Bundesweite Indikatoren für Ökosystemleistungen am ... · Ralf-Uwe Syrbe ([email protected]) Martin Schorcht ([email protected]) No 8 (2) Versorgungsleistungen Nr ÖSL-Bez. Kategorie/Klasse

Ralf-Uwe Syrbe ([email protected])Martin Schorcht ([email protected]) No 1

Bundesweite Indikatoren für Ökosystemleistungen

am Beispiel der Regulierung der Bodenerosion

R.-U. Syrbe, M. Schorcht, K. Grunewald, G. Meinel, J. Kramer

Dresdner Flächennutzungssymposium 12.05.2016

8. DFNS www.ioer.de/8dfns

mailto:[email protected]

https://www.ioer.de/8dfns/


Übersicht

1. Das Projekt Nationale ÖSL-Indikatoren

2. Leistungen und Indikatoren

3. Das Beispiel Bodenerosionsschutz

4. Bedeutung und Bewertung von

Kleinstrukturen in der Agrarlandschaft




Umsetzung Maßnahme 5

der EU-Biodiversitäts-

strategie:

Erarbeitung und

Umsetzung einer

Methodik zur

bundesweiten Erfassung

und Bewertung von

Ökosystemleistungen

im Rahmen der Umsetzung von

Ziel 2 und Maßnahme 5 der EU-

Biodiversitätsstrategie für 2020

1. Das Projekt Nationale ÖSL-Indikatoren

(1) Kartierung der Ökosysteme

(Biotope, Habitate, Landnutzung)

(2) Bewertung desÖkosystem-Zustandes

(Indikatoren)

(4) IntegrierteÖkosystembewertung

(3) Bewertung derÖkosystemleistungen

(Indikatoren)




Rahmenkonzept (hier v.a. MAES, CICES, SEEA)

MAES-Rahmenkonzept 2013 – 6 Dimensionen der Biodiv.



Was sind Ökosystem(dienst)leistungen?

Definition: Ökosystemleistungen sind die Beiträge der Ökosysteme –in Kombination mit anderen Leistungen – zum Wohlergehen des Menschen (Burkhard et al. 2014).





Indikatoren für die Bewertung der ÖSL

Konzeptionelle Kriterien

Theoretische Relevanz

Praktische Relevanz

Position im ÖSD-Konzept

Verständlichkeit

Raumbezug

Datenkriterien

Datenverfügbarkeit

Kartierbarkeit

Bundesweite Abdeckung

Möglichkeit der EU-weitenKartierung

Monitoring-Optionen

Anforderungen

Limits





Nr ÖSL-Bez. Klasse Haupt-Indikator

1 Erleben von Tieren, Pflanzen und

Landschaften

(aus K-ÖSL Projekt)

2 Erholung in der

Stadt

Nutzung von Landschaften (Wandern,

Sportangeln etc.)

Versorgung der Bevölkerung

mit Grünflächen

3 Ästhetik (aus K-ÖSL Projekt)

4 Potential für

Biodiversität

Existenzwert Landschaftsvielfalt

(1) Kulturelle Werte und Leistungen

Rößler, 2007IÖR, 2003 Rößler, 2007

2. Leistungen und Indikatoren





(2) Versorgungsleistungen

Nr ÖSL-Bez. Kategorie/Klasse Haupt-Indikator Neben-Indikatoren2

1 Lw. Pflanzen-

produktionKulturpflanzen und deren

Produkte

Bodenfruchtbarkeit (A) Landw. Nutzfläche

Anteil Öko-Landbau

2

Tierische

ProduktionNutztiere und deren Produkte

Anteil Fläche für

Futtermittel u.

Viehhaltung an Lw.-fläche

(N)

Dichte der GVE

Gülle-/Jauchemenge

Schlachtmenge (N)

3 Grundwasser Trinkwasser aus Grundwasser-

vorkommen

Nitrat im Grundwasser

4 Rohholzproduktion Pflanzliche und tierische

Rohstoffe für direkte Nutzung

und Verarbeitung

nutzbarer Holzzuwachs

(A)

Bestand des Holzvorrats

(B)

Veränderung des

Holzvorrats (B)

5 Bioenergie Pflanzliche Energierohstoffe Anbaufläche Nawaro (N) energetisch genutzte

Biomasse

6 Grünland Pfl./tierische Rohstoffe zum

Einsatz in der Lw.

