Die Wiedervernässung von Bachauen als Beitrag zur Nährstoffreduktion

Transkript

1 Seite/Folie 1 Die Wiedervernässung von Bachauen als Beitrag zur Nährstoffreduktion

2 Seite/Folie 2 Lebensmittel Nr. 1: Sauberes Wasser hier: River Dee / Schottland Trinkwasserquelle für Aberdeen bis ca. 1985

3 Seite/Folie 3 Sauberes, nährstoffarmes Wasser ist auch für die Fließgewässer in Deutschland der natürliche Zustand und Voraussetzung für viele Tier- und Pflanzenarten Lutter im Oberlauf Ein ehemaliger Lebensraum der Flussperlmuschel: Der Perlbach bei Mitterfels/Bayern

4 Seite/Folie 4 Anlass zur Beschäftigung mit der Wasserqualität: Letztes Vorkommen der Flussperlmuschel im Norddeutschen Tiefland Flussperlmuscheln sind auf sehr sauberes Wasser angewiesen

5 Seite/Folie 5 Beispiele für die Herkunft von Nährstoffen Erosion

6 Seite/Folie 6 Sommer-Gewitter am 24. August 2004

7 Seite/Folie 7 Zwei Tage danach

8 Seite/Folie 8 Agrarwende: Entwicklung von Landwirten zu Energiewirten

9 Seite/Folie 9 Agrarwende: Entwicklung von Landwirten zu Energiewirten

10 Seite/Folie 10 Energiereiche Pflanzen benötigen sehr viele Nährstoffe

11 Seite/Folie 11 Mit verbesserter Technik wird versucht, die Nährstoffverluste (den Nährstoffaustrag) zu minimieren

12 Seite/Folie 12 Dennoch muss bei allen landwirtschaftlichen Intensivbewirtschaftungen mit einem Verlust ( = Austrag) von Nährstoffen (insbesondere Stickstoff-Verbindungen) gerechnet werden.

13 Seite/Folie 13 Nitrat-Stickstoffgehalt (mg NO 3 -N/l) des Wassers a) naturnaher Bäche (kleine Schriftgröße) b) von Acker- Entwässerungsgräben (große Schriftgröße) Beispiel: Nitrat-Stickstoff in Bächen im Lachte-Lutter-Gebiet Chemische Güteklassifizierung Nitrat-Stickstoff Klasse I < 1 mg unbelastet Klasse I-II < 1,5 mg sehr gering belastet Klasse II < 2,5 mg mäßig belastet (Zielvorgabe) Klasse II-III < 5 mg deutliche Belastung Klasse III < 10 mg erhöhte Belastung Klasse III-IV < 20 mg hohe Belastung Klasse IV > 20 mg sehr hohe Belastung

14 Seite/Folie 14. und es wachsen neue Probleme heran (z. B. neue Geflügelmastbetriebe für den Schlachtbetrieb in Wietze)

15 Seite/Folie 15

16 Seite/Folie 16 Außerdem: Unglücke können immer passieren, hier bei der Lagerung von Hühnerkot

17 Seite/Folie 17 Welchen Nutzen können Fließgewässer-Auen für die Verringerung von Austrägen aus landwirtschaftlich - genutzten Flächen erbringen?

18 Seite/Folie 18 Welchen Nutzen können Fließgewässer-Auen für die Verringerung von Austrägen aus landwirtschaftlich - genutzten Flächen erbringen? einige Beispiele

19 Seite/Folie 19 Beispiel Beispiel: Nährstoff-Mobilisierung durch Wald- Kalkung im Schwarzwald (aus FEGER et al. 1999)

20 Seite/Folie Verstärkt durch den sauren Regen haben sich auf den tiefgründigen Verwitterungsböden mächtige Schichten aus organischem Material angesammelt

21 Seite/Folie Die Waldkalkung führte zu rasanter Mineralisierung der organischen Streuauflagen mit erheblichem Austrag von (Nitrat-) Stickstoff im Grundwasser

22 Seite/Folie Mit Hilfe von Saugkerzen wurde Grundwasser entnommen und chemisch analysiert (aus FEGER et al. 1999, verändert)

