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Veröffentlichung Bewertung von Maßnahmen zur Verminderung von Nitrateinträgen in die Gewässer auf Basis regionalisierter Stickstoff-Überschüsse(2016) Bach, Martin; Klement, Laura; Häußermann, Uwe; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Ullrich, AntjeBei vielen Maßnahmen zum Klimaschutz in der Landwirtschaft tritt Zielkonkurrenz zwischen Atmosphärenschutz und Grundwasserschutz in Erscheinung: eine Verminderung der NH3- bzw. N2O-Emission aus Wirtschafts- und Mineraldünger in die Atmosphäre hat eine erhöhte N-Zufuhr zur Landwirtschaftsfläche zur Folge. Wenn die höhere Zufuhr nicht durch eine äquivalente Verminderung der NZufuhr mit anderen Nährstoffträgern ausgeglichen wird, erhöht sich zwangsläufig der N-Überschuss der Flächenbilanz. Für die Zukunft wird weiterhin vorgeschlagen, die Begriffe Flächenbilanz- bzw. Stallbilanz-Überschuss abzulösen durch die Termini „hydrosphärischen N-Überschuss“ und „atmosphärischen N-Überschuss“, womit die Aussagerichtung dieser Größen klarer benannt wird. Geht man von einem Schutzgut-bezogenen Ansatz aus, dann ist als Indikator nicht länger der (nationale) N-Überschuss relevant, sondern in Bezug auf Grundwasser der Anteil der Analysegebiete, deren NO3-Konz. im Sickerwasser den WRRLGrenzwert unter-/überschreitet, und in Bezug auf NH3- und N2O-Emissionen der Anteil der Flächen, deren Critical Load für Stickstoff unter-/überschritten wird.Veröffentlichung Weiterentwicklung der integrierten Stickstoff-Bilanzierung als Grundlage für landwirtschaftliche Minderungsstrategien zur Unterstützung der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie(2016) Vandré, Robert; Häußermann, Uwe; Grebe, Sven; Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft; Deutschland. Umweltbundesamt; Keller, Luise; Wechsung, GabrieleDie Landwirtschaft trägt zu den Emissionen klimawirksamer Gase und anderer Umwelt belastender Stickstoff-Komponenten, vor allem Ammoniak und Nitrat, bei. Um den Einfluss der Bewirtschaftung auf die Emissionen zu beurteilen, wurden vorhandene Modellansätze zur Abbildung von Stoffflüssen in landwirtschaftlichen Betrieben kombiniert und erweitert. Basierend auf Datenerhebungen auf landwirtschaftlichen Betrieben wurden Betriebsmodelle für den Marktfruchtanbau und die Milcherzeugung definiert, die ein großes Spektrum an produktionstechnischen und standörtlichen Kenngrößen aufweisen. Szenarien wurden berechnet, um den Effekt von Minderungsmaßnahmen innerhalb der Betriebe abschätzen zu können.Veröffentlichung Stickstoff-Flächenbilanzen für Deutschland mit Regionalgliederung Bundesländer und Kreise - Jahre 1995 bis 2017(Deutschland. Umweltbundesamt, 2019) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Wechsung, GabrieleIm vorliegenden Bericht werden Methodik und Ergebnisse der Berechnung von Flächenbilanzen für Stickstoff (N) mit Regionalgliederungen "Bundesländer" und "Kreise/kreisfreie Städte" für die Zeitreihe 1995 bis 2016 vorgestellt. Gegenüber früheren Ansätzen werden als Neuerungen vor allem die Biogaserzeugung sowie der Transfer von Wirtschaftsdüngern in der Bilanz berücksichtigt. Emissionsfaktoren und Aktivitätsdaten der Bilanzierung sind weitgehend konsistent mit den Ansätzen des Nationalen Emissionsinventars. Im Mittel der Jahre 2015 bis 2017 umfasst die N-Zufuhr zur landwirtschaftlich genutzten Fläche (LF) in Deutschland insgesamt 226 kg N/ha LF, wovon 104 kg N/ha LF mit Mineraldüngung und 89 kg N/ha LF mit Wirtschaftsdüngern (Gülle, Mist, Jauche, Gärreste) ausgebracht werden. Dem steht eine Abfuhr mit Ernteprodukten von 149 kg N/ha LF entgegen, woraus ein Überschuss der N-Flächenbilanz