödligheten för fler åldersgrupper publicerades. Slutligen, att djur dör i onödan är både ett djurvälfärdsproblem, ett ekonomiskt problem för lantbrukarna och ett klimatrelaterat samhällsproblem. Förbättrad djurhälsa kan vara en aspekt för att minska förlusterna inom nötköttsproduktionen, men även bättre omhändertagande av djurkropparna från djur som avlivas på gården kan vara en framgångsfaktor

Effect of short-term perennial leys on life cycle environmental performance of cropping systems: An assessment based on data from a long-term field experiment

Modern agriculture's dependence on the intensive use of inputs, such as chemical fertiliser and pesticides, leads to high environmental impacts and, possibly, vulnerability in food security, since most of these inputs are im-ported from other countries. This calls for more sustainable and resilient agricultural practices. Diversification of crop rotations, e.g. by including perennial leys, enhances provision of ecosystem services, leading to healthier crops and increased yields. Perennial crops also increase soil organic carbon (SOC) stocks, which is interesting from a global warming mitigation perspective. In addition, legume-rich leys can utilise atmospheric nitrogen (N) through symbiotic association with N2-fixing bacteria. However, few studies have evaluated the effects of short-term perennial leys in rotation on cropping system performance over long periods and under different conditions. In this study, we used data from three sites in a long-term experiment in Sweden (initiated in the 1960 s), in combination with Life Cycle Assessment methodology, to assess the environmental and yield effect of including ley in crop rotations. Two N fertiliser regimes (High, Low) in combination with three six-year crop rotations, consisting of either i) two-year mixed grass-legume ley, ii) two-year pure grass ley or iii) annual crops without ley, were compared. Environmental impacts (climate impact, energy resource depletion, eutrophication poten-tial) of the different combinations were quantified per kg harvested crop (expressed in cereal units, CU) and per hectare. The lowest environmental impact, at all sites, was found for the crop rotation with two-year mixed ley under the Low N regime. On average, this combination resulted in 329 g lower GHG emissions per kg CU than the crop rotation without ley and Low N, primarily due to lower input of chemical N fertiliser, which reduced the impact from fertiliser production and soil N2O emissions. Comparison of mean SOC change over the study period revealed reduced SOC stocks for all rotations and all sites, especially in the rotation without ley. Therefore, including short-term perennial leys, especially leys containing legume species, in crop rotations can be a useful tool in meeting policy targets on reducing the environmental impacts of agriculture, and in reducing the dependence on purchased agricultural commodities. However, despite the potential benefits of rotational leys, the market demand for the produced ley biomass may be insufficient. Hence, incentives to increase demand are necessary to promote large-scale adoption, for example, for use in bioenergy production and feed

Less meat, more legumes: prospects and challenges in the transition toward sustainable diets in Sweden

The Western diet is characterized by high meat consumption, which negatively affects the environment and human health. Transitioning toward eating more plant-based products in Western societies has been identified as a key instrument to tackle these problems. However, one potential concern is that radically reducing meat in the current diet might lead to deficiencies in nutritional intake. In this paper, we explore a scenario in which meat consumption in Sweden is reduced by 50% and replaced by domestically grown grain legumes. We quantify and discuss the implications for nutritional intake on population level, consequences for agricultural production systems and environmental performance. The reduction in meat consumption is assumed to come primarily from a decrease in imported meat. We use data representing current Swedish conditions including the Swedish dietary survey, the Swedish food composition database, Statistics Sweden and existing life cycle assessments for different food items. At population level, average daily intake of energy and most macro- and micro-nutrients would be maintained within the Nordic Nutrition Recommendations after the proposed transition (e.g., for protein, fat, zinc, vitamin B12 and total iron). The transition would also provide a considerable increase in dietary fiber and some increase in folate intake, which are currently below the recommended levels. The transition scenario would increase total area of grain legume cultivation from 2.2% (current level) to 3.2% of Swedish arable land and is considered technically feasible. The climate impact of the average Swedish diet would be reduced by 20% and the land use requirement by 23%. There would be a net surplus of approximately 21,500 ha that could be used for bioenergy production, crop production for export, nature conservation, etc. Implementation of this scenario faces challenges, such as lack of suitable varieties for varying conditions, lack of processing facilities to supply functional legume-based ingredients to food industries and low consumer awareness about the benefits of eating grain legumes. In sum, joint efforts from multiple actors are needed to stimulate a decrease in meat consumption and to increase cultivation and use of domestically grown grain legumes

What can we learn from the past? Tracking sustainability indicators for the Swedish dairy sector over 30 years

