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Landwirtschaftliche Prozesse und nachhaltige Bewirtschaftung - Coggle…
Landwirtschaftliche Prozesse und nachhaltige Bewirtschaftung
Indikatoren
Sachverhalt der im Hinblick auf ein Indicandum eine Aussagekraft besitzt
Indikator muss messbar sein
Indicandum ist der nicht/schwer messbare Sachverhalt der eigentlich betrachtet werden soll
Aussagekraft muss validiert sein
Dient der Komplexitätsreduktion
Einzelindikatoren
Ertragsleistung
Dekungsbeitrag
Betriebsgewinn
Energieaufwand, -gewinn, -effizienz
Dünge- / Nährstoffbilanz
Indikatorentwicklung
Aus Umweltqualitäts und Handlungszeilen (UQZ)
Ableitung eines Indikandums
Suchen eines Indikators
Prüfung des Indikators
Spezifität Empfindlichkeit
Praktikabilität
Politikrelevanz
Verständlichkeit
Analytische Konsistenz
Datenverfügbarkeit
Formen der Indikatorbildung
Typ 1
Alle Daten für viele spezfische Indikatoren
Modellierung
Typ 2
Alle Daten für einiege zusammengefügte Indikatoren
Kommunikation mit Experten, Politikern
Typ 3
Bestimmte Daten für wenige Schlüsselindikatoren
Kommunikation mit der Öffentlichkeit
Indikatortypen
Pressure
Belastungen
Getrieben durch Driving Forces
z.B. Emissionen
Driving Forces
Kräfte die zu
Belastungen führen
z.B. Lebensstile
(Automobilität)
State
Direkte Umweltdaten
Getrieben durch Pressures
Hoher Messaufwand
Führt zu Wirkungen,
dann zu Reaktionen
z.B. Stoffkonzentrationen
Jahresmitteltemperaturen
Nachhaltigkeit
Definition Nachhaltigkeit
Forstwissenschaftlich:
Dauerhafte Entwicklung die die künftigen Generationen nicht gefährdet ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen zu können
Gesellschaftlich:
Existensfähigkeit über alle Generationen gesichert, materielle und soziale Grundlagen nicht unterminieren,
positive Rückkopplung für exponentielles Befölkerungs und Wirtschaftswachstum
Drei Säulen Modell
Agenda 21, bezug auf Nachhaltige Entwicklung
Ziele
Sozial:
Gesellschaftliche Teilhabe
Soziale Mobilität
Sozialer Zusammenhalt
Kulturelle Identität
Soziale Institutionen
Ökonomisch:
Effizienz
Wohlstand
Gerechtigkeit
Wachstum
Ökologisch:
Bewahrung nicht erneuerbarer Ressourcen
Funktionserhaltung erneurbarer Ressourcen
Biologische Vielfalt
Globale Umwelteffekte
Bezug auf die Landwirtschaft
Sozialer Punkt wird sehr gering diskutiert
Zielkonflikt bei Ökologie und Ökonomie:
Ökologische Landw. vs. Spezialisierte Landw.