23 Seite/Folie 23 Nitrat-Gehalt [mg NO 3 -N/l]

24 Seite/Folie 24 Nitrat-Gehalt [mg NO 3 -N/l]

25 Seite/Folie 25 Nitrat-Gehalt [mg NO 3 -N/l]

26 Seite/Folie 26 ph-wert

27 Seite/Folie 27 ph-wert

28 Seite/Folie 28 ph-wert

29 Seite/Folie 29 Beispiel 2 Verringerung des Nitratgehaltes im Bachwasser durch Renaturierung der Lutter im Oberlauf

30 Seite/Folie 30 Die Lutter im Oberlauf vor der Renaturierung: ausgebaut und durch regelmäßige Unterhaltung zu einem Vorfluter degradiert

31 Seite/Folie 31 Renaturierung durch Anstau (abschnittsweise Verfüllung) des ausgebauten Vorfluters und Anhebung des Wasserstandes bis zur Gelände- Oberfläche

32 Seite/Folie 32 Ein Jahr nach der Renaturierung

33 Seite/Folie 33 Erfolg: Verringerung des Nitrat-Gehaltes des Lutter-Wassers nach der Renaturierung im Oberlauf (roter Pfeil) um im Mittel 17 % 3,5 3 Lu-20 2,1 2,4 2 2,5 mg NO 3 -N/l 2 1,5 1 0, Datum nach ALTMÜLLER 2006 (verändert)

34 Seite/Folie 34 Lutter Erfolge der Renaturierungen: Ansiedlung von Kranichen (rot) Ansiedlung von Waldwasserläufern (blau)

35 Seite/Folie 35 Beispiel 3 Abbau von Nitrat am Beispiel eines Niederungsbachs in Dänemark Entwässerte Aue eines Niederungsbaches in Dänemark. Das Drainwasser aus den höher gelegenen Nutzflächen wird über den Drainschlauch direkt in das Fließgewässer geleitet

36 Seite/Folie 36 Zur Wiedervernässung wurden erst die Entwässerungsanlagen innerhalb der Aue beseitigt und danach auch die Drainschläuche aus den Ackerlagen. Das Drainwasser sickert nun unter anaeroben Bedingungen im Aueboden langsam dem Fließgewässer zu. Erfolg: Reduzierung von Nitrat um mehr als 90 % zu N 2 und Wasser Beispiel aus Dänemark nach: KRONVANG, B. et al. (2006)

37 Seite/Folie 37 Erfolg durch Wiedervernässung einer Fließgewässer-Aue: Reduzierung von Nitrat um mehr als 90 % zu N 2 und Wasser Beispiel aus Dänemark nach: KRONVANG, B. et al. (2006) 2 NO H + 2 N H 2 O Die Mikroorganismen verringern überaus kostengünstig den schädlichen Nitrateintrag in Oberflächengewässer. Gleichzeitig wird der ph-wert durch Bindung von Protonen angehoben. Dadurch verbessert sich die Eignung des Wasser für Fische. Der Optimalbereich für die meisten Fischarten liegt im neutralen bis leicht alkalischen Bereich. Für Bachforellen ist z. B. Wasser erst ab etwa ph 5,5 geeignet.

38 Seite/Folie 38 Beispiel 4 Filterwirkung eines Auwaldes Entwässerungsgraben aus überwiegend ackerbaulich genutzten Flächen Auwald

39 Seite/Folie 39 Auwald

40 Seite/Folie 40 Auwald Hier muss das Bild vom Bulloh-Graben Wald hin mit Fotopunkt 2

41 Seite/Folie 41 Auwald Hier muss das Bild vom Bulloh-Graben Wald hin mit Fotopunkt 2

42 Seite/Folie 42 Beispiel 4 Filterwirkung eines Auwaldes Filterwirkung eines Auwaldes bei einem Starkniederschlagsereignis - ähnlich dem hier dargestellten - am

43 Seite/Folie 43 Beispiel 4 Filterwirkung eines Auwaldes Filterwirkung eines Auwaldes bei einem Starkniederschlagsereignis - ähnlich dem hier dargestellten - am

44 Seite/Folie 44 Das Wasser quält sich durch den strukturreichen Waldboden mit sehr großer Oberfläche. Die Blätter sind sehr schnell von Bakterienrasen bedeckt. Die Oberfläche der Bakterien ist ein wenig elektrostatisch aufgeladen, sodass sogar Kolloide eingefangen werden.