von 78 kg N/ha LF resultiert. Die Überschüsse der N-Flächenbilanzen der Bundesländer (Mittel 2015 bis 2017) liegen zwischen 51 kg N/ha LF für Brandenburg und 108 kg N/ha LF für Niedersachsen. Die Spannbreite der N-Flächenbilanzüberschüsse der Kreise (Mittel 2015 bis 2017) reicht von 26 kg N/ha LF bis 162 kg N/ha LF. Für 85 Kreisregionen (entsprechend 30 % der LF) wird ein Überschuss 55 bisVeröffentlichung Reaktive Stickstoffflüsse in Deutschland 2010-2014 (DESTINO Bericht 2)(Umweltbundesamt, 2020) Bach, Martin; Häußermann, Uwe; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Infras AG (Zürich); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDer Eintrag von Stickstoff in die Umwelt verursacht vielfältige Probleme. Für die Konzeption von Minderungsmaßnahmen ist es eine wesentliche Voraussetzung, die Quellen, Senken und Flüsse reaktiver Stickstoffverbindungen (Nr) zu quantifizieren. Im Rahmen des überarbeiteten Göteborg-Protokolls zur Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) wurde 2012 vereinbart, die nationalen Stickstoff-Flüsse zu erfassen. Das "Guidance document on national nitrogen budgets" der Economic Commission for Europe bildet dafür den Ausgangspunkt (ECE 2013). In einer nationalen N-Bilanzierung (NNB) werden für acht Pools die ein- und ausgehenden Nr-Flüsse berechnet: Atmosphäre, Energiewirtschaft und Verkehr, Industrielle Produktion, Ernährung und Konsum, Landwirtschaft, Wald und semi-natürliche Flächen, Abfallwirtschaft und Abwasserentsorgung, Gewässer sowie die grenzüberschreitenden N-Flüsse (Importe und Exporte). Die N-Flüsse werden aus statistischen Be-richten, Veröffentlichungen etc. direkt entnommen oder als Produkt aus der transportierten bzw. um-gesetzten Stoffmenge und deren mittlerem N-Gehalt berechnet. Insgesamt werden für Deutschland rund 150 N-Flüsse beschrieben, die Unsicherheit der Ergebnisse wird in vier Stufen von "sehr gering" bis "hoch" eingestuft. In Deutschland werden jährlich 6275 kt Nr a-1 in Umlauf gebracht (Mittelwert 2010 bis 2014), davon 43 % über die Ammoniak-Synthese. Die inländische Förderung und der Import von N-haltigen fossilen Energieträgern (Braunkohle, Steinkohle, Rohöl) tragen 2335 kt N a-1 dazu bei. Mit der Stickstoff-Fixierung als einzigem natürlichen Prozess werden 308 kt N a-1 in organisch gebundenen Stickstoff überführt. Als bedeutendste Senke von Nr werden mit der Verbrennung von fossilen und regenerativen Energieträgern sowie mit der Verarbeitung von Rohöl zu Mineralölprodukten 2711 kt N a-1 wieder in N2 überführt. In Gewässern, Böden und Kläranlagen werden 1107 kt N a-1 denitrifiziert. Über die Atmosphäre und den Gewässerabfluss exportiert Deutschland netto 745 kt N a-1 in seine Nachbarländer und in die Küstenmeere. Die Änderung des N-Bodenvorrats wurde bislang nur für Waldböden ermittelt, für die ein Abbau von 293 kt N a-1 berechnet wird. Der NNB zufolge werden in Deutschland jährlich 1627 kt Nr a-1 freigesetzt. Die NNB ist allerdings durch größere Unsicherheiten gekennzeichnet, was bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden muss. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Reactive nitrogen flows in Germany 2010-2014 (DESTINO Report 2)(Umweltbundesamt, 2020) Bach, Martin; Häußermann, Uwe; Klement, Laura; Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Infras AG (Zürich); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDer Eintrag von Stickstoff in die Umwelt verursacht vielfältige Probleme. Für die Konzeption von Minderungsmaßnahmen ist es eine wesentliche Voraussetzung, die Quellen, Senken und Flüsse reaktiver Stickstoffverbindungen (Nr) zu quantifizieren. Im Rahmen des überarbeiteten