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B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Umweltgerechte Bodennutzung zur Reduzierung von<br />

Bodenverdichtung, Hochwassergefahr und Erosion sowie<br />

Nähr- und Schadstoffbelastung in einem Mittelgebirgsraum<br />

Prof. Dr. Dietmar Schröder, PD Dr. Jürgen Niemeyer,<br />

Dr. Raimund Schneider<br />

Dipl.-Geogr. Dietmar Niebes, Dipl.-Umweltwiss. Benno Rothstein<br />

1 Kenntnisstand bei der letzten Antragstellung und Ausgangsfragestellung<br />

1.1 Einleitung<br />

Bodennutzung bringt Bodenbelastungen mit sich. Diese sind zu identifizieren<br />

und weitestmöglich zu reduzieren. Im <strong>Trier</strong>er Raum haben Minderungsstrategien<br />

für Hochwassergefahren eine hohe Priorität. Eng verknüpft damit sind die<br />

Problembereiche Erosion und Bodenverdichtung. Und schließlich sind der Nähr-<br />

und Schadstoffbelastung Aufmerksamkeit zu widmen.<br />

Ziel des Projektes ist es daher, die Auswirkungen der vorherrschenden Landnutzungen<br />

Acker, Grünland, Weinbau und Wald bei unterschiedlicher Nut -<br />

zungsintensität auf hochwasserrelevante Abflüsse, Bodenverdichtung, Erosion<br />

sowie Nähr- und Schadstoffflüsse zu erfassen, zu beurteilen und Implem entierungsansätze<br />

für regionale Minderungsstrategien und ein nachhaltiges Um -<br />

weltmanagement aufzuzeigen. Diese Zielsetzung, die auch den Bodenschutzzielen<br />

entspricht, erfordert sowohl im politischen Raum als auch in der prakti -<br />

schen Landwirtschaft die Nutzung von geeigneten Indikatoren. Denn nur hierdurch<br />

können Bodenschutzanstrengungen messbar gemacht und gegebenen -<br />

falls honoriert werden. Die Ermittlung der erforderlichen Indikatoren für die o.g.<br />

Problembereiche erfolgt auf ausgewählten Standorten im triernahen Hunsrück.<br />

Hier wurden komplexe herkömmliche und optimierte Nutzungssysteme geprüft.<br />

Die Ergebnisse zeigen, dass angepasste Bodennutzung zu einer Umweltentlastung<br />

beitragen kann, dass zur Umsetzung aber begleitende EU-weite umwelt-<br />

und agrarpolitische Maßnahmen erforderlich sind. Regionale Lösungen stoßen<br />

angesichts eines globalen Wettbewerbs an enge Grenzen.<br />

121


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

1.2 Kenntnisstand vor Beginn der Arbeit<br />

Im Teilbereich Hochwasser- und Erosionsschutz steht die Frage im Mittelpunkt,<br />

welcher Anteil des Niederschlages bei der jeweiligen Nutzung abfließt, welche<br />

Rolle Bodenverdichtungen spielen und wie der Abfluss minimiert werden kann.<br />

Allgemein wird die Ansicht vertreten, dass der Abfluss vom Wald über Grünland<br />

zu Ackerbau und Weinbau zunimmt und dass sich ein Nutzungswandel (Nutzungsumwandlung,<br />

Aufforstung, Zwischen- u. Dauerbegrünung, minimale<br />

Bodenbearbeitung etc.) reduzierend auf Abfluss, Bodenverdichtungen, Erosion<br />

und Nitrataustrag auswirkt. Zu diesem Themenkomplex liegen zahlreiche<br />

Arbeiten vor (ASSMANN et al. 1998, BEISECKER 1994, BORK 1988, HAMPL<br />

1995, HORN 1998, HUSSE 1983, KAINZ 1991, LAWA 1995, MENDEL und<br />

FISCHER 1997, PREUSCHEN 1994, RICHTER 1998). Darüber hinaus sind<br />

Bodenverichtungen zu vermeiden oder zu beheben. Erste Vorschläge zur Be -<br />

grenzung von Achs- bzw. Radlasten (Richt- bzw. Grenzwerte) bei landwirtschaftlichen<br />

Nutzfahrzeugen wurden erarbeitet, um die mechanische Belastung<br />

der Flächen zu reduzieren (HORN 1998). Die Möglichkeiten der Melioration verdichteter<br />

Böden durch Tieflockerung sind u.a. in Rheinland-Pfalz mehrfach untersucht<br />

worden (SCHRÖDER & SCHULTE -KARRING 1984, SCHULTE -<br />

KARRING 1999).<br />

Der Nährstoffsektor ist vor allem durch hohe Saldo -Überschüsse für Stickstoff<br />

und Phosphat (für Stickstoff selbst im Wald) geprägt. Sie stehen einer nachhaltig<br />

umweltverträglichen Bodennutzung entgegen (ISERMANN & ISERMANN<br />

1996). Humusgehalte, mikrobielle Biomassen und Stoffwechselaktivitäten<br />

werden häufig durch enge und einseitige Fruchtfolgen sowie geringeren Einsatz<br />

an Wirtschaftsdüngern etc. gesenkt. Durch die Ap plikation organischer<br />

Reststoffe werden biologische Eigenschaften und Bodenfruchtbarkeit hingegen<br />

positiv und nachhaltig beeinflusst (EMMERLING & SCHRÖDER 1999). Über<br />

den Nutzen ihrer Anwendung zur Erosionsminderung liegen ebenfalls zahlreiche<br />

Beiträge vor (SAUERBECK 1992).<br />

Sowohl über organische wie anorganische Schadstoffe liegen für Rheinland -<br />

Pfalz grundlegende Bestandsaufnahmen in Form eines Bodenbelastungskata -<br />

ster vor, das die bodenkundliche Abteilung maßgeblich mitgestalte t hat<br />

(HAUENSTEIN & HUTZLER-GARDT 1998 zitiert in LABO 1998).<br />

1.3 Untersuchungsansatz<br />

Die Ist-Situation sollte durch Erfassung der vorhandenen Befunde sowie durch<br />

Untersuchungen der herkömmlichen Bewirtschaftung festgestellt werden. Zu -<br />

gleich sollte die Annahme einer Umweltentlastung durch optimierte Bodennut-<br />

122


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

zung geprüft werden. Dieses Vorgehen erlaubte es, schon zum Abschluss der<br />

ersten Phase vorläufige „Nachhaltigkeitsstrategien“ zu empfehlen.<br />

Der Vergleich herkömmliche/optimierte Bewirtschaftung der Nutzungsart Acker<br />

erforderte die Anlage komplexer Versuche (je vier herkömmliche und vier opti -<br />

mierte) an mehreren Standorten. Die optimierte Variante wurde in langjährig<br />

biologisch bewirtschaftete Ackerschläge gelegt (geringe Nährstoff- und Schadstoffbelastung)<br />

und durch Gefügemelioration (Tieflockerung),<br />

Zwischenfruchtanbau, reduzierte Bodenbearbeitung und organische Düngung<br />

insbesondere für die Wasserrückhaltung modifiziert (siehe Abb. 1).<br />

Abb. 1: Versuchsaufbau zur Optimierung erosions- und abflussgefährdeter<br />

Ackerstandorte<br />

Für die Nutzungen Grünland und Weinbau entspricht „konventionell“ der übli -<br />

chen Praxis und „optimiert“ dem Ökolandbau. Im Bereich der forstlichen Land -<br />

nutzung werden Fichtenkulturen und Laubwald verglichen.<br />

Neben der feldbodenkundlichen, bodenphysikalischen und bodenchemischen<br />

Charakterisierung der Standorte dienten einige ausgewählte Nähr- und Schadstoffe,<br />

sowie bodenbiologische Eigenschaften und Erträge als direkte<br />

Zustandsindikatoren. Grenz- und Richtwerte bzw. Ziele/Anforderungen für Nähr-<br />

u. Schadstoffgehalte im Boden, Schutz vor Bodenerosion u. mechanischer Be-<br />

123


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

lastung existieren in Gesetzen, Verordnungen und Empfehlungen. Eine Ge -<br />

samtbewertung von Bodenzustand, Bodenbelastung und Ertragssituation er -<br />

folgte anhand der in Tab. 1 aufgeführten Gesetze und Verordnungen (und<br />

weiteren hier nicht genannten untergesetzlichen Regelwerken).<br />

Tab.1: relevante Gesetze und Verordnungen für die untersuchten Parameter<br />

Parameter Gesetze und Verordnungen<br />

Erosion<br />

Abfluss<br />

1<strong>24</strong><br />

Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG); Bundes-Bodenschutz- und<br />

Altlastenver-ordnung (BBodSchV); Wasserhaushaltsgesetz (WHG);<br />

Gesetz über Naturschutz und Landschaftspflege (BNatSchG)<br />

Verdichtung Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG)<br />

Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)<br />

Bodenfrucht- Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG) Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverbarkeit<br />

ordnung (BBodSchV); Düngeverordnung (DüV)<br />

Nährstoffe Düngemittelgesetz (DMG) Düngeverordnung (DüV);Düngemittelverordnung<br />

