Bodenschutz in Österreich Überlegungen, Berechnungen und Messungen zur Problemzone Bodenerosion

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1 Bodenschutz in Österreich Überlegungen, Berechnungen und Messungen zur Problemzone Bodenerosion Peter Strauss Der Blick auf den Boden in den letzten 70 Jahren Bodenschutz ist ein modernes Konzept als Antwort auf gesellschaftliche Entwicklungen der letzten 70 Jahre 1950er Jahre Selbstversorgung 10. Bundesland Landwirtschaftliche Industrialisierung 1980er Jahre Zwentendorf Hainburg 1

2 Änderung des Verbrauchs an mineralischem Stickstoff in Österreich seit Verbrauch Mineraldünger N (in 1000 t) Jahre Anschlussgrad der Abwasserreinigungsanlagen in Österreich in % der Gesamtfläche in % der Bevölkerungszahl in % der Gesamtfläche Einwohner

3 Der Blick auf den Boden in den letzten 70 Jahren Bodenschutz ist ein modernes Konzept als Antwort auf gesellschaftliche Entwicklungen der letzten 70 Jahre 1950er Jahre Selbstversorgung 10. Bundesland Landwirtschaftliche Industrialisierung 1980er Jahre Zwentendorf Hainburg 1990er Jahre Bodenschutzgesetze ÖPUL Erosion 3

4 Bsp.: Steirisches Bodenschutzgesetz LGBl. Nr. 87/1987 (Bodenschutzprogrammverordnung) 1 (1) Zur Schaffung der Grundlagen für die Beurteilung des durch Schadstoffeintrag, Erosion und Verdichtung gegebenen Belastungsgrades und der möglichen Belastbarkeit landwirtschaftlicher Böden mit Schadstoffen sind laufend Zustandskontrollen zu veranlassen... 5 (1) Die Bewirtschafter landwirtschaftlicher Böden haben in Lagen, die durch Bodenabtrag und Bodenverdichtung gefährdet sind, diese Gefährdung durch pflanzenbauliche, kulturtechnische und ackerbauliche Maßnahmen hintanzuhalten. 12 (1) Die Landesregierung hat zur Schaffung der Grundlagen für die Beurteilung des durch Schadstoffeintrag, Bodenabtrag und Verdichtung gegebenen Belastungsgrades und der möglichen Belastbarkeit landwirtschaftlicher Böden mit Schadstoffen laufend Zustandskontrollen zu veranlassen. ÖPUL Maßnahme 2.8 Mulch und Direktsaat (inkl. Strip Till) Reduktion des Bodenabtrags durch den Verzicht auf wendende Bodenbearbeitung und Tiefenlockerung. Ein (unvollständiger) Vergleich Grenzwerte Boschutz CC KULAP Bewertung D A CH Modellanwendung sichtbare Erosionsformen Boschutz ÖPUL Boschutz Modellanwendung sichtbare Erosionsformen Wirkung Teilnahmeraten Teilnahmeraten Teilnahmeraten 4

5 Änderung des Erosionsrisikos in 50 Jahren im Modellansatz > 6 11 t/ha/a > 11 t/ha/a 1400 Fläche in km Öpul Öpul Öpul Änderung des Erosionsrisikos in 50 Jahren im Modellansatz > 6 11 t/ha/a > 11 t/ha/a 1400 Fläche in km Öpul Öpul Öpul 5

6 Einfluss von Landnutzungsänderung, Fruchtwechsel und ÖPUL Erosionsschutz auf den Bodenabtrag Area in km Ackerfläche in km² Hackfruchtfläche in km² C-Faktor 0,18 0,15 0,12 0,09 0,06 0,03 0,00 C-Factor Herausforderungen Änderung der Managementstrukturen Verdichtung Reale Effektivität eingesetzter Maßnahmen 6

7 Änderungen von Managementstrukturen Ns 500 mm Temp 8.8 C Tschernozeme Hangneigung 7.2 % Schlageinteilung

8 1300 Anzahl der Schläge Änderung des Bodenabtrag im Lichte der landwirtschaftlichen Industrialisierung Nutzung in t/ha/a Acker 1,8 3,9 3,0 3,6 4,2 Weinbau 28,2 23,0 18,9 28,6 2,0 8

9 Einfluss einer Fahrgassenbegrünung auf organischen Kohlenstoff und Rohdichte Permanent = Dauerbegrünung Temporary = Umbruch alle 3 4 Jahre 9

10 Verdichtung Verdichtungsempfindlichkeit der Unterböden im Alpenvorland Vorbelastung: Druck bis zu dem der Boden eine elastische Verformung zeigt DIN (2010) 6% 2% 16% Basisdaten: Österreichische Bodenkartierung 24% 52% 10