THG-Berechung nach IPCC Tier 1
Direkte N2O-Emissionen
(Mineralische Düngung + Organische Düngung + N aus Ernteresiduen) * 0,01
(
N
sf +
N
org +
N
cr) * 0,01
Meist in kg N/ha
Indirekte N2O-Emissionen
Volatisiertes N x 0,01 + Ausgewaschenes N x 0,075
N
gasf x 0,01 +
N
leach x 0,0075
N
gasf
Volatisiertes N
N
sf x 0,1 +
N
org x 0,2
N
leach
Ausgwaschenes N
(
N
sf +
N
org +
N
cr) x 0,3
Umrechung von N2O-Emissionen in CO2 eq
kg N/ha x (44/28) x 298
N-Verluste
Gebunden an Bodenpartikel
Gelöst in der Bodenlösung
NO3 mit dem Sickerwasser
Gasförmig
N2O
Lachgas, sehr klimawirksam
Quellen der Emissionen
Düngerherstellung
Entstehung im Boden
(Nitrifikation, Denitrifikation)
Ausbringung N-haltiger Dünger
Ernteresiduen
Indirekte N2O-Emissionen
NH3
Ammoniak, indirektes Treibhausgas
Quellen der Emissionen
Ställe
Lagerung und Ausbringung org. Dünger
Ausbringung min. Dünger
Gleichgewicht mit Ammonium
=> pH-Wert abhängig
Einflüsse auf die Emissionen
Je höher der pH-Wert,
desto höher die NH3 Emissionen
Je schneller die Inflitration,
desto geringer die NH3 Emissionen
Je höher die Temperatur,
desto höher die NH3 Emissionen
Je Bodennäher die Ausbringung,
desto geringer die NH3 Emissionen
Je länger bis zur Einarbeitung,
desto höher die NH3 Emissionen
Je höher die Strahlung,
desto höher die NH3 Emissionen
Je höher die Windgeschwindigkeit,
desto höher die NH3 Emissionen
Je höher die Gülle TM,
desto höher die NH3 Emissionen
Je höher die Gülle-Viskosität,
desto höher die NH3 Emissionen
Je höher die Bestandeshöhe,
desto geringer die NH3 Emissionen
N2
Elementarer Stickstoff, nicht klimawirksam
Input-Output-Beziehung
Wird häufig von Inikatoren gebraucht
die Anbausysteme Bewerten
Grundlegende Formen
Effizienz
Output / Input
Bilanz(Gewinn
Output - Input
Vorraussetzung:
Müssen gleiche Einheit haben
Bilanz und Effizienz führen zu unterschiedlichen Ergebnissen
Viel Angebot
Entscheidung nach Bilanz
z.B. nicht Strahlungslimitiert
=> Wahl einer Kultur mit möglichst hohem Energiegewinn
Angebot limitiert
Entscheidung nach Effizienz
z.B. Strahlungslimitiert
=> Wahl einer Kultur die die Strahlung möglichst Effizient nutzt
Pro Strahlungseinheit die rein ist habe ich die meiste Energie rausbekommen
Verbreitete Input-Output Indikatoren
N-Effizienz
N-Ertrag / N-Angebot
N-Bilanz
N-Ertrag - N-Angebot
Energieeffizienz
Energieoutput / Energieinput
Nettoenergiegewinn
Energieoutput - Energieinput
Spezifische THG-Emissionen
CO2 eq Abgefahren / CO2 eq Verursacht
THG-Bilanz
CO2 eq Abgefahren - CO2 eq Verursacht
Beispiel N-Responsekurve
Betrachtung Ertragskurve
in Verbindung zur N-Effizienz
Bessere Informationen
Vermeidung von Überdüngung
Ertrag sinkt nicht / nur
sehr geringfügig
N-Effizienz steigt
Extensivierung
Unteroptimale Düngung
Ertrag sinkt
N-Effizienz steigt
Innovation
Neue Produktionsfunktion
Mögliche steigerung des Ertrags
und der N-Effizienz
Möglichkeit das neues Opt höher
liegt als bei alter Produktionsfunktion
Institutioneller Rahmen
Grundsätzliche Ziele
Gewässerschutz
Reduktion des Nährstofftransportes
aus dem Agrarsektor in
anderen Bereiche der Umwelt
Schutz Natürlicher Lebensräume
Reduktion THG-Emissionen
Reduktionen Schadstoffemissionen
Nachhaltiger Anbau
nachwachsender Ressourcen
EU-Richtlinien
Vogelschutzrichtlinie
(79/409/EWG)
Konditionalitätenrelevant
Grundanforderungen an die Betriebsführung
(GAB 3)