45 Seite/Folie 45 Beispiel 4 Filterwirkung eines Auwaldes Filterwirkung eines Auwaldes bei einem Starkniederschlag- Ereignis - ähnlich dem hier dargestellten - am Probestelle 1 (direkt oberhalb des überschwemmten Auwaldes)

46 Seite/Folie 46 Beispiel 4 Filterwirkung eines Auwaldes bei einem Starkniederschlag-Ereignis - ähnlich dem hier dargestellten - am Probestelle 1 (direkt oberhalb des überschwemmten Auwaldes) Probestelle 2 (am unteren Ende des überschwemmten Auwaldes)

47 Seite/Folie 47 Visualisierung der Filtrierleistung des Auwaldes anhand der sichtbaren absetzbaren Stoffe. Start der Visualisierung am , 20:07 Uhr

48 Seite/Folie 48 nach ca. 2,5 Std.

49 Seite/Folie 49 nach ca. 10,5 Std.

50 Seite/Folie 50 nach ca. 23 Std.

51 Seite/Folie 51 Beispiel 5 Pufferwirkung eines Auwaldes Schadstoffabbau des durch sehr nährstoffreiche Silagewässer belasteten Entwässerungsgraben Auwald

52 Seite/Folie 52 Beispiel 5 Pufferwirkung eines Auwaldes Schadstoffabbau des durch sehr nährstoffreiche Silagewässer belasteten Entwässerungsgraben Biogasanlage erbaut im frostreichen Winter 2010/2011 Auwald

53 Seite/Folie 53 Entwässerungsgraben vor Problem-Nährstofffracht

54 Seite/Folie 54 Entwässerungsgraben mit völlig überhöhter Nährstofffracht aus Silo-Sickersäften

55 Seite/Folie 55 Entwässerungsgraben mit völlig überhöhter Nährstofffracht aus Silo-Sickersäften

56 Seite/Folie 56 Dichte Bestände von Abwasserpilzen nutzen die hohe Nährstoffkonzentration. Abwasserpilze sind Anzeiger für die Gewässer-Güteklasse III-IV (sehr stark verschmutzt)!

57 Seite/Folie 57 Beispiel 5 Pufferwirkung eines Auwaldes Schadstoffabbau des durch sehr nährstoffreiche Silagewässer belasteten Entwässerungsgraben Auwald Entwässerungsgraben unterhalb des Auwaldes

58 Seite/Folie 58 Der Entwässerungsgraben unterhalb des Auwaldes, nach Abbau eines Großteils der Nährstoffe im und am Auwald-Boden

59 Seite/Folie 59 Fazit: Überschwemmungsauen von Fließgewässern haben nicht nur einen ästhetischen Reiz.

60 Seite/Folie 60 Fazit: Überschwemmungsauen von Fließgewässern haben nicht nur einen ästhetischen Reiz. Auen sind äußerst wichtige Lebensstätten angepasster Tier- und Pflanzenarten. Sie sind darüber hinaus natürliche Filter und unterstützen beim Abbau unnatürlich hoher Nährstoffmengen Diese langfristig äußerst kostengünstige Funktion gilt es zu nutzen, nur Mut!

61 Seite/Folie 61 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

62 Seite/Folie 62 Zitierte Literatur: ALTMÜLLER, R. (2006): Auswirkungen einer Fließgewässer-Renaturierung auf den Nährstoffeintrag in das Gewässer. - Inform.d. Naturschutz Niedersachs. 26 (4): FEGER, K.-H., H. KÖHLER & M. ARMBRUSTER (1999): Beeinflussung der Wasserqualität in einem bewaldeten Einzugsgebiet durch biogeochemische Stoffumsetzungen in bachnahen Böden. - Forstw. Cbl. 118 (6): KRONVANG, B., R. GRANT, C.C. HOFFMANN, N.B. OVESEN & M.L. PEDERSEN (2006): Hydrology, sediment transport and water chemistry. In: Sand-Jensen, K., N. Friberg & J. Murphy (Hrsg.): Running Waters : Literatur, die in der Diskussion angesprochen wurde (Überschwemmungs-/Überstau-Toleranz von Bäumen): DISTER, E. (1983): Zur Hochwassertoleranz von Auenwaldbäumen an lehmigen Standorten. In: Verh. Ges. Ökol. (Mainz 1981), Bd. 10 : GORZELAK, A. (2000): Auswirkungen von Überschwemmungen auf die Flora - am Beispiel des Oderhochwassers Beitr. Forstwirtsch. u. Landsch.ökol. 34 (1): SPÄTH, V. (1988): Zur Hochwassertoleranz von Auenwaldbäumen. - Natur und Landschaft 63 (7/8):