Vorbeugender Hochwasserschutz Mehr Biolandbau ist vorbeugender Hochwasserschutz

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1 Vorbeugender Hochwasserschutz Mehr Biolandbau ist vorbeugender Hochwasserschutz Zwischen der Wirtschaftweise und der Wasserinfiltration von Böden besteht ein Zusammenhang. Eine flächenmäßige Ausdehnung des ökologischen Landbaus stellt daher eine effiziente Maßnahme zum Hochwasserschutz dar. Von Holger Lilienthal und Ewald Schnug. Die extremen Hochwasser Ereignisse in jüngster Zeit haben gezeigt, dass ein technischer Hochwasserschutz mittelfristig alleine nicht ausreicht, um extreme Hochwasser zu vermeiden. Zudem werden die Kosten für den technischen Hochwasserschutz die öffentlichen Haushalte in Zukunft so stark belasten, dass die Entwicklung alternativer Strategien zur Hochwasservorsorge an Bedeutung gewinnen wird. Landwirtschaft ist größter Flächennutzer Mehr als 52 % der Fläche Deutschlands werden landwirtschaftlich genutzt (Statistisches Bundesamt 2010). Die Böden besitzen, je nach Bewirtschaftungsart, ein unterschiedlich gut ausgenutztes Potenzial, um Wasser zwischen zu speichern (Infiltrationskapazität). Negative Veränderungen der Infiltrationskapazität durch ungünstige Landnutzung und Bewirtschaftung führen zu einer schleichenden Versiegelung, einer Verschlechterung der Bodeneigenschaften, die in der Summe zu großen negativen Auswirkungen auf regionalem Maßstab führen können. Durch eine Umstellung der Wirtschaftsweise kann jedoch die Infiltrationskapazität von Böden erhöht werden; so können erhebliche Wassermengen zeitlich im Boden zwischengespeichert werden, und Hochwasserspitzen werden abgemildert. Effekte von Bewirtschaftungsänderungen Langjährige Untersuchungen haben gezeigt, dass die Wasseraufnahmefähigkeit und der Gehalt des Bodens an organischer Substanz in erster Linie eine Funktion des Landnutzungssystems und der Dauer der Bewirtschaftung sind. Die anthropogene Umwidmung, beispielsweise der Ökosysteme Wald und Grünland in Ackerland, beeinflusst neben dem Humusgehalt auch Lagerungsdichte, Bodenstruktur und Wasserinfiltration nachteilig; letztere insbesondere durch vermehrte Bodenbearbeitungsmaßnahmen. Ein hoher Anteil von Hackfrüchten in der Fruchtfolge führt bei Starkniederschlägen zur Bodenverfestigung, Reduktion der Makroporosität und nachfolgend verminderter Wasserinfiltration. Eine optimale Fruchtfolgegestaltung trägt über den Eintrag von Pflanzenresten zur C-Speicherung im Boden bei und garantiert Bodenbedeckung sowie Bodenruhe über möglichst lange Zeiträume. Damit werden günstige Voraussetzungen für hohe Wasserinfiltrationsraten geschaffen, wie sie beispielsweise auf ökologisch wirtschaftenden Betrieben zu finden sind. Vergleichenden Infiltrationsmessungen zwischen konventionell und ökologisch bewirtschafteten Flächen können das bestätigen (Abb.1): Direkt benachbarte Flächen mit gleichen Standorteigenschaften (Bodenart etc.) wurden ausgewählt, die sich nur in der Wirtschaftweise (konventionell/ökologisch) unterschieden (Hartmann et al. 2009). Trotz schwerer Tonböden war die Infiltration der biologisch dynamisch bewirtschafteten Flächen mehr als doppelt so hoch im Vergleich zur konventionellen Bewirtschaftung. Auch die Anzahl der Regenwürmer war um 42% größer auf den ökologischen bewirtschafteten Flächen. Die Bildung von Makroporen durch Regenwürmer, Wurzelgänge und Schrumpfungsrisse spielt eine wichtige Rolle für die Infiltrationsleistung (Abb.2). Durch