(DüMV)<br />

Bundesbodenschutzgesetz (BBodSchG)<br />

Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz (KrW-/AbfG)<br />

Klärschlammverordnung (AbfKlärV)<br />

Anorganische Klärschlammverordnung (AbfKlärV)<br />

Schadstoffe Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)<br />

Organische Klärschlammverordnung (AbfKlärV)<br />

Schadstoffe Gesetz zum Schutz der Kulturpflanzen (Pflanzenschutzgesetz – PflSchG)<br />

Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)<br />

1.4 Untersuchungsraum<br />

In der Mittelgebirgsregion des Moselhunsrücks (Unterdevon) in der Umgebung<br />

von <strong>Trier</strong> wurden für den Untersuchungsrau m regionstypische Flächen und<br />

Landwirtschaftsbetriebe ausgewählt. Sie befinden sich in einer Höhenlage zwischen<br />

400 und 480 Metern ü. NN. im Bereich der Osburger Trogfläche, die<br />

Höhen über 500 m erreicht. Tief eingeschnittene Kerbtäler haben die alte<br />

Rumpffläche in senkrecht zum Verlauf der Mosel streichende Riedel und<br />

Rücken zerlegt (RICHTER 1983). Typische Böden im triernahen devonischen<br />

Moselhunsrück sind Ranker, Braunerden und Pseudogleye aus vielfach löss -<br />

lehmhaltigen Tonschiefer-Fließerden mit wechse lnden Anteilen von Grau -<br />

wacken- und Quarzitverwitterungsmaterial. Ihre Durchwurzelbarkeit ist aufgrund<br />

der plattigen Einregelung von Schieferbruchstücken und der hohen Bodendichte<br />

durch solifluidale Umlagerungsprozesse deutlich verringert (SCHRÖDER 1983).


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

2 Angewandte Methoden<br />

2.1 Bodenphysikalische Untersuchungsmethoden<br />

Als Voruntersuchung zur Standortauswahl wurde eine feldbodenkundliche Kartierung<br />

der Untersuchungsflächen nach der Bodenkundlichen Kartieranleitung<br />

(AG BODEN, 1994) vorgenommen.<br />

Mit 100 cm³-Stechzylindern wurden je nach Horizontmächtigkeit aus 4 bis 5<br />

Tiefen ungestörte Bodenproben entnommen (je Tiefenstufe 6 Stechzylinder).<br />

Auf den tiefgelockerten Parzellen wurden die Lockerungsfurchen und der ungelockerte<br />

Boden untersucht.<br />

Die Probenaufbereitung zur Korngrößenanalyse erfolgte in Anlehnung an<br />

MICHAEL ET AL. (1996), da diese Methode besser die Zerlegung der<br />

Bodenaggregate in Kleinstaggregate während des Erosionsprozesses<br />

nachahmt. Die Schluffgehalte werden bei Anwendung dieses Verfahrens über-<br />

und die Tongehalte unterschätzt.<br />

Die Bestimmung der Porengrößenverteilung erfolgte durch die Überdruck -<br />

methode nach RICHARDS & FIREMAN (1943). Die Luftdurchlässigkeit<br />

(KMOCH U. HANUS 1965) und der Eindringwiderstand (Sondendurchmesser<br />

3,44 mm) wurden an den ungestörten Stechzylindern nach Vorentwässerung<br />

bei 300 hPa bestimmt. Die Ermittlung der gesättigten Wasserleitfähigkeit<br />

erfolgte nach HANUS & KMOCH (1965).<br />

2.2 Tieflockerung, Abfluss- und Erosionsmessungen<br />

Die Tieflockerung der Versuchsflächen, die ab 40 bis 50 cm unter der Geländeoberfläche<br />

verdichtete Fliesserdelagen aufweisen, wurde mit einem TLG 12<br />

durchgeführt. Die Lockerungsmaßnahmen reichen bis in eine Bodentiefe von<br />

etwa einem Meter. Auf die höhenlinienparallel gelockerten Streifen mit einer<br />

Breite von 5 m bis 6 m folgte im Wechsel ein etwa 1 m breiter ungelockerter<br />

Erddamm als Wasser-Sperrriegel. In den Lockerungsfurchen kann das Wasser<br />

bis zu einer Tiefe von ca. 100 cm versickern (Abb. 1). Durch das Lockerungs -<br />

relief, das aus einem Wechsel von Lockerungsfurchen, dazwischen liegenden<br />

teil- bzw. ungelockerten Rippen und dem ungelockerten Erddamm besteht, soll<br />

ein temporärer Wasserrückstau für die gesamte Fläche erreicht werden.<br />

Zur Klärung der Wasserbewegung im Boden und der Entstehung unterschied -<br />

licher Abflusskomponenten wurden Beregnungsversuche durchgeführt. Die Gesamtberegnungsfläche<br />

der mobilen Beregnungsanlage (modifiziert nach KARL<br />

125


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

& TOLDRIAN, DVWK (Hrsg. 1985)) beträgt 50 m² (5 x 10 m), wobei für den<br />

zentralen Streifen (3 x 10 m) die Bodenw asserflussmessungen in einer der<br />

Anlage direkt vorgelagerten, drei Meter breiten Profilgrube erfolgen. In die Profilwand<br />

wurden Bleche in drei Tiefen zur Gewinnung von Oberflächenabfluss<br />

(Ao), Zwischenabfluss auf der Krumenbasis (Ai1) und über der Basislage (Ai2)<br />

eingetrieben. An drei aufeinander folgenden Tagen wurden jeweils viermal in<br />

stündlichem Abstand ca. 10 mm Wasser innerhalb von 15 Minuten aufgebracht.<br />

Dies entspricht regionalen Tagessummenniederschlägen, die zu starken Hoch -<br />

wässern geführt haben.<br />

Die verwendete Beregnungsintensität zur Bestimmung der Bodenerosion bei<br />

Starkregen von 120 mm/h entspricht der Intensität regionaler sommerlicher<br />

Starkregenereignisse, die für etwa 5 bis 10 Minuten eine Intensität von 2<br />

mm/min erreichen können. Nach RICHTER (1983) waren auf der Grundlage von<br />

Messungen der Forschungsstelle Bodenerosion der <strong>Universität</strong> <strong>Trier</strong> im Ruwertal<br />

bei Mertesdorf wenige Starkregenereignisse für den Hauptanteil (> 70 %) des<br />

jährlichen Bodenabtrages verantwortlich (Tab. 2).<br />

Tab. 2: technische Daten und Beregnungsschema zur Bodenerosion<br />

Technische Daten<br />

Beregnete Fläche: 3 x 3 m Beregnungshöhe: 2 m über Bodenoberfläche<br />

Vollkegeldüse: Typ VK-1/2 HH-40WSQ Beregnungsintensität: 120 mm/h bei 1,8 bar Druck<br />

Beregnungsschema<br />

a) Vorberegnung bis zur Aufsättigung der Bodenoberfläche und dem Auftreten von Oberflächenabfluss<br />

b) Beregnungspause 1: nach vollständiger Versickerung 10 Minuten Wartezeit<br />

c) Erosionsberegnung 1: 10 min Dauer (= 20 mm)<br />

d) Beregnungspause 2: nach vollständiger Versickerung 10 Minuten Wartezeit<br />

e) Erosionsberegnung 2: 10 min Dauer (= 20 mm)<br />

Probenahme<br />

Der gesamte Oberflächenabfluss wird über ein Sammelblech aufgefangen. Nach 10 minütiger<br />

Sedimentationszeit wird nach Dekantieren des Überstandes aus den Sammelgefäßen der gesamte<br />

Bodenabtrag entnommen zur Bestimmung des Trockengewichtes. Aus dem Überstand wird<br />

eine 1,5 l Mischprobe zur Bestimmung des in der Schwebe verbliebenen Feststoffanteils entnommen<br />

2.3 Nährstoffhaushalt, Schadstoffgehalt, bodenbiologische Eigenschaften<br />

und Erträge<br />

Die Bestimmung der PAK und PCB erfolgte nach ISO/WD 18287. Der Auf -<br />

schluss der Schwermetalle und der Elemente P und K (ge samt) im Boden<br />

wurde nach dem Druckbombenaufschlusssystem nach Berghof mit dem Extraktionsmittel<br />