Erhaltung aller Europäischen wildlebenden Vogelarten
Beseitigunsverbot bestimmter Landschaftselemente
Vogelschutzgebiete dürfen nicht erheblich beeinträchtigt werden
Bewirtschaftung darf nicht zu erheblichen Beeinträchtigung eines Natura 2000 Gebietes führen
EU Nitratrichtlinie
(91/676/EWG)
Durchsetzung durch:
Düngeverordnung (DüV, 2017)
Verordnung über die Anwendung von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kulursubstanzen und Pflanzenhilfsmitteln nach den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis
Als eine wesentliche Nährstoffmenge wird eine Menge ab 50 kg pro ha bezeichnet
Es besteht eine Pflicht zur Ermittlung des Düngebedarfs vor dem Ausbringen
Düngebedarf darf nicht überschritten werden, außer um 10% bei nachträglich eintretenden Umständen
Nährstoffgehalt des Düngers muss bekannt sein
Düngebedarfsermittlung
NMin im Boden
Ertragsdifferenz
N-Nachlieferung
Vorfrucht
Zuschlag aufgrund Ernteverfühung
N-Bedarf während Vegetation
Nachträglich eintretende Zustände
Gewässerabstände
mind. 4 Meter, mehr bei Hanglage
Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie
(92/43/EWG)
Konditionalitätenrelevant
GAB 4
Die in FFH-Gebieten geschützten Lebensräume und Arten schützen und erhalten
Dünger und PSM Einsatz
Natura 2000 Räume nicht beeinflussen
EU Wasserrahmenrichtlinie
(2000/60/EG)
Durchsetzung durch:
Wasserhaushaltsgesetz
Grundwasserverordnung
Verbesserungsgebot & Verschlechterungsverbot
Ziel (2015):
Grundwasserkörper:
Guter mengenmäßiger und
chemischer Zustand
Oberflächenkörper:
Guter ökologischer und
chemischer Zustand
Beispiel eines sehr Guten Zustandes (Fluss)
Qualitätskomonenten
Biologisch
Phytoplankton
Makrophyten
Wirbellose Fauna
Fischfauna
z.B. Fischfauna
3 more items...
Hydromorphologisch
Wasserhaushalt
Durchgängigkeit
Morphologie
Pysikalisch-chemisch
Temp, Sauerstoff, pH-Wert, Salzkon, etc.
Spezifische synthetische und
nichtsynthetische Schadstoffe
Der natürliche, vom Menschen unbeeinflusste Zustand
Beurteilung anhand Qualitätskomponenten
National Emission Ceilings Directive
NEC (2001/81/EG)
(2016/2284/EC)
Durchsetzung durch:
Bundesimissionsschutzverordnung
(BImSchV)
Obergrenzen für Emission von Luftschadstoffen
-Schwefelemissionen umgerechnet zu
SO2 (Schwefeldioxid)
-NOx (Stickoxide)
-NH3 (Ammoniak)
-NMVOC (Non-methane
volatile organic compound)
-Feinstaub
Keine Regelung von Methan und Nitrat
Nitrat in der Nitratrichtlinie
Methan
EU Renewable Energy Directive
RED 1 (2009/28/EG)
RED 2 (2018/2001/EG)
Durchsetzung durch:
Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung
(Biokraft-NachV)
Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung
(BioSt-NachV)
Erneuerbare-Energien-Gesetz
(EEG 2000)
BImSchV
RED 1
In Kraft seid 2001
Legt Anteile an Erneuerbarer Energie fest
Stellt Nachhaltigkeitskriterien auf
RED 2
In Kraft seid 2018
Legt höhere Anteile an Erneuerbarer Energie fest
Stellt erhöhte Nachhaltigkeitskriterien auf
Gute Landwirtschaftliche Praxis
Schutz der Lebensräume
THG-Minderungen
60% im Vergleich zu Fossilen Brennstoffen
Zu beachten:
Sytemgrenzen bei Verwendung von Abfallprodukten zur Herstellung von Biokraftstoff
Bei Abfall werden nur die Emissionen für den Anbau des Rohstoffs betrachtet -> hohe THG-Minderungen
Förderung von fortschrittlichen Kraftstoffen
Kraftstoffe die nicht aus Lebensmitteln gewonnen werden.