2 erweiterte Fruchtfolgen und durch die Vermeidung mechanischer Eingriffe in den Boden stellt sich so ein Bodengefüge mit erhöhter Wasserinfiltrationsleistung ein (Lilienthal & Schnug 2008). Simulationsrechnungen haben gezeigt, dass die Gesamtinfiltration unter ökologischer Bewirtschaftung um den Faktor drei höher liegen kann, als unter konventioneller Bewirtschaftung (Abu-Hashim 2011). Zeitlich betrachtet bedarf es zwei Stunden bei einem ökologisch bewirtschafteten Boden, bis die gesamte obere Bodenschicht (0-30 cm) wassergesättigt ist. Im Gegensatz dazu dauert es unter konventioneller Bewirtschaftung vier Stunden, bis eine Sättigung erreicht wird. Damit kann das Wasser bei ökologisch bewirtschafteten Böden schneller in tiefere Schichten abgeleitet werden, und Oberflächenabfluss wird reduziert. Eine weitere Strategie zur Erhöhung der Wasserinfiltration stellt die konservierende Bodenbearbeitung dar. Sie weist eine höhere maximale Wasserspeicherfähigkeit (S max ) als gepflügte Böden auf, im Vergleich zur ökologisch bewirtschafteten Böden schneidet sie aber schlechter ab (Abb.2). Berechnungen für das 600 km² große Flusseinzugsgebiet der Schunter in Niedersachsen haben gezeigt, dass eine Verbesserung der Infiltrationskapazität um 1% kann erreicht werden, wenn die Anzahl ökologisch bewirtschafteter Flächen um 10 % erhöht wird. In absoluten Zahlen bedeutet das eine Erhöhung um 3000 ha Fläche. Würde der Anteil konservierender Bodenbearbeitung um 10 % erhöht werten, führt das nur zu einer Verbesserung von 0,4 % der gesamten Infiltrationskapazität des Einzugsgebietes der Schunter. Dazu müssten aber 3500 ha Fläche in der Bewirtschaftung umgestellt werden. Im Vergleich zur ökologischen Bewirtschaftung wird also mehr Fläche für konservierende Bodenbearbeitung benötigt, der erzielte Effekt wäre jedoch nur Halb so groß (Abu-Hashim 2011). Systemimmanente Vorteile des Ökolandbaus contra Subventionierung Der ökologische Landbau beinhaltet systemimmanente Vorteile für hohe Infiltrationsraten. Exemplarische Vergleichsmessungen auf dem Versuchsfeld des Institutes für Ökologischen Landbau in Trenthorst zeigten, dass durch die Einführung des mehrjährigen Kleegrasanbaus bei Umstellung auf ökologische Bewirtschaftung die Infiltrationsleistung der Böden im Vergleich zu umliegenden Flächen mit konventioneller Fruchtfolge (Raps-Weizen-Gerste) deutlich erhöht war (Schnug et al. 2004). Eine gezielte Förderung des ökologischen Landbaus würde daher eine effiziente Maßnahme zum Hochwasserschutz darstellen. In der Folge wurde dieser Anspruch später auch für die konservierende Bodenbearbeitung erhoben (Kornmann et al. 2006). Zu bedenken ist jedoch, dass in konventionellen Betrieben konservierende Bodenbearbeitung wie auch Stallmistwirtschaft isolierte Faktoren in einem ansonsten ungünstigen Umfeld darstellen. In ökologisch wirtschaftenden Betrieben wirken sich eine Vielzahl von Faktoren positiv auf die Infiltration aus. Ökologischer Landbau ist durch Richtlinien der Europäischen Union (EU 2092/91) definiert. Die systemimmanenten Vorteile für die Infiltration sind damit bis zu einem gewissen Grade garantiert und über die Einhaltung der Produktionsvorschriften indirekt kontrollierbar. Einzelmaßnahmen zur Verbesserung der Infiltration in konventionell wirtschaftenden Betrieben, wie etwa konservierende Bodenbearbeitung, sind dagegen nur schwer kontrollierbar und werden allenfalls auf Basis freiwilliger Selbstverpflichtungen bei gleichzeitiger Subventionierung zu etablieren sein. Beides sind Instrumente, deren geringe Effizienz sich regelmäßig im gesellschaftspolitischen Alltag offenbart.

