Nationale Bodenbeobachtung Schweiz Instrument zur Früherkennung (nicht) nachhaltiger Bewirtschaftung

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1 Bundesamt für Umwelt BAFU Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Nationale Bodenbeobachtung Schweiz Instrument zur Früherkennung (nicht) nachhaltiger Bewirtschaftung Reto Giulio Meuli 6. Dezember 211

2 Agenda NABO-Konzept & Produkte Resultate der Bodendauerbeobachtung Direktes Monitoring Indirektes Monitoring (Modelling) Bodeninformation (Mapping) Zukünftige Herausforderungen Fazit 2

3 n 6' 5' 4' 3' 2' 1' Ø Ø Konzept und Produkte Bundesamt für Umwelt BAFU Eidgenössisches Volkswirtschaftsdepartement EVD Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Direktes Monitoring Indirektes Monitoring Bodeninformation Schweiz MONITORING MODELLING MAPPING Anzahl Richtwertüberschreitungen (Datensatz: referenziert; Total Standorte = 96) Erhebung 2 2. Erhebung 3. Erhebung 4. Erhebung Cadmium Kobalt Chrom Kupfer Quecksilber Nickel Blei Zink ART intern; 8 Private Ing.büros; 6 EU / EIONET / ISPRA; 6 Forschungsinstitutionen Ausland; 5 NABO-Service FaBo Kantone; 7 Hochschulen / EAWAG; 13 BLW; 6 ARE; 2 BAFU; 6 Besucherstatistik 24-26

4 Direktes Monitoring 4

5 Konzept Referenz Standorte 5

6 Impressions of the NABO reference sites 4 Conthey 65 Cornol 11 Chamoson 6 Entlebuch 45 Alpthal 5 Realp 6

7 Konzept Probenahme Design Tiefe 2 cm 7

8 Bodenprobenarchiv Foto Archivproben seit Monitoring Standorte 5 Jahreszyklus 4 Mischproben 8

9 Referenzierung der chemischen Analysen chem. Analyse 1 chem. Analyse 2 chem. Analyse 3 chem. Analyse 4 1. Beprobung Beprobungskampagne T T T T Beprobung 3. Beprobung 4. Beprobung Referenzierter Datasatz Labordatensatz 9

10 Referenzierung der chemischen Analysen ff chem. Analyse 1 chem. Analyse 2 chem. Analyse 3 chem. Analyse 4 1. Beprobung Beprobungskampagne T T T T Beprobung 3. Beprobung 4. Beprobung zeitgleich gemessener Datensatz 1

11 Ergebnisse nach 15 Jahren Beobachtung zeitgleich gemessen (nach der 4. Erhebung) gestaffelt gemessen Labordatensatz (referenziert mit Proben der 1. Erhebung) Labordatensatz: Interpretation Zeitreihe Zn starke Zunahme 11

12 Ergebnisse nach 15 Jahren Beobachtung zeitgleich gemessen (nach der 4. Erhebung) gestaffelt gemessen (referenziert mit Proben der 1. Erhebung) 6 Entlebuch / Ebnet LU, Grasland intensiv, anorganische Schadstoffgehalte -2 cm in % vom Richtwert (RW mg/kg) Begleitparameter -2 cm Cu (4 mg/kg) Zn (15 mg/kg) Ni (5 mg/kg) P (mg/kg) Corg (%) % Richtwert Hinweis auf effektiven Trend vorhanden 12

13 SOC % Arable land - SOC concentration 2 cm median = * n = 33 " "!!!!!! " sampling campaign SOC change ! " "!!"! sampling campaign no trend 13

14 SOC % Wartau: (forest ) arable land vegetable gardening % sampling campaign 1.21 ca.193: forest arable land : arable land (crop rotation incl. meadow) organic & mineral fertiliser >1987: vegetable gardening mineral fertiliser only depth (cm) C-Pool (t/(ha*2 cm)) C-Pool t/ha A t/ha archive loss: 1.75 t/ha*y Geiger & Kieser,

15 Wartau: forest arable land vegetable gardening years after land use change ca management praxis is crucial C-Pool (t/ha) Geiger & Kieser, 211 Louwagie et al., 29 15

16 Grassland - SOC concentration 2 cm 1 n = 6 intensive intermediate extensive 1 n = 9 1 n = SOC % 6 4 SOC % 6 4 SOC % sampling campaign sampling campaign sampling campaign SOC change SOC change SOC change no trend 16

17 Forest - SOC concentration 2 cm 15 broad-leaved mixed coniferous n = 1 n = 6 n = SOC % SOC % SOC % sampling campaign sampling campaign sampling campaign SOC change SOC change SOC change site Bachtel no trend 17