HNO3 vorgenommen. Cmik und Nmik wurden durch Fumigation, die<br />

Basalatmung mit einem IRGA bestimmt. Die Erträge wurden durch vier Quadratmeterschnitte<br />

erfasst. Sämtliche anderen Parameter wurden nach den Methoden<br />

der in Tab. 1 genannten Gesetze und Verordnungen ermittelt.<br />

126


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

3 Ergebnisse<br />

3.1 Feldbodenkundliche Eigenschaften<br />

Um die Repräsentativität der Standorte sicherzustellen, wurden Bodenkartie -<br />

rungen für alle Nutzungen und beide Intensitätsstufen vor Anlage der Versu -<br />

che/Entnahmegruben vorgenommen. Der Leitboden der Region ist die mittel -<br />

gründige Braunerde aus Schiefersolifluktionsschutt. Die lösshaltige Hauptlage<br />

ist teilweise erodiert, so dass der Bv-Horizont überwiegend in Resten der Haupt-<br />

und Mittellage entwickelt ist. Den Cv -Horizont bildet die sehr skelettreiche,<br />

dichte Basislage. Von diesem Leitboden weichen die ausgewählten Standorte<br />

nur wenig ab.<br />

3.2 Bodenphysikalische Eigenschaften<br />

Generell ergaben sich für die bodenphysikalischen Parameter keine größeren<br />

Unterschiede zwischen den Standorten der alternativen und konventionellen<br />

Bewirtschaftung. Überrascht hat das rel. hohe Grobporenvolumen und die hohe<br />

Permeabilität der Solifluktionsdecken. Lediglich die Basislage ist sehr dicht und<br />

fest. Durch Tieflockerung konnten die bodenphysikalischen Eigenschaften er -<br />

heblich verbessert werden (Tab. 3). Diese positiven Effekte ergeben sich auch<br />

für die konventionellen Standorte, da sie im verdichteten Bereich gleiche<br />

Eigenschaften aufweisen wie die vormals ungelockerten Alternativstandorte.<br />

127


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

Tab. 3: Auswirkungen der Tieflockerung alternativ bewirtschafteter Standorte<br />

auf bodenphysikalische Eigenschaften und Wasserrückhaltevermögen (n=2)<br />

Horizont Mächtigkeit Porenvolumen [Vol.%]: ka kf EW<br />

Tiefe [cm] [dm]<br />

Ges. PV >50 50-10 10-0,2


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Oberflächenabfluss zu Infiltration zugunsten der Infiltration verbessert werden.<br />

Weniger Abfluss auf der Bodenoberfläche ist aber auch gleichbedeutend mit<br />

verringerter Bodenerosion.<br />

Voraussetzung dafür ist die Erhaltung einer guten Aggregatstabilität der Bo -<br />

denoberfläche, damit das zu versickernde Wasser auch durch die Oberfläche<br />

hindurch den tiefer gelegenen temporären Speicherraum erreichen kann und<br />

nicht aufgrund einer stark verschlämmten und schlecht infiltrierenden Bo -<br />

denoberfläche als Oberflächenabfluss wirksam wird. Daher wird eine Begrünung<br />

der Äcker in Anbaupausen vorgeschlagen.<br />

Insgesamt konnte für die tiefgelockerten Parzellen in den Bereichen der Locke -<br />

rungsfurchen ein zusätzliches temporäres Speichervolumen von etwa 50 mm<br />

geschaffen werden (Zunahme des Gesamtporenvolumens um 14 %).<br />

Bei der Anlage der Lockerungsstreifen muss allerdings darauf geachtet werden,<br />

dass dieses zwischengespeicherte Wasser nicht dem Gefälle hangabwärts fol -<br />

gend durch die neu geschaffenen Hohlräume zu schnell abfließt. Daher sollten<br />

bei großflächigen Lockerungsmaßnahmen am Hang etwa 5 bis 6 m breite, höhenlinienparallele<br />

Lockerungsstreifen von etwa 1 m breiten ungelockerten „Erddämmen“<br />

unterbrochen werden. Diese Vorgehensweise verhindert ein rasches<br />

hangabwärts gerichtetes Fließen; allerdings wird dadurch für die gesamte gelockerte<br />

Fläche aufgrund des Wechsels von Lockerungsfurchen, teilgelockerten<br />

Bereichen und ungelockerten Erddämmen das Wasserrückhaltevermögen auf<br />

etwa 65 % der für die Lockerungsfurche ermittelten Kapazität je Quadratmeter<br />

reduziert (NIEBES ET AL. 2001).<br />

3.3 Flächenhafter Abfluss bei herkömmlicher und optimierter<br />

Bewirtschaftung<br />

Als Vorberegnung wurden innerhalb von 2 Tagen 80 mm auf jede Fläche beregnet.<br />

Die in der Tab. 4 dargestellten Ergebnisse des jeweils dritten Beregnungstages<br />

(40 mm/Tag) verdeutlichen somit das Abflussverhalten von typischen<br />

Ackerböden der Region, die schon erhebliche Niederschlagsmengen aufge -<br />

nommen haben.<br />

129


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

Tab. 4: experimentell ermittelte Abflussbeiwerte auf Ackerflächen<br />

Acker- Tag_Beregn. Ao Ai(1) Ai(2) Acker- Tag_Beregn. Ao Ai(1) Ai(2)<br />

standorte [% von Regenmenge] standorte [% von Regenmenge]<br />

konv.1 T3_B1 1,3 0,7 0,5 opt. 1 T3_B1 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B2 2,0 3,3 2,7 T3_B2 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B3 2,1 2,0 2,1 T3_B3 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B4 1,4 6,1 4,3 T3_B4 0,0 0,0 0,0<br />

konv. 2 T3_B1 0,0 3,4 0,5 opt. 2 T3_B1 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B2 1,9 3,5 1,1 T3_B2 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B3 1,2 4,0 1,5 T3_B3 0,4 0,0 0,0<br />

T3_B4 1,6 7,9 1,8 T3_B4 0,9 0,0 0,0<br />

konv. 3 T3_B1 0,0 0,0 0,0 opt.3 T3_B1 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B2 0,3 0,1 0,0 T3_B2 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B3 0,3 0,7 2,8 T3_B3 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B4 0,4 2,4 3,0 T3_B4 0,0 0,0 0,0<br />

konv. 4 T3_B1 4,0 0,3 0,0 opt. 4 T3_B1 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B2 4,9 0,3 0,0 T3_B2 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B3 5,7 0,2 0,1 T3_B3 0,0 0,0 0,0<br />

T3_B4 6,5 0,2 0,1 T3_B4 0,0 0,0 0,0<br />

konv.: opt.:<br />

herkömmliche Bewirtschaftungsintensität reduzierte Bewirtsch., optimiert durch Tieflockerung<br />

Drei der vier konventionellen Standorte verhielten sich ähnlich, sie zeigten am<br />

dritten Beregnungstag geringen Oberflächenabfluss (0,4 bis 1,6 % der Beregnungsmenge)<br />

und etwas höheren Zwischenabfluss (Summe Ai1+Ai2 zwischen<br />

5,4 und 10,4 %). Der vierte konv. bewirtschaftete Ackerstandort wies dageg en<br />

mit 6,5 % einen höheren Oberflächenabfluss und sehr geringen<br />

Zwischenabfluss (0,3 %) auf. Die optimierten Ackerstandorte zeigten durchweg<br />

weder Oberflächen- noch Zwischenabfluss in nennenswerter Größenordnung.<br />

Bei einem Vergleich der verschiedenen Nutzungen Acker, Grünland, Wald und<br />

Wein zeigte sich, dass der Oberflächenabfluss auf Weidegrünland (alternativ:<br />

15 – 30 %, konventionell: 15 – 35 % am dritten Tag) in der untersuchten Region<br />

größer ist als der Oberflächenabfluss von Ackerstandorten und den an deren<br />

Nutzungen. Dies ist zum einen auf den verdichtend wirkenden Viehtritt zurück -<br />

zuführen, zum anderen auf den wasserspeichernden Wurzelfilz in Oberflächennähe<br />

in Kombination mit einer hydrophob wirkenden Auflage aus verrottenden<br />

Pflanzenresten und Moosen, welche die Bildung von Oberflächenabfluss fördert.<br />

Diese Ergebnisse wurden durch Untersuchungen auf Buntsandstein- und Muschelkalkböden<br />

in der <strong>Trier</strong>-Bitburger Mulde bestätigt (SCHOBEL ET AL. 2001).<br />

Im Hinblick auf eine zukünftige Modellierungen von Ab flüssen sollten diese<br />

Ergebnisse berücksichtigt werden.<br />

Die untersuchten Waldflächen zeigten kein einheitliches Bild. Der erste Laub -<br />

waldstandort erreichte am dritten Tag 14 % Ao und 3 % Ai, während die zweite<br />

Laubwaldfläche keinen Abfluss aufwies. Der Na delwaldstandort zeigte sehr<br />

hohe Zwischenabflussmengen (73 % Ai2), aber keinen Oberflächenabfluss (Ao).<br />

130


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Weitere Untersuchungen zur Abflussbildung im Wald sind erfor derlich.<br />

SCHOBEL ET AL. (2001) ermittelten mit gleichem Verfahren auf<br />

Muschelkalkböden der <strong>Trier</strong>-Bitburger Mulde höhere Abflüsse im Wald als auf<br />

