Beurteilung potenzieller Gefährdungen

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1 Beurteilung potenzieller Gefährdungen 1. Kennwerte / Indikatoren 2. Eintragsbezogene Gefährdungen - Auswaschung - Bodenerosion Dr. Norbert Feldwisch Ingenieurbüro Feldwisch Karl-Philipp-Straße Bergisch Gladbach Tel info@ingenieurbuero-feldwisch.de Folie 1

2 1. Kennwerte / Indikatoren (Auswahl) Nährstoffe (Stickstoff, Phosphor) - Düngermengen, Düngerarten - Nährstoffbilanzen, - Nährstoffgehalte in Böden - Auswaschungs- und Erosionsgefährdung (potenzielle u. tatsächliche) Sedimente (Bodenerosion) - potenzielle und tatsächliche Erosionsgefährdung - Einzelfaktoren wie Hangneigung und -länge, Fruchtfolge, Bodenbearbeitung etc. Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe - Anwendungsmengen und -häufigkeiten - Wirkstoffeigenschaften (Koc-Werte) - Erosions- und Abflussgefährdung und Schwermetalle und Tierarzneimittel-Wirkstoffe werden hier nicht weiter betrachtet. Folie 2

3 2. Eintragsbezogene Gefährdungen 2.1 Auswaschung von Nährstoffen Folie 3

4 Auswaschung von Nährstoffen Düngermengen UBA, Daten zur Umwelt 2011 Fazit! Düngermengen allein nicht aussagekräftig, sondern deren effizienter Einsatz. Folie 4

5 Auswaschung von Nährstoffen Düngerart Beispiel: Phosphatanfall in der Tierhaltung in kg/(ha*a), Projektgebiet in NRW 100 Häufigkeit in % ,3 keine Angabe 54,1 33,2 9,0 1,4 < >110 Zum Vergleich: Bei durchschnittlicher Nutzung der LN mit 48 % Mais, 8 % Getreide, 41 % Grünland + Ackergras und 3 % Kartoffeln bei einem guten Ertragsniveau mittlerer Phosphatentzug = ca kg/(ha*a) Fazit! In Veredelungsregionen treten häufig Nährstoffüberschüsse auf. Folie 5

6 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen UBA, Daten zur Umwelt 2011 Fazit! N-Überschüsse rückläufig, Ziel aber noch nicht erreicht. Folie 6

7 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Quelle: Haas, Bach, Frede 2005 Fazit! Regional große Unterschiede. Hohe N-Überschüsse vorwiegend in Regionen mit Viehhaltung Wirtschaftsdünger rufen oft Bilanzüberschüsse hervor. Folie 7

8 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Phosphor Quelle: Frede & Bach, Uni Gießen Fazit! P-Überschüsse rückläufig, ausgeglichene Bilanz aber noch nicht erreicht. Folie 8

9 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Quelle: Haas, Bach, Frede 2005 Fazit! Regional große Unterschiede. Hohe P-Überschüsse vorwiegend in Veredelungsregionen Wirtschaftsdünger rufen oft Bilanzüberschüsse hervor. Folie 9

10 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Betriebsebene Düngeverordnung: jährliche Erstellung eines 'Nährstoffvergleiches mehrjährige Nährstoffvergleiche (Stickstoff 3 Jahre und Phosphat 6 Jahre) Info! Wasserwirtschaftlich sind geringere Salden anzustreben. N < 50 kg/ha und Jahr; P 2 O 5 < 5 kg/ha und Jahr Folie 10

11 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Bilanzierungsverfahren (nach VDLUFA) Folie 11

12 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Folie 12

13 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Folie 13

14 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffbilanzen Info! Atmosph. Einträge sollten berücksichtigt werden. Alle drei Verfahren haben ihre Berechtigung. Für die Beratung ist die Schlagbilanz sehr bedeutsam. Folie 14

15 Auswaschung von Nährstoffen Flächenutzung 2011: ca (ca. 20 % AF) Datenquelle: Folie 15

16 Auswaschung von Nährstoffen Flächenutzung Regional stark abweichende Flächenanteile des Maisanbaus Zur Karte Prozentualer Maisanteil an der Ackerfläche : Eingeengte Fruchtfolgen oder Monokulturen, wie sie in viehstarken Region Deutschlands vorkommen, sind im Regelfall als Hinweise auf eine nicht standortgerechte Landbewirtschaftung zu interpretieren. Folie 16

