Wirkungen von KULAP-Maßnahmen auf den … · Bayern: über 90% des Trinkwassers aus Grundwasser...

Biogastag Triesdorf, 16. Januar 2018

Philipp Mennig

Wirkungen von KULAP-Maßnahmen auf den Grundwasserschutz

Technische Universität München | Lehrstuhl für Produktions- und Ressourcenökonomie landw. Betriebe | WZW

Stand der Wissenschaft

Indikator: Nitrat im Grundwasser

KULAP-Maßnahmen zum Wasserschutz und deren Bewertung (2000-2016)

Einflussfaktoren außerhalb der Landnutzung

Fazit

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Wirkungen von KULAP-Maßnahmen auf den Grundwasserschutz

Philipp Mennig (TUM) | Lehrstuhl für Produktions- und Ressourcenökonomie landw. Betriebe | WZW

3Philipp Mennig (TUM) | Lehrstuhl für Produktions- und Ressourcenökonomie landw. Betriebe | WZW

Zusammenhang zwischen (intensiver) landwirtschaftlicher Nutzung und Grundwasserbelastung mit Nitrat und

Rückständen von Pflanzenschutzmitteln wissenschaftlich belegt:

Gölz-Huwe et al. (1989), Deutschland

Oenema et al. (1998), Niederlande

Burt et al. (1993), Großbritannien

Kronvang et al. (1995), Dänemark

Dubrovsky et al. (2010), USA

Fisher et al. (2018), USA

Aber: kein klarer 1:1-Zusammenhang, da zusätzliche Einflussfaktoren berücksichtigt werden müssen

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Stand der Wissenschaft


Seit 1991: EU Nitratrichtlinie (91/676/EWG)

Ziel: Verbesserung der Wasserqualität durch Verringerung von Nitrateinträgen => Düngeverordnung

Für Grundwasser: Grenzwert 50 mg Nitrat (NO3-) je Liter

Seit 2000: EU Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, 2000/60/EG)

Ziel: „guter Zustand" aller Wasserkörper bis 2015 (mit Ausnahmen bis 2027) => Wasserhaushaltsgesetz

Für Grundwasser: guter chemischer (Schadstoffkonzentrationen) und mengenmäßiger Zustand

Seit 2006: EU Grundwasserrichtlinie (GWRL, 2006/118/EG)

Ziel: u.a. Definition von Grundwasserqualitätsstandards => Grundwasserverordnung

Für Grundwasser: guter chemischer (Schadstoffkonzentrationen)

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Bayern: über 90% des Trinkwassers aus Grundwasser gewonnen

Gefahr: schlechter chemischer Zustand

=> Stickstoffverbindungen (im Wesentlichen Nitrat) und Pflanzenschutzmittel im Fokus

Nitrat (NO3-) wird als Stickstoffverbindung in Form von organischen und mineralischen

Düngemitteln ausgebracht oder durch Nitrifikation gebildet (z.B. Umwandlung von Ammonium in

Gärresten)

Anteil, den Pflanzen nicht verbrauchen und der im Boden nicht durch Denitrifikation abgebaut wird,

gelangt als Nitrat ins Grundwasser

Nitrat kann im Körper in Nitrosamine umgewandelt werden; bei Säuglingen kann es dadurch zu

einer Störung des Sauerstofftransports kommen (Methämoglobinämie)

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In Folge natürlicher Mineralisierungsprozesse und Einträge aus der Atmosphäre (Deposition)

findet auch bei nicht bewirtschafteten Flächen ein gewisser Nitrateintrag in das Grundwasser statt

=> Nitratgehalte von bis zu 10 mg/l durch natürliche Prozesse (Panno et al. 2006, LfU 2017)

Neben atmosphärischen Stickstoffeinträgen, die v.a. aus Verkehr, Industrie und Landwirtschaft

stammen, sind auch punktuelle Einträge möglich

Auch bei guter Düngepraxis sind Austräge aus landwirtschaftlich genutzten Böden

unvermeidbar. Sie müssen aber auf ein verträgliches Maß begrenzt werden.

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Höhe der Nitratkonzentration hängt von

mehreren Faktoren ab:

Belastung durch die Landnutzung im

Einzugsgebiet einer Messstelle

regionale hydrogeologische

Bedingungen (z.B.