Acker, während in der Buntsandsteinregion die Abflüsse auf Ackerflächen höher<br />

waren als in Waldgebieten.<br />

Der alternativ bewirtschaftete Weinberg mit Rebgassenbegrünung zeigte auch<br />

nach drei Beregnungstagen keinen Abfluss. Im konventionell bewirtschafteten<br />

Weinberg ohne Gassenbegrünung konnten am dritten Tag bis zu 12 % Ao und<br />

2 % Ai festgestellt werden.<br />

Zur Charakterisierung von Bodenwasserstofftransport und Identifikation von<br />

Fließwegen wurden gemeinsame Beregnungsversuche mit dem Teilprojekt B9<br />

„Fluvialer Stofftransport“ auf hydraulisch angebunden Flächen in Gewässernähe<br />

durchgeführt. Im Auenbereich der Fließgewässer reicherte sich das Bereg -<br />

nungswasser bei der Bodenpassage besonders mit Kalzium, Mangan und Eisen<br />

an, die auch beim Durchgang von Hochwasserwellen als Bodenwasserkompo -<br />

nenten im Flusswasser zu finden sind (KURTENBACH & NIEBES 2002).<br />

3.4 Bodenerosion<br />

Beregnungsversuche zur Ermittlung der Bodenabträge bei Starkregen wurden<br />

auf 8 Ackerstandorten und 6 Weinbergsflächen durchgeführt. Die Abträge auf<br />

konventionell bewirtschafteten Flächen lagen zwischen 35 und 204 kg/ha bezo -<br />

gen auf 10-minütige Starkregenereignisse (Tab. 5). Die optimierten Standorte<br />

wiesen mit 3 bis 32 kg/ha deutlich geringeren Bodenverlust auf. Die optimierten<br />

Standorte 3 und 4 zeigten selbst nach einer mehr als einstündigen Vorbereg -<br />

nung (Regenmenge pro Standort: 140 mm) keine Anzeichen von Oberflächen -<br />

abfluss, obwohl eine Verschlämmung der Bodenoberfläche beobachtet wurde.<br />

Die Bodenabträge der Weinbergsstandorte zeigen sowohl bei den konventio -<br />

nellen Betrieben als auch beim Ökoweinbau eine große Spannweite; hohe Abtragswerte<br />

können sowohl bei konv. als auch ökol. Weinbau auftreten.<br />

Eindeutig erosionsmindernd wirkt die Rebgassenbegrünung (RGB). Weinbergsböden<br />

mit einem hohen Schieferskelettanteil zeigen geringere Abtragsmengen.<br />

Ein hoher Schieferanteil kann die Erosion ähnlich hemmen wie eine Begrünung<br />

der Rebgassen, da die Steinbedeckung die erosive Kraft der Regentropfen<br />

teilweise aufhebt und Erosion in diesem Falle nur dann auftritt, wenn die<br />

Infiltrationsleistung des Weinbergbodens erschöpft ist und Oberflä chenabfluss<br />

auftritt.<br />

131


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

Tab. 5: Bodenabträge bei experimentellen Starkregen im Mosel-Saar-Hunsrück<br />

Acker E.-bereg. B.-abtrag Weinberg E.-bereg. B.-abtrag<br />

(10 min Regen) (10 min Regen)<br />

[kg/ha] [kg/ha]<br />

konv. 1 1 35 konv., ohne RGB, 1 486<br />

2 81 Mosel 2 565<br />

konv. 2 1 41 konv., mit RGB, 1 56<br />

2 81 Saar 2 41<br />

konv. 3 1 163 konv., ohne RGB, 1 6057<br />

2 204 neu angelegt (2 Jahre alt), Saar<br />

konv. 4 1 134<br />

2 65<br />

opt. 1 1 13 öW, mit RGB, 1 10<br />

2 32 geringerer Schieferanteil, Mosel 2 14<br />

opt. 2 1 3 öW, ohne RGB, 1 1648<br />

2 14 geringerer Schieferanteil, Mosel 2 1486<br />

opt. 3 kein 0 öW, ohne RGB, 1 31<br />

opt. 4 Abfluss! 0 hoher Schieferanteil, Mosel 2 73<br />

Abkürzungen: E.-bereg.=Erosionsberegnung; B.-abtrag=Bodenabtrag; konv.=konventionell; opt.=optimiert<br />

RGB=Rebgassenbegrünung; öW=ökologischer Weinbau<br />

Zur Zeit werden im Rahmen einer Diplomarbeit Bodenerosionsmodellierungen<br />

(Modell Erosion 2D/3D sowie ein Ansatz auf Basis der ABAG) für die beregne -<br />

ten Untersuchungsflächen des Projektes unter Verwendung der<br />

bodenphysikalischen Analysedaten durchgeführt. Erste Ergebnisse zeigen, dass<br />

die modellierten Bodenabträge über den experimentell ermittelten<br />

Abtragswerten liegen (Überschätzung bis zum doppelten Gelände -<br />

experimentwert möglich). Daher sind die Feldmessungen von besonderer<br />

Bedeutung für die Validierung und Korrektur der Modelle.<br />

3.5 Nährstoffgehalte und bodenbiologische Eigenschaften<br />

In Höhe und Verteilung der Nmin-Bodengehalte auf Ackerflächen traten zwischen<br />

den Untersuchungsjahren 2000 und 2001 zum Teil erhebliche Differenzen auf.<br />

Bedingt durch die mineralische Düngung der konventionellen Ackerflächen sind<br />

deren Nmin-Gehalte im Frühjahr deutlich höher als die der optimiert bewirtschaften<br />

Ackerflächen. Generell waren im Frühjahr 2001 in der Ackerkrume (0-30 cm)<br />

die mittleren Gehalte mit etwa 40 kg Nmin/ha erheblich höher als der von der<br />

SLVA <strong>Trier</strong> für den <strong>Trier</strong>er Raum angegebene Durchschnittswert von 13 kg<br />

Nmin/ha (SCHACKMANN 2001). In 30-60 cm Tiefe waren die Werte der Untersuchungsflächen<br />

mit im Schnitt 13 kg Nmin/ha sehr niedrig. Die tiefgelockerten<br />

Standorte wiesen keine signifikanten Unterschiede zu den ungelockerten auf.<br />

Im Gegensatz zu den optimiert bewirtschafteten Ackerflächen war bei den konventionellen<br />

Varianten ein deutlicher Überschuss der schlagbezogenen N -<br />

Salden zu verzeichnen. Weitere Aussagen zu Nährstoff -Salden sind in dem<br />

Projektbericht C9 nachzulesen.<br />

132


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Die herbstliche Einsaat der Zwischenfrucht Gelbsenf auf Ackerflächen konnte<br />

den nach der Ernte im Boden verbliebenen Stickstoff weitgehend bis zum Frühjahr<br />

zwischenspeichern. Somit wurde die Auswaschung von Stickstoff während<br />

des Winters verhindert – eine vielfach belegte Erfahrung.<br />

Ausgewählte Parameter zur Dokumentation der Nährstoff- und Humusgehalte<br />

sowie der bodenbiologischen Eigenschaften sind in Tab. 6 dargestellt. Auffällig<br />

ist, dass sich – außer beim K2O-Gehalt der Ackerflächen – keine signifikanten<br />

Unterschiede der Intensitäten innerhalb einer Landnutzungsform statistisch absichern<br />

ließen.<br />

Tab. 6: Ausgewählte Bodenparameter (Mittelwerte) verschiedener Landnut -<br />

zungsformen und Intensitäten im oberen Bodenhorizont; * kennzeichnet signifi-<br />

kanten Unterschied innerhalb einer Landnutzung zwischen den Intensitäten (U-<br />

Test; paarweiser Vergleich; α


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

3.6 Anorganische Schadstoffe<br />

Um flächenhafte Aussagen zur Schwermetallsituation der Ackerflächen des<br />

Untersuchungsgebietes vornehmen zu können, sind etwa 2300 GPS -verortete<br />

Schwermetall-Gehalte (Königswasseraufschluss) der Ackerkrume (0-30 cm), die<br />

im Rahmen der AbfKlärV erhoben wurden, herangezogen worden. Die Daten<br />

wurden freundlicherweise von der SLVA <strong>Trier</strong> zur Verfügung gestellt. Zunächst<br />

wurde eine räumliche Interpolation der Daten vorgenommen. Als Verfahren<br />

wurde das Kriging gewählt, um ein regelmäßiges Gitter, und somit äquidistante<br />

Datenwerte, zu erzeugen. In einem weiteren Schritt wurden Schwermetallver -<br />

teilungskarten erstellt. In Tab. 7 ist, aufgeteilt nach Ausgangsgestein, das 90.<br />