18 Bachtel: coniferous site 14 m a.s.l guide value SOC % Pb (mg/kg) sampling campaign sampling campaign g/cm 3.6 % (g/g) bulk density 1 water content sampling campaign sampling campaign 18

19 Indirektes Monitoring (Modelling) 19

20 Nationales Bodendauerbeobachtung Messnetz (NABO): Flux Standorte (n = 46) Anzahl Parzellen Erhebungsjahre 2

21 Indirektes Monitoring NABO Flux Parzellen Einträge Manure (t/ha), dry matter Ursachenanalyse mit Prozessmodell EPIC gemessene Veränderungen Im Boden Zeitreihen Nutzungsdaten Cattle slurry Cattle manure Pig slurry Horse manure EPIC: Environmental Policy Impact Calculator 21

22 Konzept Parzellen- und Regionale Bilanzen Ziel: Risikogebiete für Nährstoff- und Schadstoffanreicherung in Böden identifizieren Nationale Bilanz Regionale Bilanz EPIC anwenden Betrieb AUI Indikatoren NABO Parzelle EPIC kalibrieren & validieren 22

23 P-Änderung im Bodenprofil [kg ha -1 yr -1 ] P Abnahme im Grasland vs. P Akkumulation an Ackerstandorten Höchste Akkumulation auf Heimweiden P Änderung abhängig von Hofstruktur 23

24 Bodeninformation (Mapping) 24

25 Bodeninformation: Bsp. KABO Fribourg C org Messungen Fläche: 1671 km 2 25 Monitoring Standorte, 4 Probenahmerunden, SOP analog NABO 25

26 Räumliche Extrapolation der Corg-Resultate: Beziehungen sichtbar machen mit Hilfsgrössen land use DEM slope parent material 26

27 Resultat: Karte der C org -Gehalte im Kt. Fribourg 27

28 Bodeninformation Schweiz Nationale Boden Datenbank NABODAT 28

29 NABODAT Nationale Boden Datenbank 29

30 Zukünftige Herausforderungen 3

31 Boden in der Umweltbeobachtung: Querschnittsfunktion BIODIVERSITÄTSMONITORING Überwachung der langfristigen Entwicklung der biologischen Vielfalt NAQUA Grundwasser Beobachtung der Grundwasserqualität Überblick über die chemische Zusammensetzung und Belastung des Grundwassers Ziel: langfristige Erhaltung der wichtigsten Trinkwasserressource NABEL Luft Überwachung der Luftqualität Misst Immissionen der wichtigsten Schadstoffe an 16 Standorten NABO Boden Beobachtung der Bodenqualität misst Veränderungen von Belastungen der Böden Ziele sind die Früherkennung und die Prognose und die langfristige Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. NADUF Fliessgewässer Verfolgt die Entwicklung der Konzentrationen und Frachten wichtiger Wasserinhaltsstoffe LANDESFORSTINVENTAR Erfasst periodisch den Zustand und die Entwicklung des Waldes MOOSMONITORING Moose als Biomonitoren. Ermittlung der atmosphärischen Einträge von Schwermetallen und Stickstoff anhand von Moosproben 31

32 Synergien mit anderen Messnetzen NABO-Standort 14 Seebodenalp 32

33 Synergien mit anderen Messnetzen Biodiversitätsmonitoring Indikator z9: 16 Stichprobenflächen 33

34 Synergieprojekt BDM-NABO 211 Total 228 Standorte beprobt Vollständige Proben: 828 Auswertbare Standorte: 29 (92%) 34

35 NABO Messnetzergänzung Faltenjura Flysch-Berglandschaft Dolomit & Kalk Kristallin Hinweis auf untervertretene Naturräume im NABO Referenzmessnetz 35

36 Fazit Resultate des Monitoringprogrammes und der Modellierungen weisen darauf hin, dass die Nachhaltigkeit nicht in jedem Fall erreicht wird Datenlage im NABO-Referenzmessnetz zu gering um repräsentative Aussagen über gesamte Schweiz zu machen Synergien mit andern Umweltmonitoringprogrammen anstreben Bodeninformationssytem NABODAT für Datenverwaltung und Visualisierung (GIS-Anknüpfung) Modellierung von Nähr- und Schadstoffen ausbauen, regionale Vorhersagemodelle entwickeln (Punkt Fläche!) NABO-Herausforderungen: Repräsentative Datengrundlagen erarbeiten sowie Auswertungen und Erläuterungen für nationale und internationale Umweltberichterstattung erstellen. 36

37 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Anna Hug Daniel Wächter Armin Keller Reto Meuli dem NABO-Team für die Arbeit! Kirsten Rehbein Peter Schwab Markus van der Meer Monika Büchel Raniero della Peruta PhD Student Dominique Gärtner PhD Student Urs Grob 37