Grundwasserflurabstand und

Fließgeschwindigkeit)

Niederschlag

Art der Grundwasserüberdeckung und

hydrochem. Bedingungen: bei

Untergrundpassage kann Nitrat bei

geeigneten Bedingungen abgebaut

werden (Denitrifikation)

Schutzfunktion der

Grundwasserüberdeckung (Bodenart)

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Ausgewählte Ergebnisse der Förderperioden 2000-2006, 2007-2013, 2014-2020

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Förderperiode

2000-2006

Förderperiode

2007-2013

Förderperiode

2014-2020

Fördermittel (€) 910.284.378* 959.093.515** 55.392.142***

Geförderte Fläche (ha) 869.443* 1.174.775** 56.620***

Einbezogene

Maßnahmen

Ökologischer Landbau,

Extensive/Mehrgliedrige

Fruchtfolge, Grünlandprämie

Stufe B, Extensive

Weidenutzung, Verzicht auf

jegliche Düngung

und chemische PSM,

Umwandlung von Ackerland

in Grünland, Mulchsaat,

Winterbegrünung,…

Ökologischer Landbau,

Grünlandextensivierung,

Extensive/Vielfältige

Fruchtfolge,

Winterbegrünung, Mulchsaat,

Emissionsarme Ausbringung

von Wirtschaftsdünger,

Grünstreifen zum Gewässer-

und Bodenschutz,…

Extensive Grünlandnutzung

entlang von Gewässern und

sonstigen sensiblen Gebieten,

Grünstreifen zum Gewässer-

und Bodenschutz, Extensive

Teichwirtschaft, Verzicht auf

Intensivfrüchte in

wasserwirtschaftlich sensiblen

Gebieten

*ohne

Altmaßnahmen

aus der

vorangegangenen

Förderperiode,

Stand Dez. 2008

**inkl.

Altmaßnahmen

aus der

vorangegangenen

Förderperiode,

Stand Oktober

2015

***inkl.

Altmaßnahmen

aus der

vorangegangenen

Förderperiode,

Stand Oktober

2017

Förderschwerpunkte für KULAP-Maßnahmen mit Primäreffekt Wasserschutz 2016 in EUR je ha LF

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Quelle: InVeKoS, eigene Darstellung

Stickstoffsalden auf Hoftorbasis in untersuchten Betrieben 2005 (links), Aufwendungen für Düngemittel (rechts)

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K33: Grünlandprämie Stufe A, K34: Grünlandprämie Stufe B,

K31: Extensive Fruchtfolge, K14: Ökologischer Landbau

Quelle: Eigene Berechnungen

Schwerpunktregionen von Acker- und Grünlandmaßnahmen anhand der Auszahlungsbeträge auf Gemeindeebene 2012 (links, Mitte) und

Nitratkonzentration im Grundwasser 2012 (rechts)

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Quelle: InVeKoS, eigene Darstellung

Quelle:

LfU (2014)

N-Flächenbilanz (kg N ha-1 a-1) im Durchschnitt der Jahre 2009-2011 (links), Viehbesatz auf Gemeindeebene 2016 (Mitte), Nitratbelastung des

Grundwassers 2016 (rechts)

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Quelle: InVeKoS, eigene Darstellung Quelle: Daten des WRRL-Messnetzes, eigene DarstellungQuelle: Daten Bach (2010), Grafik

Umweltbundesamt (2014)

Wie kann der Beitrag von KULAP-Maßnahmen also bewertet werden?

Konkrete Aussagen sind ohne enormen Aufwand schwer bis unmöglich zu treffen, denn:

Datenverfügbarkeit begrenzt (Grundwassereinzugsgebiete, Flächennutzung,…)

Verunreinigungen sind Verursacher nicht eindeutig zuordenbar, da Wasser im Grundwasserleiter

fließt

Bei gleichzeitiger Intensivierung andernorts tritt trotz KULAP keine Verbesserung der

Grundwasserqualität ein

Geförderte Fläche allein kein ausreichender Indikator für Wirkung der Maßnahme

Geochemische und geophysikalische Prozesse in der Grundwasserüberdeckung nicht

beobachtbar und vom Landwirt nicht beeinflussbar

Regionale Unterschiede in Grundwasserqualität nicht einzig und allein auf Art der

landwirtschaftlichen Nutzung zurückzuführen.