Perzentil der Orginaldaten und Schätzwerte dargestellt. Zusätzlich wurden, so -<br />

fern vorhanden, zu Vergleichszwecken die entsprechenden Hintergrundwerte<br />

für Böden in Rheinland-Pfalz (HAUENSTEIN & HUTZLER-GARDT 1996 zitiert<br />

in LABO 1998) dargestellt.<br />

Die „Labo-Hintergrundwerte“ für Rheinland-Pfalz (HAUENSTEIN & HUTZLER-<br />

GARDT 1996 zitiert in LABO 1998) weisen gegenüber den im Rahmen dieses<br />

Projektes ausgewerteten Schwermetallgehalten bei dem Ausgangsgestein<br />

„Pleistozän (lössbeeinflusst)“ drastisch höhere Bleigehalte und bei „Devon“<br />

deutlich höhere Kupfergehalte auf. Dies lässt sich dadurch erklären, dass bei<br />

den „Labo-Hintergrundwerten“ keine Nutzungsdifferenzierung vorgenommen<br />

wurde und die Nutzung, wie auch aus Abb. 3 ersichtlich, in starkem Maße die<br />

Schwermetallgehalte des Bodens beein flusst. Im Falle des „Pleistozäns<br />

(lössbeeinflusst)“ kann die Dominanz der Wald nutzung und im Falle des<br />

„Devons“ die Dominanz des Weinbaus bei der Berechnung des 90. Perzentils<br />

für die Erhöhung der entsprechenden Gehalte als Begründung herangezogen<br />

werden.<br />

134


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Tab. 7: Vergleich der Schwermetallgehalte in der Region <strong>Trier</strong>; 90. Perzentil)<br />

GEOLOGIE Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn<br />

Holozän Orginaldaten < 0,1 49 33 < 0,1 43 53 140<br />

(meist Talböden) Schätzwert 0,30 62 45 0,10 54 41 112<br />

Labo (1998) 1,06 48 37 0,52 44 47 93<br />

Pleistozän Orginaldaten < 0,1 64 41 < 0,1 56 46 118<br />

(lössbeeinflusst) Schätzwert<br />

Labo (1998)<br />

0,41<br />

1,43<br />

59<br />

49<br />

38<br />

34<br />

0,10<br />

0,75<br />

49<br />

55<br />

44<br />

363<br />

99<br />

146<br />

Pleistozän Orginaldaten < 0,1 117 77 < 0,1 106 39 146<br />

(Vulkanite) Schätzwert 0,37 69 63 0,11 88 32 113<br />

Tertiär Orginaldaten < 0,1 50 33 < 0,1 42 39 95<br />

Schätzwert 0,23 45 34 0,13 43 37 89<br />

Keuper Orginaldaten 1,00 72 43 < 0,1 61 54 166<br />

Schätzwert 0,53 58 40 0,10 50 47 110<br />

Muschelkalk Orginaldaten 1,00 69 43 < 0,1 57 55 131<br />

Schätzwert 0,52 60 37 0,10 52 46 114<br />

Labo (1998) 1,11 58 101 0,30 62 43 109<br />

Buntsandstein Orginaldaten < 0,1 39 34 < 0,1 29 30 77<br />

Schätzwert 0,27 56 30 0,11 41 30 91<br />

Labo (1998) 0,32 32 18 0,30 <strong>24</strong> 74 71<br />

Perm Orginaldaten < 0,1 35 26 < 0,1 33 41 98<br />

Schätzwert 0,16 41 28 0,10 40 38 84<br />

Devon Orginaldaten < 0,1 73 45 < 0,1 67 57 166<br />

Schätzwert 0,29 65 39 0,11 61 44 143<br />

Labo (1998) 1,23 74 125 0,32 54 72 137<br />

In Abb. 2 sind die Ackerflächen schwarz eingezeichnet, bei denen für minde -<br />

stens ein Schwermetall der Vorsorgewert überschritten wurde.<br />

Legende<br />

Ackerfläche; Vorsorgewert unterschritten<br />

Ackerfläche; Vorsorgewert überschritten<br />

sonstige Flächen<br />

nicht erfasst<br />

Vulkaneifel<br />

Triasmulde<br />

Hunsrück<br />

Abb. 2: Überschreitung von Vorsorgewerten für Schwermetalle in der Region<br />

<strong>Trier</strong><br />

Die Vulkaneifel zeichnet sich durch rel. hohe Gehalte der Schwermetalle Kupfer,<br />

Chrom und Nickel aus. Dies ist auf die Ausgangsgesteine Tonstein, Basalt und<br />

Gabbro zurückzuführen. Im Hunsrück wurden vergleichsweise hohe Werte für<br />

135


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

Zink und Chrom ermittelt, die auf das Ausgangsgestein Tonstein zurückzuführen<br />

sind. Die Ablagerungen des Perms in der Wittlicher Senke sowie die meso -<br />

zoischen Sedimente der Triasmulde weisen relativ geringe Schwermetallgehalte<br />

auf. Eine Ausnahme bilden die Bereiche des Keupers, wo geogen bedingt<br />

relativ hohe Gehalte an Nickel, Chrom und Kupfer zu verzeichnen sind.<br />

Somit sind die Schwermetall-Gehalte der Region <strong>Trier</strong> „naturbedingt“ (geogen)<br />

(gemäß §9 Abs. 2 BBodSchV) und nicht durch wenige Klärschlamm -Gaben<br />

oder andere Einträge verursacht (ROTHSTEIN ET AL. 2001). Daher geht von<br />

ihnen keine unmittelbare Gefahr aus. Zu einem ähnlichen Ergebnis kommen<br />

auch BLUME (1990) und WILKE & DÖHLER (1995).<br />

Auf den eigenen Untersuchungsflächen wurden Schwermetallgehalte in unterschiedlichen<br />

Tiefen ermittelt. Zu beachten ist, dass zwar diese Flächen<br />

ebenfalls in dem zuvor genannten Gebiet liegen, deren Daten aber nicht aus der<br />

zuvor genannten Grundgesamtheit entstammten. Beim direkten Vergleich der<br />

ausgewiesenen Messwerte mit den 2300 verorteten Schwermetalldaten und den<br />

Grenzwerten der BBodSchV und AbfKlärV ist ferner zu berücksichtigen, dass<br />

die eigenen Werte methodisch bedingt niedriger als beim Königswasserauf -<br />

schluss liegen.<br />

In Abb. 3 sind die Schwermetallgehalte des Oberbodens für die verschiedenen<br />

Arten der landwirtschaftlichen Nutzung zusammengefasst.<br />

136<br />

SM [mg/kg Trockenmasse]<br />

400,0<br />

350,0<br />

300,0<br />

250,0<br />

200,0<br />

150,0<br />

100,0<br />

50,0<br />

0,0<br />

53,88<br />

42,38<br />

147,96<br />

43,31<br />

57,38<br />

39,96<br />

143,84<br />

54,58<br />

68,15<br />

157,93<br />

41,98<br />

59,23<br />

70,30<br />

166,80<br />

51,10<br />

41,55<br />

60,28<br />

126,78<br />

28,80<br />

67,03<br />

54,30<br />

88,12<br />

67,48<br />

63,04<br />

16,14 19,14 21,18 15,35 22,38 17,70<br />

Acker;<br />

konv.<br />

Acker;<br />

bio<br />

Grünland; Grünland;<br />

bio konv.<br />

Wald;<br />

Laub<br />

Wald;<br />

Nadel<br />

58,69<br />

64,42<br />

79,50<br />

75,61<br />

83,88<br />

Wein;<br />

konv.<br />

61,66<br />

55,58<br />

85,56<br />

64,35<br />

107,65<br />

Wein;<br />

bio<br />

Abb. 3: Mittlere Schwermetallgehalte (SM) unterschiedlich landwirtschaftlich<br />

genutzter Flächen in 0-30 cm<br />

6,5<br />

6,0<br />

5,5<br />

5,0<br />

4,5<br />

4,0<br />

3,5<br />

3,0<br />

pH-Wert<br />

Cr<br />

Pb<br />

Zn<br />

Ni<br />

Cu<br />

Cd<br />

ph


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Beim Vergleich der Intensitätsstufen und Landnutzungsformen ist zu erkennen,<br />

dass die Schwermetallgehalte eher durch die Art der landwirtschaftlichen Nut -<br />

zung als durch die Nutzungsintensität differenziert werden. Sämtliche Schwermetallgehalte<br />

der Ackerflächen stimmen mit den Gehalten des externen Datensatzes<br />

im Bereich Hunsrück überein.<br />

Die untersuchten Ackerflächen zeigten z.T. deutliche Überschreitungen der<br />

Grenzwerte bei Nickel und Zink, während auf Grünlandflächen Grenzwertüber -<br />

schreitungen bei Cadmium und besonderes extrem bei Blei und Chrom vorka -<br />

men. Die untersuchten Weinbauflächen wiesen durchweg die meisten und<br />

höchsten Grenzwertüberschreitungen auf. Die untersuchten Waldflächen (Laub-<br />

und Nadelwald) wiesen bei Blei und Nickel besonders hochgradige Grenzwertüberschreitungen<br />

auf. Dies ist aufgrund der niedrigen pH-Werte (z.T. pH <<br />

4) problematisch.<br />

Die erhöhten Zinkgehalte auf Ackerflächen und im Weinbau lassen sich dadurch<br />

erklären, dass dort aufgrund von Erosion die Lößlehmdecke (Haupt- und Mittellage)<br />

wegerodiert wurde und nun der Schiefer mit hohen geogenen Gehalten<br />

ansteht. Im Grünland und Wald sind die erhöhten Bleigehalte durch den Aus -<br />

kämmungseffekt der Vegetation verursacht. Da die Vegetation dort den Boden<br />

vor Erosion geschützt hat, ist die Lösslehmdecke teilweise erhalten geblieben.<br />