Grünlandaufwuchs Grünlandanteil an lw.

Nutzfläche





(1) Regulative Leistungen

Nr ÖSL-Bez. Klasse Haupt-Indikator

1 Grundwasserschutz Filtration/ Festlegung/ Speicherung/ Akkumulation

durch Ökosysteme

Chemischer Zustand Gw

2 Selbstreinigung

Oberflächenwasser

Verdünnung durch Atmosphäre, Süßwasser- und

marine Ökosysteme

Gewässerstrukturgüte

3 Regulierung von

Bodenerosion

Stabilisierung von Festmassen und Regulierung

von Bodenerosion

Schutz gegen Bodenverlust

4 Hochwasserretention Hochwasserschutz Hochwasserretention in Auen

5 Potential für

bestäubende Insekten

Bestäubung und Diasporenverbreitung Dichte von Kleinstrukturen im

Offenland

6 Genetisches Material Erhaltung von Aufzuchtpopulationen und -

habitaten

Verbreitungsschw. mit Kulturarten

verwandter Wildpflanzen

7 Potential für Nützlinge

im Ackerbau

Kontrolle von Schädlingen Dichte von Kleinstrukturen im

Ackerland bzw. in Sonderkulturen

8 Gewässergüte Wasserqualität von Süßwasser (-ÖS) Gewässergüteklasse

9 Kohlenstoffhaushalt Globale Klimaregulierung durch Reduktion von

CO2

C-Vorrat, -Bindung

10 Klimaregulation Mikro-, Lokal- und Regionalklima Grünflächen in Städten

11 Klimaregulation Luftaustausch und Verdunstung Hitzeminderung



Definition: Vermögen des Ökosystems,

der Boden abtragenden Wirkung von Wind oder

Wasser Widerstand entgegen zu setzen

Prozess: auch natürlich (Täler, Küsten, Wüsten)

Schaderosion durch Nutzung = Dysfunktion ?

Leistung des Ökosystems

Dichte und dauerhafte Pflanzendecke vermindert

Abtrag durch Interzeption, Transpiration, Aufnahme

der Aufprallenergie, Bodenstabilisierung, Bodentextur,

Bodenlockerung, Muldenspeicher, Abflusshindernis, etc.

Ökosysteme hoher Biodiversität sind leistungsfähig

3. Das Beispiel Bodenerosionsschutz





Legende

R-Faktor1981

ValueHigh : 265,01

Low : 34,616

Legende

R-Faktor1981

ValueHigh : 265,01

Low : 34,616

Modellierung der wassergebundenen Erosion

Allg. Bodenabtragsgleichung (ABAG):

R - Regenerosivität

(nach DWD 1981-2010)

K - Bodenerosivität: BÜK1000Ob

S - Steilheit der Hangneigung:

ATKIS-DHM25

C - Landnutzung: LBM-DE

2009 (2012) + DESTATIS LW

L - Hanglängenfaktor (als LS)

P - Pflanzenbaufaktor



Hauptindikator

Vermiedene Erosion

Nebenindikatoren

Aktuelle Abträge (s.o.)

Ökologischer Ackerbau

Verminderung

der Erosion durch

Kleinstrukuturen

Indikatoren zur Ökosystemleistung






Vermiedene Erosion

Mittel in

t/ha*a

Tonnen/Jahr

gesamtBaden-Württemberg 28,3 90.545.846

Bayern 30,7 195.046.182

Berlin 0,3 10.749

Brandenburg 0,2 532.904

Bremen 0,5 8.747

Hamburg 0,7 23.758

Hessen 15,7 29.799.552

Mecklenburg-Vorpommern 0,7 1.552.937

Niedersachsen 3,7 15.784.292

Nordrhein-Westfalen 12,0 33.255.737

Rheinland-Pfalz 29,7 53.412.927

Saarland 21,4 4.625.140

Sachsen 6,2 9.971.842

Sachsen-Anhalt 2,9 5.611.461

Schleswig-Holstein 0,5 755.761

Thüringen 17,2 25.996.738

Deutschland 14,8 466.934.575

zum vergl.: aktuelle Erosion 1,4 45.587.848

Ergebnisse: Vergleiche

- seit 2009:

Zunahme + 0.15 %





Ergebnisse: Vergleiche

- seit 2009:

Zunahme + 2.65 %

- 2012 ohne

Kleinstrukturen

+ 483.000 t/Jahr

(1,1%)


Aktuelle Erosion

Mittel

mK

Tonnen ges.

mK

Mittel

oK

Tonnen

ges. oK

Differenz

OK-MK %

Baden-Württemberg 2,3 7.451.841 2,4 7.580.275 128.434 1,7

Bayern 3,0 19.115.421 3,0 19.160.695 45.273 0,2

Berlin 0,0 397 0,0 399 1 0,3

Brandenburg 0,0 110.433 0,0 112.056 1.623 1,5

Bremen 0,1 1.363 0,1 1.364 0 0,0

Hamburg 0,0 1.654 0,1 1.654 0 0,0

Hessen 1,4 2.736.459 1,5 2.753.133 16.674 0,6

Mecklenburg-Vorpommern 0,2 490.196 0,2 498.550 8.354 1,7

Niedersachsen 0,4 1.740.282 0,4 1.758.996 18.714 1,1

Nordrhein-Westfalen 0,6 1.708.343 0,6 1.719.315 10.972 0,6

Rheinland-Pfalz 3,2 5.809.673 3,3 5.885.254 75.581 1,3

Saarland 1,8 391.932 1,8 395.053 3.121 0,8

Sachsen 1,2 1.931.097 1,2 1.981.149 50.052 2,6

Sachsen-Anhalt 0,6 1.080.204 0,6 1.116.209 36.005 3,3

Schleswig-Holstein 0,2 306.785 0,2 329.068 22.283 7,3

Thüringen 1,8 2.711.768 1,9 2.777.783 66.015 2,4

Deutschland 1,4 45.587.848 1,4 46.070.950 483.102 1,1





Berechnung:

nach Desmet & Govers (1996) [ref. Wishmeier & Smith (1978)]mit SAGA-GISLS = ( L / 22 )m * ( 65,41*sin²(Hngrad) + 4,56*sin(Hngrad) + 0,065)

LS-Faktor:

Kombination der Hanglängen (slope length) und der Hangneigung (slope steepness) als einzelner Index

4. Bedeutung und Bewertung vonKleinstrukturen in der Agrarlandschaft

beeinflusst Erosivität von Oberflächenwasser maßgeblich!

- Berechnung des LS-Faktors -





Datengrundlage

Für erosive Flächen:

Acker-, Hopfen- und Weinbauflächenaus LBM-DE 2012

Für LS-Faktor:

DGM 25

Für Kleinstrukturen:

Baumreihen, Hecken, Gehölz, Heide, Moor, Sumpf, Felsnadel, usw., sowie Begrenzungselemente (Straßen>HWW, Fließgewässer, Bahngleise) aus ATKIS Basis-DLM 2012





Erosionsmodellierungmit/ohne Kleinstrukturen

Fallunterscheidung:

1. Fall: Kleinstrukturen häufig als

Linienobjekt modelliert:überlagern erosive Flächen

(z.B. Sachsen, Berlin)

2. Fall: Kleinstrukturen häufig als

Flächenobjekt modelliert:liegen neben erosiven Flächen

(z.B. Saarland, Bayern)

Unterschiedliche Datenaufbereitung nötig!





Erosionsmodellierung mit/ohne Kleinstrukturen

Mit Kleinstruktur Ohne Kleinstruktur

Straßen bleiben in beiden Varianten als Lücke erhalten

Ergebnis nach Datenaufbereitung (für altes und neues AAA-Model gültig) ist vergleichbare Situation





Berechnung und Vergleich desLS-Faktors mittels SAGA-GIS

Field based LS-Factor nach Desmet & Govers (1996) [ref. Wishmeier & Smith (1978)]





Durchschnittlicher LS-Faktor pro Rasterzelle (25 m²) in Sachsen:Ohne Kleinstrukturen: 1,466Mit Kleinstrukturen: 1,451 (-1,04%)

Auswirkung von Kleinstrukturen auf den LS-Faktor




Ralf-Uwe Syrbe ([email protected])Martin Schorcht ([email protected])

Bundesweite Indikatoren für Ökosystemleistungen am Beispiel der

Regulierung der Bodenerosion

R.-U. Syrbe, M. Schorcht, K. Grunewald, G. Meinel, J. Kramer

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!


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