CONTEXT: The dairy sector has undergone profound transformation over recent decades, resulting in considerably fewer but larger and more specialised farms, with unclear implications across sustainability dimensions.OBJECTIVE: The objective was to develop and employ a framework for assessing sustainability in the Swedish dairy sector to shed light on how recent historical developments (1990-2020) have influenced sustainability outcomes.METHODS: Using a data-driven, multidisciplinary approach, main areas of concern for sustainability in the primary production stages of the dairy sector were identified. These were then populated with indicators to track developments over time and highlight synergies and trade-offs.RESULTS AND CONCLUSIONS: Four areas of concern were identified and populated with eight indicators (listed in brackets): 'supporting ecosystems' (semi-natural grassland area, ley area, mean field size), 'climate impact' (methane from enteric fermentation), 'animal welfare' (veterinary treatments, percentage of culled cows due to diseases) and 'farm viability' (competitive wages, farmer age structure). The results showed that area of seminatural grassland per dairy cow decreased by 27% from 2003 to 2020. Area of ley per cow decreased slightly but the proportion of arable land on dairy farms devoted to ley cultivation increased, due to improved roughage quality enabling an increase in proportion of roughage in feed rations. In terms of climate impact, enteric methane emissions per kg milk decreased by 21%. Regarding animal welfare, veterinary treatments of diseases decreased from 45% to 21% over the 30 years, with declining trends for most recorded diseases except hoof disease. The indicators for farm viability showed that the average dairy farm was unable to pay a wage com-parable to the national average throughout most of the period 2004-2020, but a slightly positive trend was observed, although with large year-on-year variability. A rapid change in age structure was seen between 2003 and 2020, with the proportion of land managed by older farmers (+60 years) increasing from 12% to 22%, indicating challenges with demographic viability.SIGNIFICANCE: Tracking changes over time across sustainability dimensions gives important insights into improvements made and challenges that remain to be solved. Overall, developments in the Swedish dairy sector have diminished its capacity to support ecosystems, particularly related to semi-natural grasslands, while reducing its climate impacts and improving animal welfare. An increased specialisation has also resulted in spillover effects where services and impacts have shifted from dairy herds to specialised beef herds. These findings are important in navigating policy processes targeting developments in the dairy sector

Avloppsfraktioner från enskilda kretslopp

För att uppnå ett hållbart jordbruk är det nödvändigt att växtnäringen från livsmedelsproduktion, annan odling och konsumtion av varor återförs i ett kretslopp, främst till jordbruket. Detta framgår tydligt av andemeningen i riksdagens miljömål God bebyggd miljö och delmålet att ”senast år 2015 skall minst 60 procent av fosforföreningarna i avlopp återföras till produktiv mark, varav minst hälften bör återföras till åkermark”. En fjärdedel av Stockholms läns enskilda avlopp har sluten tank för klosettvattnet. För att lantbruket ska acceptera återföring av klosettvatten krävs en tillfredsställande hygienisering, vilket kan ske bland annat genom våtkompostering, ammoniakhygienisering eller långtidslagring. Lantbruket har en central roll som mottagare och användare av avloppsprodukter och behöver involveras i ett tidigt skede av processen. Kommunen har en central roll i planering och åstadkommande av kretsloppslösningar för avfall och avloppsfraktioner. I och med att detta är områden där ny kunskap och nya strukturer utvecklas är det viktigt att sammanställa och tillgängliggöra kunskap och erfarenheter. Föreliggande rapport beskriver kretslopp av klosettvatten samt kretsloppssatsningar för urin och klosettvatten som genomförts i Stockholmsregionen. Några slutsatser är: Litteraturgenomgången visar på det finns en god potential att föra källsorterade avloppsfraktioner i kretslopp. De är rena, innehåller mycket näring och Naturvårdsverket (2006) anser att kommunerna bör ha system för återföring av källsorterade avloppsfraktioner till kretsloppet. De redovisade fallstudierna visar att det faktiskt också händer mycket i Stockholmsregionen, i projekt där kommuner, LRF, Stockholms Läns Landsting via sitt Miljöbidrag, Länsstyrelsen samt boende varit engagerade. Flera av de system som redovisas i rapporten har institutionella frågetecken. System för kretslopp av avloppsfraktioner organiserar sig inte själva, tvärtom innebär de att flera aktörer skall samverka på ett sätt som de oftast inte har någon erfarenhet av och som existerande ramverk, i form av kommunens struktur, styrdokument och lagstiftning etc inte är utvecklat för. Arbetet med att utveckla och anpassa ramverken pågår, t ex är det nu klart att urin och klosettvatten är att betrakta som avfallsfraktioner, vilket innebär att renhållningshuvudmännen har ett övergripande ansvar och de har också börjat ta sig an dessa fraktioner. Av de i rapporten redovisade projekten framgår att en av de viktigaste frågorna för att få källsorterade avloppsfraktioner i kretslopp är hur de kommunala VA- och avfallstaxorna skall utformas för att styra mot de för miljö och ekonomi bästa lösningarna. Slutligen – drivande och ansvarstagande aktörer behövs i hela processen. Det finns drivande aktörer i regionen vilket gör att kretsloppssystemen utvecklas, sakta men säkert. Kommuner som kliver fram och initierar aktiviteter och LRF som möter upp med kompetens och lösningar, samt sist men inte minst SLL miljöbidrag och Länsstyrelsen som med framsynt finansiering av utvecklingsprojekt, sammantaget ger dessa aktörer en klar potential för framgång

Closing the food loop – guidelines and criteria for improving nutrient management

As global consumption expands, the world is increasingly facing threats to resource availability and food security. To meet future food demands, agricultural resource efficiency needs to be optimized for both water and nutrients. Policy makers should start to radically rethink nutrient management across the entire food chain. Closing the food loop by recycling nutrients in food waste and excreta is an important way of limiting the use of mineral nutrients, as well as improving national and global food security. This article presents a framework for sustainable nutrient management and discusses the responsibility of four key stakeholder groups—agriculture, the food industry, consumers, and waste management—for achieving an effective food loop. In particular, we suggest a number of criteria, policy actions, and supporting strategies based on a cross-sectoral application of the waste hierarchy