Durch den höheren Lössanteil des Bodens ergibt sich eine Verdünnung der<br />

Zinkgehalte. Im Weinbau kommt es durch den Einsatz von kupferhaltigen Fungiziden<br />

zu erhöhten Kupfergehalten im Boden.<br />

3.7 Organische Schadstoffe<br />

Flächenhafte Aussagen zur organischen Schadstoffbelastung der Region <strong>Trier</strong><br />

gestalteten sich aufgrund mangelnder flächenhafter Daten als äußerst schwierig.<br />

Erste Ansätze einer flächenhaften Aussage sind im Bodenbelastungskataster<br />

Rheinland-Pfalz (HAUENSTEIN & HUTZLER-GARDT 1996) vorgenommen<br />

worden.<br />

Auf den untersuchten Acker- und Grünlandflächen liegen sowohl die PCB- als<br />

auch die PAK-Konzentrationen weit unter den Grenzwerten der BBodSchV.<br />

Somit haben die Gehalte auf diesen Flächen keine Relevanz. Sie decken sich<br />

mit denen des Bodenbelastungskatasters Rheinland -Pfalz (HAUENSTEIN &<br />

HUTZLER-GARDT 1996). Die hier ermittelten Schadstoffgehalte wurden auch in<br />

den Projekten B3 (organische Luftschadstoffe) und B9 (fluvialer Stofftransport)<br />

berücksichtigt. Die Ergebnisse zur Verlagerung von Triazolen bei Beregnung<br />

liegen bislang noch nicht vor.<br />

137


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

3.8 Erträge<br />

Die Erträge der untersuchten Ackerflächen sind in Tab. 8 dargestellt Das Ertragsniveau<br />

im Hunsrück ist sehr niedrig. Die Tieflockerungsflächen hatten so -<br />

wohl im Jahr 2000 als auch im Jahr 2001 keine Ertragsvorteile, da die Niederschlagsverteilung<br />

in beiden Jahren sehr günstig war.<br />

Tab. 8: Erträge der untersuchten Ackerflächen der Jahres 2000 und 2001 [dt/ha]<br />

Intensiv Extensiv<br />

Herl Thomm Herl Thomm<br />

2000 Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele<br />

1 2 1 2 1 2 1 2<br />

(Sommer- (Hafer) (Sommer(Sommer- (Winter- (Winter- (Winter- (Wintergerste)gerste)gerste)<br />

weizen) weizen) weizen) weizen)<br />

gelokkert<br />

38 42 / / 43 36 2* 32<br />

ungelockert<br />

48 42 36 40 44 42 9* 25<br />

2001 Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele Parallele<br />

1 2 1 2 1 2 1 2<br />

(Sommer(Sommer(Brau(Brau- (So.- (So.- (Sommer(Sommergerste)gerste)gerste)gerste) Meng- Meng- gerste)gerste) Getreide) Getreide)<br />

gelokkert<br />

37 33 / / 32 25 18 22<br />

ungelockert<br />

32 37 32 28 29 25 21 23<br />

* Wildschäden; dadurch Verunkrautung<br />

Aufgrund verschiedener Anbaufrüchte lassen sich die intensiven Varianten nur<br />

bedingt mit den extensiven Varianten vergleichen. Im ganzen sind aber höhere<br />

Erträge auf den intensiveren Varianten zu erkennen.<br />

4 Vergleiche mit Arbeiten außerhalb des Sonderforschungsbereichs<br />

und Reaktionen der wissenschaftlichen Öffentlichkeit<br />

auf die eigenen Arbeiten<br />

Die Untersuchungen haben einige überraschende Ergebnisse geliefert. Es war<br />

aufgrund eigener Erfahrung und Literaturbefunden nicht erwartet worden, dass<br />

die Solifluktionsdecken eine so hohe Infiltrationskapazität aufweisen und dass<br />

unter beweidetem Grünland mehr Oberflächenabfluss entsteht als unter Acker.<br />

Dennoch konnte die Richtigkeit der Gesamtkonzeption bestätigt werden.<br />

Oberflächenabfluss und Erosion können durch Tieflockerung (verdicht eter Böden),<br />

anschließende reduzierte Bearbeitung, Zwischenbegrünung und gute Versorgung<br />

mit organischer Substanz auch bei hochwasserwirksamen Starkregen<br />

deutlich vermindert werden. Zu diesem Komplex stehen die Antragsteller auch<br />

138


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

in engem Kontakt mit Hydrologen, Ämtern (Bundesanstalt für Gewässerkunde,<br />

Koblenz) und anderen Arbeitsgruppen.<br />

Zur Frage der Bodenverdichtungen und mechanischen Belastbarkeit liegen<br />

noch keine hinreichenden Befunde vor. Sie werden gegenwärtig im Rahmen<br />

einer Diplomarbeit erhoben und sollen im Folgeantrag weiter bearbeitet werden.<br />

Die Nährstoff- und Schadstoffbelastungen sind im Vergleich mit anderen Regionen<br />

nicht dramatisch. Möglichkeiten der Reduzierung hoher Stickstoffüber -<br />

schüsse müssen jedoch im Nachfolgeprojekt von C9 untersucht werden.<br />

Die vorgeschlagenen Maßnahmen zur optimierten Bodenbewirtschaftung wie<br />

Zwischenbegrünung, reduzierte Bodenbearbeitung (auf verdichteten Standorten<br />

auch Tieflockerung) und reduzierte Stickstoffdüngung führen jedoch zu Ein -<br />

kommensminderungen, gehen über die Anforderungen der guten fachlichen<br />

Praxis hinaus und sollten daher finanziell unterstützt werden. Mehrkosten, wie<br />

sie der Umweltschutz verursacht, stellen einen Wettbewerbsnachteil dar, der die<br />

Existenz der Landwirte bedrohen könnte. Mittlerw eile werden benachteiligte<br />

Gebiete wie der Hunsrück (und die Eifel) für die dauerhafte landwirtschaftliche<br />

Nutzung der Flächen und den Erhalt des ländlichen Lebensraumes zusätzlich<br />

gefördert. Allerdings sollten Zahlungen an die Einhaltung definierter<br />

Umweltleistungen gebunden werden. Dies wird gegenwärtig in Deutschland<br />

nicht praktiziert. In der Schweiz hingegen werden Direktzahlungen an die<br />

Landwirtschaft (im Rahmen des Agrarumweltprogramms des ökologischen<br />

Leistungsnachweises) an die Erfüllung eines öko logischen<br />

Leistungsnachweises und an die Erfüllung struktureller Kriterien gebunden.<br />

SCHRÖDER (2001) schlägt einen Kriterienkatalog vor, auf dessen Basis die<br />

Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Nutzung im Rahmen der EU -<br />

Förderprogramme sichergestellt werden kann. Er gibt damit der Bewertung aller<br />

Nutzungssysteme (konventionell, integriert, bio logisch) nach einheitlichen<br />

Kriterien den Vorzug vor einer naturwissenschaftlich nicht begründbaren<br />

Förderung des ökologischen Landbaus, wie es die derzei tige Agrarpolitik tut.<br />

Die Umsetzung dieser Vorschläge würde auch zur deutli chen Minderung der<br />

externen Kosten führen und der Volkswirtschaft – trotz Leistungsausgleich für<br />

die Landwirtschaft – Einsparungen in Milliardenhöhe erbringen (Schröder 2000).<br />

Dieser Vorschlag hat auch zu regen Diskussionen und einem<br />

Gedankenaustausch mit österreichischen und schweizerischen Kol legen<br />

geführt. Der Autor wurde mehrfach zu Vorträgen und weiteren Publikatio nen<br />

gebeten. Kollegen, wie z.B. Prof. Haber (Weihenstephan), Prof. van der Ploeg<br />