11 1 Verdichtungsempfindlichkeit der Böden im Alpenvorland günstig ungünstig kritisch Tongehalt (%) BA GA GA GA LB plb TG gba PB plb LB TG GA LB EG TU LB plb LB 0 Bodenformen Kombinierte Effekte im Einzugsgebiet HOAL Petzenkirchen Mean annual temperature 9.3 C Mean annual rainfall 744 mm Area 66 ha Elevation m a.s.l. Mean slope 10% Form factor 0.3 River density 0.8 km/km² Stream lenght 590 m Stream slope 2.4% Main soils: Cambisols, Gleysols 11

12 Landnutzung im historischen Vergleich Landnutzung HOAL 12

13 Nutzungsartenverteilung HOAL Vergleich von Abfluss und Schwebstoffkonzentrationen Mittlerer Abfluss = 6.8 l s 1 Std. dev. = 7.2 Mittlere Schwebstoffkonzentration = 31.8 mg l 1 Std. dev. = 94.2 N = Mittlerer Abfluss = l s 1 Std. dev. = Mittlere Schwebstoffkonzentration = 452 mg l 1 Std. dev. = 1478 N =

14 Wie hoch sind tatsächliche Bodenbedeckungen bei Mulchsaat? 63 Standorte 27 Klassifizierung mittels objektbasierter Bildauswertung segmented Image brightness <50 Yes shadow No DoA, IHS > 0 Yes vegetation No prop.* 1 t.h. *2) Yes residue No brightness >230 Yes stones/bright No ratio to scene >1.5 Yes uncertainty Bildauschnitt 10 x 10 cm soil No 14

15 Einfluss der Bodenbedeckung auf Bodenabtrag bei Mulchsaat Minimum = 5,7 Mittelwert = 14,7 Maximum = 30,8 10 % 28 % 52 % Bodenabtrag (%) Bodenbedeckung durch Mulch (%) (verändert nach Schwertmann 1987) Diskrepanz zwischen Anspruch und Effektivität der Maßnahme! Die Wirkung von Mulch/Direktsaat im Regensimulationsversuch Bodenbedeckung (%) Bodenabtrag (kg) 80 Bodenbedeckung (%) MS+K GS+DS MS+SK FS+DS CT MS = Mulchsaat, DS = Direktsaat, CT = konventionell 2,5 2 1,5 1 0,5 Bodenabtrag (kg) schlechte Qualität der Mulchsaat > Bodenbedeckung zwischen 6 und 11% viel zu niedrig, daher auch kein Bodenschutzeffekt bei CT durch Pflugbearbeitung Tiefenlockerung, dadurch höhere Infiltration, zudem begünstigt durch sehr trockene Wetterverhältnisse 30 15

16 Schlussfolgerungen In den letzten Jahrzehnten hat sich ein Problembewusstsein für den Schutz unserer Lebensgrundlagen entwickelt gesellschaftliche Änderungen sind ein Kontinuum Mit der Einführung von ÖPUL wurden erstmals flächendeckend wirksame Bodenschutzmaßnahmen in Österreich angeboten Die praktische Umsetzung zum Bodenschutz im Bereich Bodenerosion hat sicherlich noch Schwächen in Bezug auf quantitative und qualitative Effektivität Es gibt eine Reihe von Einflussfaktoren, die einer Behandlung in Richtung vebesserter Bodenschutzstrategien bedürfen Für diejenigen, deren Glas halbleer ist: wir müssen uns mehr anstrengen, um unseren Nachkommen funktionsfähige Kulturräume übergeben zu können Für diejenigen, deren Glas halbvoll ist: wir haben schon einiges in Bezug auf verbesserten Bodenschutz erreicht und bewegen uns in die richtige Richtung Danke für die Aufmerksamkeit! Mein Dank gilt auch den Kollegen Erwin Murer, Carmen Krammer und Thomas Bauer für die Bereitstellung von Folien 16

17 Versiegelung Entwicklung von Landnahme und Versiegelung zwischen 2002 und 2009 European Commission (2011) 17

18 Änderung der Landnutzungsintensität für EU 27 zwischen 1990 und 2006 European Commission (2011) Key conclusions (European Commission, 2011) Policy measures to reduce land take and negative impacts of soil sealing exist above all at the regional or city planning level. Only very few Member States have defined national policies which explicitly address these issues. Awareness for the need of reducing annual land take is increasing though, as can be seen in the numerous initiatives which have recently been launched in the Member States. It can be expected that single Member States will refrain from applying stricter regulations to protect their soils from sealing as this could represent a market disadvantage. It can be concluded that binding measures to prevent and limit soil sealing as far as possible need to be established at the EU level. EC, 2011: Technical Report :Report on best practices for limiting soil sealing and mitigating its effects 18