Zum Wasserhaushalt von Kurzumtriebsplantagen

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1 Zum Wasserhaushalt von Kurzumtriebsplantagen Falk Richter, Martin Jansen, Norbert Lamersdorf Abt. Ökopedologie der Gemäßigten Zonen, Georg-August-Universität Göttingen Kongress Agrarholz, Berlin, 19./20. Februar 2013

2 - BioEnergieregionen STärken 1. Entwicklung regional angepasster Konzepte zur Biomassenproduktion 2. Bewertung der ökologischen und ökonomische Auswirkungen 31 Arbeitspakete in 7 Clustern thematische Schwerpunkte: Ökologie Sozioökonomie Nutzungskonzepte Wissenstransfer 2

3 Cluster - Ökologische Landschaftsfunktionen 3

4 Cluster - Ökologische Landschaftsfunktionen Auswirkungen verschiedener Anbauformen von Biomasse auf ökologische Größen: Klima Wasserhaushalt Spurengasemission Ressourceneffizienz dazu werden verschiedene Energielinien betrachtet: Wald Kurzumtriebsplantagen Mais/Raps Grünland 4

5 Bioenergie-Regionen im BEST-Projekt Bioenergieregion Göttinger Land Bioenergieregion Thüringer Ackerebene 5

6 Bioenergie-Regionen Göttinger Land N Ø ( ) 774 mm T Ø ( ) 8,3 C Friedland Reiffenhausen kleinräumige Strukturen waldreich (34%) Geologie: Buntsandstein, Muschelkalk, Lössüberlagerung Braunerde, Parabraunerde, Pseudogley 6

7 Bioenergie-Regionen Thüringer Ackerebene N Ø ( ) 524 mm T Ø ( ) 10,4 C BERTA II großräumige Strukturen BERTA I landwirtschaftlich geprägt Geologie: Keuper Braunerde, Parabraunerde 7

8 Untersuchungsflächen Göttinger Land Teilflächen (1,7 ha und 2,5 ha) Pappel Max 1 Weide Tordis Weide Thüringer Ackerebene Teilflächen (3,3 ha und 2,6 ha) Pappel Max 1 Weide Tordis Agroforst Pappel Weide Grünland Weide 7,5 m Grünland Weide Grünland 9m Weide zusätzlich Altbestände Pappel (6 Jahre, Japanklon & regionale Sorte) Weide (5 Jahre, Tora) 8

9 Untersuchungsflächen Pappel KUP Agroforst Weiden KUP 9

10 Wasserhaushalt (ÖL-2) flächenhafte Modellierung auf Landschaftsebene Auswirkungen von KUP auf den Wasserhaushalt im Verbund mit anderen Landbedeckungen Szenarienanalyse (Variation von Energielinien; Menge und Art) Wald EvpTr: ~ 500 mm KUP mm Acker ~ 400 mm GWN: ~150 mm mm ~ 250 mm Bodenökologische Aspekte von Kurzumtriebsplantagen (Lamersdorf et al in AGROWOOD) 10

11 Messungen 6 Messstationen (davon 2 meteo. Referenzstationen) Meteorologie Temperatur, Strahlung, Wind, rel. Feuchte, Luftdruck Niederschlag (Bestand und Freiland) 15 bzw. 5 min. Auflösung Bodenhydrologie Saugspannung, Bodenwassergehalte, Bodentemp. jeweils in 20, 60 und 120 cm 15 min. Auflösung zusätzlich: Saftfluss, GW-Flurabstand, Durchfluss angrenzender Fließgewässer 11

12 Messungen mittlere Lufttemperatur [ C] mittlerer Bodenwassergehalt [%] mittlerer Höhenzuwachs [cm] Höhenzuwachs 2012 [ C], [%] und [cm] Göttinger Land Pappel KUP (2. Vegetationsperiode) Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt

13 Messung und Modellierung Transpiration aus Saftflussmessungen Thüringer Ackerebene Pappel KUP (Alter: 6 Jahre) Blattflächenindex und stomatäre Leitfähigkeiten am Bestand gemessen (BEST Teilprojekte) tägliche Transpiration vergleichbar mit Meiresonne et al. (1999) und Petzold et al. (2010) 13

14 Modellierungsansatz Wasserhaushalt KUP auf 3 verschiedenen Skalen Modellierung auf Plotebene Parametrisierung von KUP flächenbezogene Wasserhaushalts-Modellierung am Einzugsgebiet (EZG) der Dramme (ca. 45 km²) Upscaling der EZG-Information 14

15 Modellierungsansatz Modellierung auf Plotebene Parametrisierung von KUP Boden Landbedeckung Bodenhydrologische Messungen Klima Ableitung der Modellparametrisierung für KUP flächenbezogene Wasserhaushalts-Modellierung am Einzugsgebiet (EZG) der Dramme Upscaling der EZG-Information 15

16 Modellierungsansatz Modellierung auf Plotebene Parametrisierung von KUP flächenbezogene Wasserhaushalts-Modellierung am Einzugsgebiet (EZG) der Dramme Klima Pegel Mariengarten Dramme Boden Landbedeckung Einfluss von KUP auf: Abflussspende (Pegel) Grundwasserneubildung Änderung der Landbedeckung (z.b. KUP ). Trockenstress Upscaling der EZG-Information Entwicklung von Szenarien mit KUP-Präferenzflächen (landschaftsökologische Planung) in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern und BEST-Teilprojekten 16

17 Fazit Messungen der Jahre 2011/12 zeigen eine hohe Abhängigkeit des Wasserhaushaltes von Pappeln durch lokalen und saisonalen Einflussfaktoren Erste Auswertungen ergeben Aufschluss über Rückkopplungen zwischen Wasserhaushalt und Wachstum Feldmessungen sind notwendige Eingangsgrößen für die spezifische Modellanwendung Zur Abschätzungen ökologischer Folgen eines vermehrten KUP-Anbaus wird die Modellierung des Wasserhaushalt auf Landschaftsebene benötig 17

18 Danke für Ihre Aufmerksamkeit 18