17 Auswaschung von Nährstoffen Flächenutzung Quelle: Haas, Bach, Frede 2005 Fazit! Maisanbau korreliert stark positiv mit dem Viehbesatz und indirekt mit den N- und P-Salden, so dass erhöhte Auswaschungsverluste wahrscheinlich sind. Folie 17

18 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste Grünlandumbruch kann zu erhöhten Einträgen beitragen. G. Ostermann / NABU Folie 18

19 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste G. Ostermann / NABU Folie 19

20 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste G. Ostermann / NABU Folie 20

21 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste FFH-Gebiet bei Lissingen Foto: G. Ostermann / Quelle: LfU Bayern, 2010 * inkl. Verluste durch Siedlung/Verkehr sowie statistischer Effekte durch Umdeklaration der Nutzungsschlüssel Folie 21

22 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste Fallbeispiel Lk. Traunstein Acker [ha] Grünland [ha] 1983 ca ca Veränderung + ca ca ca ca Grünlandverlust : 882 ha bzw. 2,4 % bezogen auf die LF: ca. 1 % Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt 2010 Folie 22

23 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste Nutzungsentwicklung Acker/Grünland in ganz Bayern Quelle: Bayerisches Landesamt für Umwelt 2010 Folie 23

24 Auswaschung von Nährstoffen Grünlandverluste Grünlandverluste in Nordrhein-Westfalen Verringerung des Dauergrünlandanteiles an der landwirtschaftlichen Nutzfläche : 5,2 % Landeseigene Rechtsverordnung zur Erhaltung von Dauergrünland (DGL-VO NRW; in Kraft getreten am 12. Februar 2011) Fazit! Erhöhte Nährstoffauswaschungen sind in Folge der festgestellten Umwandlungen von Grünland in Acker zu erwarten. Folie 24

25 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffgehalte Nitratauswaschungsgefährdung Einfluss der Anbaukultur, Sachsen NO 3 -N-Gehalt [kg/ha] Quelle: Nitratberichte aus der Schriftenreihe der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft Mais Ölfrüchte Wi-Getreide So-Getreide Ackerfutter MW Fazit! Große Unterschiede zwischen den Kulturen, Mais besonders hohe Werte. Folie 25

26 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffgehalte P 2 O 5 in den Bodenhorizonten 0-90 cm, Projektgebiet in NRW 100% Häufigkeitsverteilung (%) der P-Gehaltsklassen nach CAL-Methode (VDLUFA) in den untersuchten Bodenhorizonten <= 5 mg/100g 5-9 mg/100g mg/100g mg/100g >= 35 mg/100g 90% 80% 70% % der Bodenproben 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% cm cm cm Fazit! Hohe bis sehr hohe Bodengehalte begünstigen die P-Auswaschung. Folie 26

27 Auswaschung von Nährstoffen Nährstoffgehalte Dränwasser, Projektgebiet in NRW, Einzelergebnisse aus Dezember 2011 Fitrat Originalprobe, ungefiltert NO3 NH4 Portho Pges Cd Cu Zn Probenstellenbezeichnung mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 1. Drän Fläche A (Sammler) 92,0 <0,05 0,060 0,05 <0,0005 <0,0030 <0, Drän Fläche A (Einzeldrän) 95,0 <0,05 <0,030 0,09 <0,0006 0,0056 <0,0100 Entwässerungsgraben Fläche A 37,0 0,05 0,310 0,29 <0,0005 <0,0030 0, Drän Fläche B (Sammler) 87,0 <0,05 0,060 0,07 <0,0005 <0,0030 0, Drän Fläche B (Einzeldrän) 6,1 <0,05 0,060 0,16 <0,0005 <0,0030 0,0120 Entwässerungsgraben Fläche B 7,6 <0,05 0,580 0,39 <0,0005 0,0043 0,0180 Fazit! Phosphor wird bei Bodensättigung auch über das Dränwasser ausgetragen. Folie 27

28 2. Eintragsbezogene Gefährdungen 2.2 Erosionsgefährdung (Nährstoffe, Schwermetalle, Pflanzenschutzmittel) Zu unterscheiden: Standörtliche (= potenzielle) Erosionsgefährdung Nutzungsbedingte Erosionsgefährdung F. Franzke Folie 28

