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Modellierung und Kartierung atmosphärischer Stoffeinträge und kritischer Belastungsschwellen zur kontinuierlichen Bewertung der ökosystemspezifischen Gefährdung der Biodiversität in Deutschland - PINETI (Pollutant INput and EcosysTem Impact)
(Umweltbundesamt, 2014) Wichink Kruit, Roy; Schaap, Martijn; Segers, Arjo; Nederlandse Centrale Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek; Deutschland. Umweltbundesamt; Frommer, Jakob; Geupel, Markus
Die methodischen Unterschiede zwischen den Projekten MAPESI und PINETI führen zu Unterschieden in der berechneten Gesamtdeposition, welche in dieser Studie innerhalb des PINETI Projektes genauer untersucht wurden.
Der Vergleich der Ergebnisse der nassen Deposition aus den Vorhaben MAPESI und PINETI für das Jahr 2007 zeigt, dass die mittleren Frachten für oxidierte Schwefel- und Stickstoffverbindungen gut übereinstimmen, wohingegen für reduzierte Stickstoffverbindungen eine Abweichung von knapp 20% auftritt. Für die nasse Deposition von reaktivem Stickstoff ergibt sich deshalb im Mittel eine systematische Differenz zwischen der PINETI- und der MAPESI-Methodik von 0.9 kg N ha-1 a-1. Kreuzvalidierungen und detailliertere Analysen im Bereich des bayerischen Waldes zeigen, dass die in PINETI weiterentwickelte Methode zu einer besseren Abbildung der räumlichen Verteilung der nassen Deposition führt.
Ein Vergleich der Felder der feuchten Deposition zwischen den Vorhaben PINETI und MAPESI zeigt, dass die räumliche Verteilung gut übereinstimmt, wohingegen die in PINETI ermittelte mittlere Fracht der feuchten Deposition verglichen mit der entsprechenden mittleren Fracht aus MAPESI deutlich kleiner ist.
Zusammenfassend zeigt sich daran anschließend, dass die methodischen Weiterentwicklungen etwa 50 % des Unterschieds zwischen der nassen Deposition für das Jahr 2007 (MAPESI) und der nassen Deposition für das Jahr 2008 (PINETI) ausmachen - der Rest ist auf meteorologische Unterschiede und veränderte Emissionen zurückzuführen.
Quelle: Forschungsbericht
Modelling and assessment of acidifying and eutrophying atmospheric deposition to terrestrial ecosystems (PINETI2)
(Umweltbundesamt, 2017) Schaap, Martijn; Wichink Kruit, Roy; Hendriks, Carlijn; Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek; Institut für Meteorologie (Berlin); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, Markus
Die Biodiversität in Europa ist durch den Eintrag von Schad- und Nährstoffen in die Ökosysteme gefährdet. Innerhalb des PINETI-2 Projektes wurden daher die atmosphärischen Einträge dieser Schad- und Nährstoffe für Deutschland für die Jahre 2009, 2010 und 2011 ermittelt. Die trockenen, nassen und feuchten Einträge von NHx, NOy, SOx und die Einträge der basischen Kationen wurden berechnet und zur Gesamtdeposition aufsummiert. Die ermittelten mittleren Depositionsflüsse über Deutschland für Stickstoff und Schwefel betragen im Jahr 2009 1057 und 288 eq ha-1 a-1. In 2010 und 2011 liegen die mittleren Einträge für Stickstoff bei 1052 und 962 eq ha-1 a-1. Das Jahr 2009 war in Bezug auf das nationale Mittel meteorologisch gesehen ein durchschnittliches Jahr, so dass davon ausgegangen werden kann, dass auch die berechneten Einträge für das Jahr 2009 im nationalen Mittel eher bei einem langjährigen Mittel liegen als die Ergebnisse der Jahre 2010 oder vor allem 2011. Es wurden flächendeckende Karten für die unterschiedlichen Landnutzungsklassen erstellt. Die Karten zeigen, dass die Variabilität der Deposition über Deutschland signifikant ist. Die höchsten Einträge sind in Waldbeständen in oder in der Nähe von Regionen mit intensiver Landwirtschaft und Industrie zu finden. Im Vergleich zu den Ergebnissen des MAPESI-Vorhabens (Builtjes et al., 2011) sind die Ergebnisse der neuen Erhebung etwa 27% niedriger. Dies lässt sich durch eine Verbesserung der Methodik zur Bestimmung der nassen Deposition und der Konsolidierung neuer Prozessbeschreibungen im LOTOS-EUROS Modell erklären. Letztere Modellentwicklungen haben zu einem besseren Vergleich der Modellergebnisse zu Beobachtungen geführt. Die PINETI-2 Einträge stimmen besser mit Daten aus dem "Integrated Monitoring" Programm und mit der Depositionskartierung von EMEP überein als die MAPESI Ergebnisse. Der Vergleich mit Resultaten der Kronenraumbilanzmodellierung zeigt, dass sich die Unterschätzung dieser Daten im Vergleich zu MAPESI vergrößert hat. Die Unterschätzung ist an Standorten in Höhenlagen, an welchen ein erhöhter Eintrag durch feuchte Deposition anzunehmen ist, am größten. Die Bewertung des Eintrages in Bezug auf Risiken für terrestrische Ökosysteme wird im Teil 2 des Berichts beschrieben. Quelle: Forschungsbericht
Modelling and mapping of atmospheric nitrogen and sulphur deposition and critical loads for ecosystem specific assessment of threats to biodiversity in Germany - PINETI (Pollutant INput and EcosysTem Impact)
(Umweltbundesamt, 2014) Wichink Kruit, Roy; Schaap, Martijn; Segers, Arjo; Nederlandse Centrale Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek; Deutschland. Umweltbundesamt; Frommer, Jakob; Geupel, Markus
Die Biodiversität in Europa ist durch den Eintrag von Schwefel- und Stickstoffverbindungen in die Ökosysteme gefährdet. Innerhalb des PINETI Projektes werden daher die atmosphärischen Einträge dieser Schad- und Nährstoffe für Deutschland für die Jahre 2008 und 2009 ermittelt. Die trockenen, nassen und feuchten Einträge von NHx, NOy, SOx und die Einträge der basischen Kationen Ca2+, Mg2+, K+ und Na+ werden berechnet und zur Gesamtdeposition aufsummiert. Anhand der Ergebnisse und den Critical Load werden die Überschreitungen der Critical Load für empfindliche Ökosysteme berechnet.
Im Folgenden wird eine Zusammenfassung der verwendeten Methoden und der Projektergebnisse präsentiert. Nach einer kurzen Einleitung werden zunächst die Eingangsdaten zur Ermittlung der atmosphärischen Einträge erläutert. Anschließend werden die Methoden zur Bestimmung der trockenen, nassen und feuchten Deposition jeweils kurz beschrieben. Die erstellten Karten zur Gesamtdeposition werden präsentiert und die Ergebnisse mit den Resultaten des Vorgängerprojektes MAPESI und Ergebnissen des EMEP Modells verglichen. Im Anschluss werden die, innerhalb des Projektes durchgeführten Modellweiterentwicklungen und Modellevaluationen zusammenfassend beschrieben und weitere mögliche Modellentwicklungen benannt und empfohlen. Abschließend wird die Bewertung des Eintrages in Bezug auf Risiken für terrestrische Ökosysteme zusammenfassend dargestellt. Das Prinzip der Critical Load wird kurz erläutert und die zeitlichen Trends der Überschreitungen der Critical Load für Versauerung und für Eutrophierung werden präsentiert.
Quelle: Forschungsbericht