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Beispiel eines Grundwasserleiters (Quartär: Talschotter/Schotterflächen)

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Quelle: LfU (2017)

Grundwasserflurabstand:

Grundwasser in

unterschiedlicher

Bodentiefe beeinflusst

Dauer bis

Sickerwasser ins

Grundwasser gelangt

=> Auswirkungen

heutiger Nutzung evtl.

erst Jahre später

bemerkbar

Bodenart und Art der

Grundwasserüberdeckung:

z.B. höherer Nitrateintrag bei

durchlässigen, gering mächtigen

Böden

bestimmte Untergrundarten (Zehrung

von Sauerstoff sowie Vorhandensein von

organischen Anteilen oder sulfidhaltigen

Mineralien) bauen Nitrat bei

Untergrundpassage ab => Sättigung

über die Jahre

Fließgeschwindigkeit

Mittlere jährliche Niederschlagssumme im Zeitraum 1971–2000 (links) und Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung (rechts)

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Quelle: LfU (2017)Quelle: DWD (2017)

Bei geringer

Niederschlags-

menge wird

nitrathaltiges

Bodenwasser nur

wenig verdünnt

=> höhere

Nitratgehalte

Wasser als öffentliches Gut => besondere Verpflichtung des Landwirts bei Wasserschutz

Nitrateinträge müssen durch gute Düngepraxis auf verträgliches Maß reduziert werden

KULAP-Maßnahmen dienen der Verringerung des Betriebsmitteleinsatzes und verringern somit die

Möglichkeit von Auswaschungen

Tatsächliche Wirkung von KULAP-Maßnahmen aufgrund Vielzahl unbeobachtbarer Faktoren

schwer zu ermitteln

Regionale Unterschiede in Grundwasserqualität sind auch unterschiedlichen Standortbedingungen

geschuldet

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Fazit


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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.


ART (2008). Ex post-Bewertung von Programmen des Plans zur Entwicklung des ländlichen Raums in Bayern im Zeitraum 2000 bis 2006. Triesdorf: ART.

ART (2016). Ex post-Bewertung des Bayerischen Zukunftsprogramms Agrarwirtschaft und Ländlicher Raum 2007-2013 (BayZAL). Triesdorf: ART.

ART (2017). Beitrag zum Durchführungsbericht 2016. Bewertung des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum in Bayern 2014-2020 (EPLR Bayern 2020). Maßnahmenspezifische

Bewertung. Triesdorf: ART.

Biogas Forum Bayern (2012). Biogasgärreste. Einsatz von Gärresten aus der Biogasproduktion als Düngemittel. Freising: LfL.

Europäische Kommission (2010). Die Nitrat-Richtlinie der EU. Brüssel: Europäische Kommission.

Gölz-Huwe, H., Simon, W., Huwe, B. & R. van Der Ploeg (1989). „Zum jahreszeitlichen Nitratgehalt and zur Nitratauswaschung von landwirtschaftlich genutzten Böden in Baden-

Württemberg.“ Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 152. 273-280.

Lawniczak, A., Zbierska, J., Nowak, B., Achtenberg, K., Grzeskowiak, A. & K. Kanas (2016). „Impact of agriculture and land use on nitrate contamination in groundwater and running waters in

central-west Poland.“ Environ. Monit. Assess. 188. 172.

LfU (2017). Nitrat im Grundwasser. URL: https://www.lfu.bayern.de/umweltdaten/indikatoren/umwelt_gesundheit/nitrat_im_grundwasser/index.htm, aufgerufen am 30.12.2017.

LfU (2017). Grundwasser für die öffentliche Wasserversorgung: Nitrat und Pflanzenschutzmittel – Berichtsjahre 2013 bis 2015. Augsburg: LfU.

Umweltbundesamt (2011). Stickstoff – Zuviel des Guten? Überlastung des Stickstoffkreislaufs zum Nutzen von Umwelt und Mensch wirksam reduzieren. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt.

Umweltbundesamt (2017). Quantifizierung der landwirtschaftlich verursachten Kosten zur Sicherung der Trinkwasserbereitstellung. Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt.

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Ausgewählte Quellen


https://www.lfu.bayern.de/umweltdaten/indikatoren/umwelt_gesundheit/nitrat_im_grundwasser/index.htm

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