29 Bodenerosion visuelle Anhaltspunkte Verschlämmungen Einträge in Gewässer E. Christoffels Th. Würfel LUA NRW Freigespülte Pflanzen LRA Karlsruhe N. Feldwisch Kreis Viersen O. Ehrmann Lineare Erosionsspuren N. Feldwisch C. Everding Fahrspurerosion Seminar WRRL Qualifizierungsoffensive, Soest 1. Februar 2012 Bodenablagerungen E. Unterseher Übertrittstellen Folie 29

30 Erosion... Steinhauerhäuschen, Aggereinzugsgebiet, Juni 2010 rezente Erosions-/ Abflussspuren sind häufig in Luftbildern zu erkennen. Folie 30

31 Steinhauerhäuschen, 8. Juni 2008 Folie 31

32 Friesenheim, Ortenaukreis Foto: GoogleEarth Folie 32

33 Bodenerosion Einflussfaktoren Niederschlag Menge, Intensität u. Verteilung Landnutzung Acker: Erosionsgefährdung abhängig von Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Bestellverfahren) Grünland, Wald: geringe E.-gefährdung zeitlich und räumlich sehr variabel Boden Bodenart, Vernässung, Humusgehalt, Bodengefüge, Bodenleben Relief Hangneigung und -länge vorgeprägte Abflussbahnen wie Hangmulden etc. räumlich sehr variabel Niederschlag Relief Landnutzung Boden Fotos: LfULG Folie 33

34 Bodenerosion Ermittlung von Erosionsflächen Zwei generelle Ansätze: Zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Ermittlung der Erosionsgefährdung Erosionsmodelle mit hohen Datenbedarf erforderlich Gegenstand: einzelne Flächen oder Kleineinzugsgebiete Anwendungsgebiete: Forschung und bodenschutzrechtliche Gefahrenabwehr Ermittlung der standörtlichen, räumlich differenzierten Erosionsgefährdung Unterschiedlich komplexe Modelle oder konzeptionelle Ansätze Gegenstand: einzelne Flächen bis landes-/bundesweite Auswertungen Anwendungsgebiete: landwirtschaftliche Beratung, Bodenschutzvorsorge, WRRL-Maßnahmenprogramme etc. Eine einfache Möglichkeit: GIS-gestützte Ermittlung erosionsgefährdeter Flächen Folie 34

35 Bodenerosion Beispielhafte Erfassung KS-Faktor Boden- und gefällebedingte Erosionsgefährdung Boden- und gefällebedingte Erosionsgefährdung K * S keine bis sehr geringe <0,05 sehr geringe 0,05 - <0,1 geringe 0,1 - <0,15 mittlere 0,15 - <0,3 hohe 0,3 <0,6 sehr hohe 0,6 Folie 35

36 Bodenerosion Beispielhafte Erfassung Einzugsgebietsgröße Reliefbedingte Abflusskonzentration Reliefbedingte Abflusskonzentration EZG raster [ha] keine bis sehr geringe <0,2 sehr geringe 0,2 - <1 geringe 1 - <2 mittlere 2 - <5 hohe 5 <10 sehr hohe 10 Folie 36

37 Bodenerosion Beispielhafte Erfassung Erosionspotenzial Additive Verknüpfung der klassifizierten boden- und gefällebedingten Erosionsgefährdung und der reliefbedingten Abflusskonzentration (je 6 Klassen) Folie 37

38 Bodenerosion Beispielhafte Erfassung Erosionspotenzial 3-stufig differenziert für Ackerflächen mit Anschluss an Gewässer oder Tiefenlinien Erosion pot -Klassen Bezeichnung 5 Stufen 3 Stufen 2-4 kein bis sehr gering gering 1 7 mittel hoch 3 Seminar WRRL Qualifizierungsoffensive, Soest 1. Februar sehr hoch 4 Folie 38

39 H. Stolzenburg Ziel! Derartige Erosionsfälle und Einträge in Gewässer gilt es zu vermeiden. LfULG N. Feldwisch LfULG F. Franzke Folie 39

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Nachhaltige Landentwicklung Bodenschutz Gewässerschutz Landwirtschaft Folie 40

41 Auswaschung von Nährstoffen Flächenutzung UBA, Daten zur Umwelt 2011 Fazit! Bundes- oder landesweite Statistiken decken ungünstige Entwicklungen nicht unbedingt auf, weil sie zu stark aggregiert sind. Folie 41