(Hannover), Prof. Werner (Bonn), haben große Übereinstimmung bekundet.<br />

139


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

Durch die Bindung sämtlicher Direktzahlungen an die Erfüllung eines ökologi -<br />

schen Leistungsnachweises (Cross Compliance, also Bindung von Einkom -<br />

menstransfers an ökologische Auflagen) ist auch nach LEHMANN (2001) eine<br />

weitere Reduktion der Umweltbelastung insbesondere mit Stickstoff zu erwar -<br />

ten. Nach SCHEELE (2001) rückte in den vergangenen zehn Jahren vermehrt<br />

die Funktion der Landwirtschaft als positiver Bestimmungsfa ktor ökologisch<br />

wertvoller Kulturlandschaften in das Blickfeld. Weitere Empfehlungen zu nach -<br />

haltiger Landnutzung finden sich im Abschlussbericht zu C9 und im dort<br />

beschriebenen Endbericht von Dr. Knickel.<br />

Ein verbesserter Informationsaustausch und eine Ve rgleichbarkeit der Daten<br />

sind zur Kontrolle der „guten fachlichen Praxis“ unabdingbar. Dazu sollten zu -<br />

nächst die in Gesetzen festgelegten Methoden in Bezug auf ihre Aktualität ge -<br />

prüft werden. Dies erfordert, dass Naturwissenschaftler und Juristen gemeinsam<br />

die Umweltgesetze aktualisieren und auch veraltete Analysenmethoden ausfindig<br />

machen und sie durch neuere ersetzen (technische Harmonisierung von<br />

Methoden). So kann z.B. der aufwändige Königswasseraufschluss für Schwer -<br />

metalle durch einen Druckbombenaufschluss ersetzt werden. Im Übrigen leiden<br />

die Umweltgesetze an mangelhaftem Vollzug. Diese Problematik wird derzeit<br />

mit Juristen diskutiert. Ergebnisse hierzu werden später nachgereicht.<br />

5 Offene Fragen<br />

In der ersten Phase konnten nicht sämtliche Problembereiche hinreichend untersucht<br />

werden. Hierzu zählen die Untersuchungen gering durchlässiger, staunasser<br />

Standorte. Auf ihnen ist vermutlich eine Tieflockerung zur Hochwasser -<br />

rückhaltung noch dringlicher als auf Schiefer-Solifluktionsdecken.<br />

Gemeinsam mit den Hydrologen ist zu klären, mit welcher Intensität das im<br />

Boden zwischengespeicherte Wasser durch die ungesättigte Zone dem Vorfluter<br />

zuströmt (Druckimpulse) oder abflussnahe Bereiche besonderer Maß -<br />

nahmen bedürfen (z.B. flussbegleitende Grünstreifen, auch zum Schutz vor Eutrophierung).<br />

Zudem ist zu untersuchen, welchen Anteil der Siedlungsbereich<br />

(etwa 10 % besiedelte, teilweise versiegelte Fläche) zur Wasserrückhaltung beitragen<br />

kann (z.B. durch Muldenrigolen, Dachbegrünung, Regenwassernutzung,<br />

usw.). Auch das Retentionsverhalten in Wäldern ist noch nicht ausreichend er -<br />

forscht und soll durch Einbeziehung von Dr. Schüler, Forstliche Versuchsanstalt<br />

Trippstadt, in das Nachfolgeprojekt intensiver untersucht werden.<br />

Fragen der Bodenverdichtung und mechanischen Belastbarkeit konnten nur<br />

ansatzweise bearbeitet werden. Hierzu besteht aber angesichts streitiger<br />

140


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

Diskussionen dringender Forschungs- und Handlungsbedarf. Und schließlich<br />

sind diese und weitere Problemkreise verstärkt mit Juristen und Ökonomen zu<br />

bearbeiten. Im Folgeantrag III/1/5 sind hierzu konkrete Zielsetzungen formuliert.<br />

6 Literatur<br />

6.1 Verzeichnis der im Text erwähnten Veröffentlichungen und<br />

weiterführende Literatur<br />

AG BODEN (1994): Bodenkundliche Kartieranleitung.- Hannover<br />

ASSMANN, A., GÜNDRA, H., SCHUKRAFT, G., SC HULTE, A. (1998):<br />

Konzeption und Standortauswahl bei der dezentralen, integrierten<br />

Hochwasserschutzplanung für die Obere Elsenz (Kraichgau). - Wasser und<br />

Boden, 50/8, 15-19<br />

BEISECKER, R. (1994): Einfluß langjähriger unterschiedlicher<br />

Bodenbearbeitungssysteme auf das Gefüge, die Wasserinfiltration und die<br />

Stoffverlagerung eines Löß- und eines Sandbodens. - (=Bodenökologie und<br />

Bodengenese, 12).<br />

BLUME, H. P. (Hrsg) (1990): Handbuch des Bodenschutzes. Landsberg<br />

BORK, H.-R. (1988): Bodenerosion und Umwelt. Landschaftsgenese und<br />

Landschaftsökologie 13, TU Braunschweig, <strong>24</strong>9.<br />

BUND-LÄNDER-ARBEITSGEMEINSCHAFT BODENSCHUTZ (LABO) (1998):<br />

Hintergrundwerte für anorganische und organische Stoffe in Böden. 2.<br />

überarbeitete und ergänzte Auflage. In:<br />

www.brandenburg.de/land/mlur/labo/hintergr.<strong>pdf</strong><br />

DVWK (Hrsg., 1985) : Beiträge zu Oberflächenabfluss und Stoffabtrag bei<br />

künstlichen Starkniederschlägen.- DVWK-Schriften 71<br />

EMMERLING, C. & SCHRÖDER, D. (1999): Mikrobielle Biomasse, mikrobielle<br />

Aktivitäten sowie strukturelle und metabolische Vielfalt von Bodenorganismen in<br />

unterschiedlich intensiven Bodenbewirtschaftungssystemen. Mitteilgn. Deutsche<br />

Bodenk. Gesellschaft., 91: 597-600<br />

HAMPL, U. (1995): Bodenschutz ist Hochwasserschutz. - Ökologie und<br />

Landbau, 23, H. 90, 38-39.<br />

HANUS, H. U. KMOCH, H. G. (1965): Beitrag zur Methodik der<br />

Wasserpermeabilitätsmessung an ungestörten Bodenproben. - Z.<br />

Pflanzenernähr. Düng. Bodenk., 11, 10-23<br />

HAUENSTEIN, M. & HUTZLER-GARDT, U. (1996): Inventur der Gehalte an<br />

Spurenelementen und organischen Schadstoffen in Böden von Rheinland-Pfalz.<br />

In: Bodenbelastungskataster Rheinland-Pfalz (MINISTERIUM FÜR UMWELT<br />

UND FORSTEN, Hrsg)., Ber. 1. Mainz, pp 1-210<br />

141


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

HORN, R. (1998): Verdichtungsgefährdung und Regenerationsfähigkeit von<br />

Ackerböden - Ergebnisse eines interdisziplinären DFG -Forschungsprogrammes.-<br />

Bodenschutz, 2, 71-72<br />

HUSSE, B. (1983): Untersuchungen über den Einfluß der Begrünung und der<br />

Zusatzberegnung auf den Bodenwasserhaushalt, den Boden und die Rebe.-<br />

Diss. Univ. Gießen.<br />

ISERMANN, K. & ISERMANN, R. (1996): Böden mit Nährstoffen – verarmen –<br />

anreichern – nachhaltig optimieren. Landwirtschaft ´96. In: Der kritische<br />

Agrarbericht (Agrarbündnis e.V., Hrsg.), pp206-216<br />

KAINZ, M. (1991): Schutzmaßnahmen gegen Bodenerosion.- Berichte über<br />

Landwirtschaft, 205. Sonderheft, 83-98.<br />

KMOCH, H. G. U. HANUS, H. (1965): Vereinfachte Methodik und Auswertung<br />

der Permeabilitätsmessung des Bodens für Luft.- Z. f. Pflanzenernähr. Bodenk.,<br />

111, 1-10<br />

LAWA (LÄNDERARBEITGEMEINSCHAFT WASSER) (1995): Leitlinien für<br />

einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz. Hochwasser - Ursachen und<br />

Konsequenzen.-<br />

LEHMANN, B. (2001): Agrarumweltprogramme und Cross -Compliance. In:<br />

Agrarumweltprogramme – Konzepte, Entwicklungen, künftige Ausgestaltung<br />

(OSTERBURG, B. & NIEBERG, H., Hrsg). Bundesforschungsanstalt für<br />

Landwirtschaft. Sonderheft 231. Braunschweig, pp 111-117<br />

MENDEL, H.G. u. P. FISCHER (1997): Hochwasser- Gedanken über Ursachen<br />

und Vorsorge aus hydrologischer Sicht.- Bundesanstalt für Gewässerkunde.<br />

Koblenz.<br />

MICHAEL, A., SCHMIDT, J., SCHMIDT, W. (1996): Parameterkatalog Sachsen,<br />

Anwendung.- In: Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (Hrsg. 1996):<br />