z.B. aus Cellulose
GAP
Gemeinsame Agrarpolitik der EU
Direktzahlungen
Basis-
Junglandwirte-
Greening-
Umweltverteilungs-
Prämie
Konditionalitäten
Grundregeln die an die Direktzahlungen geknüpft sind
Grundanforderungen an die Betreibsführung
(GAB)
Müssen eigehalten werden selbst wenn keine GAP Zahlungen erhalten werden
Ordnungsrecht
Öffentliche-, Tier- und Pflanzengesungheit
Tier- und Umweltschutz
Zufällige Kontrollen oder bei
vermuteten Verstößen
Auflistung
GAB 1: Wasserrahmenrichtlinie
GAB 2: Nitratrichtlinie
GAB 3: Vogelschutzrichtlinie
GAB 4: Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie
GAB 5: Lebensmittel und Futter
GAB 6: Stoffverbot in Tierischen Erz.
GAB 7&8: PSM
GAB 9-11: Tierschutz
Guter Landwirtschaftlicher und ökologischer Zustand
(GLÖZ)
Kriterien zum Erhalt der Flächen in einem guten landwirtschaftlichen und ökologischen Zustand
GLÖZ 1: Erhalt von Dauergrünland
GLÖZ 2: Mindestschutz von Feuchtgebieten und Mooren
GLÖZ 3: Verbot der Verbrennung von Stoppelfeldern
GLÖZ 4: Schaffung von Pufferstreifen entlang von Wasserläufen
GLÖZ 5: Mindestpraktiken der Bodenbearbeitung zur Begrenzung von Erosionen
GLÖZ 6: Mindestanforderungen an die Bodenbedekung zu den sensibelsten Zeiten
GLÖZ 7: Fruchtwechsel auf Ackerland
GLÖZ 8: Mindestanteil von Ackerland an nichtproduktiven Flächen sowie den Erhalt von Landschaftselementen
GLÖZ 9: Verbot der Umwandlung von umweltsensiblem Dauergrünland
Fruchtfolgen
N-Effizienz
Verfügbarkeitsefizienz x Aufnahmeeffizienz x N-Harvest-Index x 1 / N-Konzentration im Erntegut
Verfügbarkeitseffizienz
N
avialable /
N
supply
Das N das meinen Pflanzen zur Verfügung steht, durch mein gesamtes N im Boden.
Zeigt meine Verluste an
Aufnahmeeffizienz
N
uptake /
N
availabe
Wie viel von dem Stickstoff der meiner Pflanze zur Verfügung stand hat sie auch aufgenommen
N-Harvest-Index
N
yield /
N
uptake
Wie viel N das ich aufgenommen habe ist auch im Korn gelandet
1 / N-Konzentration im Korn
Yield /
N
yield
Wie hoch ist die Stickstoffkonzentration im Korn
Einflüsse auf die N-Effizienz
Senkung der Aufnahmeeffizienz der Vorfrucht
Erhöht den
N
min(
N
r) und erhöht somit den
N
supply der Nachfrucht
Wenn der
N
uptake der Nachfrucht im Herbst nicht hoch genug ist kommt es zu erhöhten Auswaschungen
Senkung des N-Harvest-Index der Vorfrucht
Engeres C/N-Verhältnis
Mehr Mineralisation(
N
m)
Weniger Immobilisation(
N
im)
->
Erhöhter
N
supply für die
Nachfrucht
Wenn der
N
uptake der Nachfrucht im Herbst nicht hoch genug ist kommt es zu erhöhten Auswaschungen
Ackerbauliche Konsequenz
N-Transfer zwischen den Kulturen optimieren
Nutzen von:
Rest-
N
min
Mineralisation aus Ernteresiduen
Tief verlagertem Stickstoff