3 So hat das Land Sachsen seit 1993 von Seiten der Offizialberatung auf die Vorteile der konservierenden Bodenbearbeitung hingewiesen und deren Anwendung im Rahmen des Agrarumweltprogrammes "Umweltgerechte Landwirtschaft (UL)" gezielt gefördert (Schmidt et al. 2002). Seit Beginn der Förderung hat sich die konservierend bearbeitete Fläche deutlich erhöht und erreichte im Jahr 2005 einen Anteil von 33,6 % an der gesamten Ackerfläche Sachsens. Seit das Programm UL im Jahre 2006 ausgelaufen ist kann jedoch ein deutlicher Rückgang der konservierend bearbeiteten Fläche in Sachsen beobachtet werden (Freistaat Sachsen 2009). Aus Sicht des vorbeugenden Hochwasserschutzes ist daher die flächenmäßige Ausdehnung des ökologischen Landbaus als vorrangige ökologische Ausgleichsmaßnahme für anthropogene Versiegelungen unbedingt anzustreben und mit Mitteln und Instrumenten der Agrarpolitik zu fördern. Neben positiven Auswirkungen auf die Infiltration und damit den vorbeugenden Hochwasserschutz bietet die siedlungsnahe Förderung von Ökobetrieben zudem Steigerungen der Lebensqualität durch die Verfügbarkeit hochwertiger regionaler Nahrungsmittel und gesteigerten Erholungswert der stadtnahen Landschaft. Anschrift beider Autoren: Julius Kühn-Institut Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde Bundesallee 50, D Braunschweig Tel. +49/531/596/2102 Prof. Dr. Dr. Ewald Schnug ewald.schnug@jki.bund.de Dr. Holger Lilienthal holger.lilienthal@jki.bund.de Literatur Abu-Hashim, M. (2011) Impact of land-use and land-management on the water infiltration capacity of soils on a catchment scale. Dissertationen aus dem Julius Kühn-Institut, 170 S. [online] < ab Mai 2011 verfügbar. Freistaat Sachsen (2009): Agrarbericht in Zahlen Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft, Dresden. Hartmann, K., H. Lilienthal, M. Abu-Hashim, R. Al-Hassoun, Y. Eis, K. Stöven, E. Schnug (2009): Vergleichende Untersuchungen der Infiltrationseigenschaften von konventionell und ökologisch bewirtschafteten Böden. Fallstudie des Julius Kühn-Instituts im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz (BfN), 59 S. [online] < Lilienthal, H., E. Schnug (2008): Hochwasserschutz durch ökologische Bodenbewirtschaftung. Klimawandel und Ökolandbau. - Situation, Anpassungsstrategien und Forschungsbedarf. - KTBL Schrift 472, Darmstadt, Kornmann, M., W. Schmidt, E. Müller (2006): Hochwasserschutz durch konservierende Bodenbearbeitung. Schriftenreihe der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft, Heft 16, Dresden, 81 S. Schmidt, W., O. Nitzsche, S. Krück, M. Zimmermann (2002): Entwicklung von dauerhaft umweltgerechten Landbewirtschaftungsverfahren im sächsischen Einzugsgebiet der Elbe.- Abschlußbericht. [online] <

4 Schnug, E., J. Rogasik, K. Panten, HM. Paulsen, S. Haneklaus (2004): Vorbeugender Hochwasserschutz Ökologischer Landbau erhöht die Versickerungsleistung von Böden. Ökologie & Landbau 132, 4/2004, Statistisches Bundesamt (2010) Statistik Portal. [online]

5 Abbildung 1: Haubeninfiltrometer zur Bestimmung der Infiltrationsrate im Gelände (Foto: JKI). Abbildung 2: Regenwürmer produzieren Bioporen, die einen positiven Effekt für die Infiltration von Wasser haben (Foto: JKI).

6 Abbildung 3: Die maximale Wasserspeicherfähigkeit ist abhängig von der Landnutzung und der Art der Bewirtschaftung.