Erosion 2D/3D – Ein Computermodell zur Simulation der Bodenerosion, Bd. 2<br />

PREUSCHEN, G. (1994): Landnutzung und Abfluß.- Ökologie und Landbau, 22,<br />

H. 90, 19-<strong>24</strong>.<br />

RICHARDS, L. A. & FIREMAN, M. (1943): Pressure plate apparatus for<br />

measuring moisture sorption and transmission by soils.- Soil Sci. 56, 395-404<br />

RICHTER, G. (1983): Der Landschaftsraum <strong>Trier</strong>. - In: Mitteilungen der<br />

Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, 37, 3-22 (Exkursionsführer zur<br />

Tagung der DBG in <strong>Trier</strong>)<br />

RICHTER, G. (HRSG.) (1998): Bodenerosion: Analyse und Bilanz eines<br />

Umweltproblems.- Darmstadt<br />

SAUERBECK, D. (1992): Funktion und Bedeutung organischer Substanzen für<br />

die Bodenfruchtbarkeit – ein Überblick. - In: Anonym (1993): Bd. 4<br />

Humushaushalt (=Berichte über Landwirtschaft, Sonderheft N.F., 206);<br />

Hamburg, Berlin<br />

142


B5 Schröder, Niemeyer, Schneider<br />

SCHACKMANN, N. (2001): Aktuelle Nmin-Werte 2001 Dienstbezirg der SLVA<br />

<strong>Trier</strong> in: http://www.agrarinfo.rlp.de/lpp_mainz/nmin/nmintr.htm<br />

SCHEELE, M. (2001): Agrarumweltmaßnahmen als Kernelement der Integration<br />

von Umwelterfordernissen in die Gemeinsame Agrarpolitik. In:<br />

Agrarumweltprogramme – Konzepte, Entwicklungen, künftige Ausgestaltung<br />

(OSTERBURG, B. & NIEBERG, H., Hrsg). Bundesforschungsanstalt für<br />

Landwirtschaft. Sonderheft 231. Braunschweig, pp 131-135<br />

SCHOBEL S., ALTMEIER, J., SCHNEIDER, R. & SCHRÖDER, D. (2001):<br />

Infiltrations- und Bodenabflussprozesse bei unterschiedlicher Landnutzung und<br />

verschiedenen Substraten.- Mitteilgn. Deutsche Bodenk. Gesellschaft., 91: 119-<br />

120<br />

SCHRÖDER, D. (1983): Böden. - In: Mitteilungen der Deutschen<br />

Bodenkundlichen Gesellschaft, 37, 159-284 (Exkursionsführer zur Tagung der<br />

DBG in <strong>Trier</strong>)<br />

SCHRÖDER, D. u. SCHULTE -KARRING, H. (1984): Nachweis 20 -jähriger<br />

Wirksamkeit von Tieflockerungsmaßnahmen in lössbeeinflussten Graulehm -<br />

Pseudogleyen.- Z. f. Pflanzenernähr. Bodenk., Bd. 147, H. 5, 540-552<br />

SCHULTE-KARRING, M. (1999): Auswirkungen von Tieflockerungs -<br />

maßnahmen erstaufgeforsteter flachgründiger Ackerstandorte in Eifel und<br />

Hunsrück auf Bodeneigenschaften und Wuchsleistung (= Berichte aus der<br />

Geowissenschaft).- Aachen, zugl. Diss. Univ. <strong>Trier</strong><br />

WILKE, W. & DÖHLER, H. (1995): Schwermetalle in der Landwirtschaft. KTBL-<br />

Arbeitspapier 217. Darmstadt<br />

6.2 Verzeichnis der Projektveröffentlichungen<br />

ALTMEIER, J, NIEBES, D. & EMMERLING, C. (2001): Einfluss der<br />

Tieflockerung verdichteter Schieferböden auf die faunistische Aktivität und die<br />

Besiedlung durch Regenwürmer. In: Umwelt und Region – Aus der Werkstatt<br />

des Sonderforschungsbereichs 522 (MÜLLER, P.; RUMPF, S. & MONHEIM, H.,<br />

Hrsg).<strong>Trier</strong>, pp 425-427<br />

KURTENBACH, A. und NIEBES, D. (2002): Fließwege und<br />

Stofftransportprozesse in unterschiedlichen Raumskalen am Beispiel von<br />

natürlichen Hochwasserereignissen und Beregnungsversuchen. - Paper (6<br />

<strong>Seiten</strong>) zum Leitthema Prozessstudien im Rahmen des Tages der Hydrologie,<br />

21. und 22. März 2002 in Suderburg. (erscheint 03/2002).<br />

NIEBES, D., SCHNEIDER, R. & SCHRÖDER, D. (2001): Untersuchungen zur<br />

Abflussbildung auf land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen: Einfluss der<br />

Landnutzung und Möglichkeiten zur Reduzierung von Ob erflächenabfluss.- In:<br />

Umwelt und Region – Aus der Werkstatt des Sonderforschungsbereichs 522<br />

(MÜLLER, P.; RUMPF, S. & MONHEIM, H., Hrsg.), <strong>Trier</strong>, pp 83-88<br />

143


Schröder, Niemeyer, Schneider B5<br />

ROTHSTEIN, B. (2000): Differenzierung zwischen organischem Abfall und<br />

Produkt - Eine juristische, na turwissenschaftliche und ökonomische<br />

Betrachtung. Diplomarbeit. (Betreuer Prof. Schröden) <strong>Universität</strong> <strong>Trier</strong>.<br />

ROTHSTEIN, B.; MIMLER, M.; SCHRÖDER, D.; LENARD, S.; TERNES, I.<br />

(2001): Erstellung und Bewertung von Karten zur räumlichen Verteilung von<br />

Schwermetallgehalten in einem Mittelgebirgsraum anhand geostatistischer<br />

Verfahren.- Mitteilgn. Deutsche Bodenk. Gesellschaft, 96.2: 549-550<br />

ROTHSTEIN, B.; SCHRÖDER, D. (2001a): Kompost - Abfall oder Produkt? Eine<br />

juristische, naturwissenschaftliche und ökonomische Betrachtung. Köln<br />

ROTHSTEIN, B.; SCHRÖDER, D. (2001b): Differenzierung zwischen<br />

organischem Abfall und Produkt - Eine juristische, naturwissenschaftliche und<br />

ökonomische Betrachtung.- Mitteilgn. Deutsche Bodenk. Gesellschaft, 95: 233-<br />

236<br />

ROTHSTEIN, B.; SCHRÖDER, D. (2001c): Die Stellung von organischen<br />

Abfällen und Komposten im Bodenschutz und Umweltrecht.- Mitteilgn. Deutsche<br />

Bodenk. Gesellschaft, 95: 158-161<br />

ROTHSTEIN, B. (2002): Kompost ist ein Produkt. In: HuMuss (erscheint<br />

02/2002).<br />

ROTHSTEIN, B.; SCHRÖDER, D. (2002): Umweltgerechte Bodennutzung zur<br />

Reduzierung von Nähr- und Schadstoffbelastungen und Optimierung von<br />

bodenbiologischen Eigenschaften und Erträgen in einem Mittelgebirgsraum -<br />

naturwissenschaftliche, juristische und ökonomische Aspekte. In: Umwelt und<br />

Region – Aus der Werkstatt des Sonderforschungsbereichs 522 (MÜLLER, P.;<br />

RUMPF, S. & MONHEIM, H., Hrsg).<strong>Trier</strong>, pp 89-95<br />

SCHOBEL S., ALTMEIER, J., SCHNEIDER, R. & SCHRÖDER, D. (2001):<br />

Infiltrations- und Bodenabflussprozesse bei unterschiedlicher Landnutzung und<br />

verschiedenen Substraten.- In: Mitteilgn. Deutsche Bodenk. Gesellschaft., 91:<br />

653-654<br />

SCHNEIDER, R., SCHOBEL, S., NIEBES, D. & SCHRÖDER, D. (2001):<br />

Untersuchungen zur Hochwasserentstehung im Labor und im Gelände auf<br />

unterschiedlichen Skalenniveaus.- Mitteilgn. Deutsche Bodenk. Gesellschaft,<br />

95: 158-161<br />

SCHNEIDER, R., TRESSEL, E., SCHOBEL, S. & SCHRÖDER, D. (2000):<br />

Untersuchungen zur Bedeutung des Bodens für die Hochwasserentstehung im<br />

<strong>Trier</strong>er Raum – in: Beiträge zu aktuellen Forschungen. = <strong>Trier</strong>er Geographische<br />

Studien, 23: 165-182.<br />

SCHRÖDER, D. (2000): Nachhaltige Agrarproduktion durch Beratung,<br />

Umweltgesetze und Internalisierung externer Kosten. Schule und Beratung.<br />

Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten. Heft 01 -02/00,<br />

II/11-14<br />

SCHRÖDER, D. (2001): Welches Agrarsystem muss das Leitbild sein? Schule<br />

und Beratung. Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten<br />

Heft 7/01, I1-7<br />

144

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