Göteborg-Protokolls zur Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLTRAP) wurde 2012 vereinbart, die nationalen Stickstoff-Flüsse zu erfassen. Das "Guidance document on national nitrogen budgets" der Economic Commission for Europe bildet dafür den Ausgangspunkt (ECE 2013). In einer nationalen N-Bilanzierung (NNB) werden für acht Pools die ein- und ausgehenden Nr-Flüsse berechnet: Atmosphäre, Energiewirtschaft und Verkehr, Industrielle Produktion, Ernährung und Konsum, Landwirtschaft, Wald und semi-natürliche Flächen, Abfallwirtschaft und Abwasserentsorgung, Gewässer sowie die grenzüberschreitenden N-Flüsse (Importe und Exporte). Die N-Flüsse werden aus statistischen Be-richten, Veröffentlichungen etc. direkt entnommen oder als Produkt aus der transportierten bzw. um-gesetzten Stoffmenge und deren mittlerem N-Gehalt berechnet. Insgesamt werden für Deutschland rund 150 N-Flüsse beschrieben, die Unsicherheit der Ergebnisse wird in vier Stufen von "sehr gering" bis "hoch" eingestuft. In Deutschland werden jährlich 6275 kt Nr a-1 in Umlauf gebracht (Mittelwert 2010 bis 2014), davon 43 % über die Ammoniak-Synthese. Die inländische Förderung und der Import von N-haltigen fossilen Energieträgern (Braunkohle, Steinkohle, Rohöl) tragen 2335 kt N a-1 dazu bei. Mit der Stickstoff-Fixierung als einzigem natürlichen Prozess werden 308 kt N a-1 in organisch gebundenen Stickstoff überführt. Als bedeutendste Senke von Nr werden mit der Verbrennung von fossilen und regenerativen Energieträgern sowie mit der Verarbeitung von Rohöl zu Mineralölprodukten 2711 kt N a-1 wieder in N2 überführt. In Gewässern, Böden und Kläranlagen werden 1107 kt N a-1 denitrifiziert. Über die Atmosphäre und den Gewässerabfluss exportiert Deutschland netto 745 kt N a-1 in seine Nachbarländer und in die Küstenmeere. Die Änderung des N-Bodenvorrats wurde bislang nur für Waldböden ermittelt, für die ein Abbau von 293 kt N a-1 berechnet wird. Der NNB zufolge werden in Deutschland jährlich 1627 kt Nr a-1 freigesetzt. Die NNB ist allerdings durch größere Unsicherheiten gekennzeichnet, was bei der Interpretation der Ergebnisse berücksichtigt werden muss. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Potenziale zur Minderung der Ammoniakemissionen in der deutschen Landwirtschaft(Umweltundesamt, 2020) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Breuer, Lutz; Döhler, Helmut; Justus-Liebig-Universität Gießen. Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement; Deutschland. Umweltbundesamt; Eisold, Andreas; Döhler, SusanneDurch die neue NEC-Richtlinie (EU) 2016/2284 verpflichtet sich Deutschland, die nationalen Emissionen von NH3 ab 2020 um 5 % und ab 2030 um 29 % gegenüber 2005 zu senken, mit einem linearen Reduktionspfad zwischen 2020 und 2030. In vorliegendem Bericht werden Maßnahmen und Szenarien zur NH3-Emissionsminderung in der Landwirtschaft beschrieben und bewertet sowie deren Auswirkungen auf weitere Luftschadstoffe (TSP, PM10, PM2,5 und NMVOC) und die Netto-Stickstoffzufuhr in den Boden quantifiziert. Die Methodik für die Berechnungen basiert auf dem Report für Methoden und Daten (RMD) - Berichterstattung 2018 (Haenel et. al. 2018) für den landwirtschaftlichen Teil des Nationalen Emissionsinventars. Die Wirkungen der Maßnahmen und Szenarien werden jeweils gegenüber den Emissionen in einem Basisszenario für die Jahre 2020, 2025 und 2030 und gegenüber dem Referenzjahr der NEC-Richtlinie 2005 ausgewiesen. Dargestellt werden 40 Maßnahmen, die alle Abschnitte der landwirtschaftlichen Produktion betreffen wie bspw. Wirtschaftsdüngerausbringung, -lagerung und Ausbringung von synthetischen N-Düngern. Die maximale NH3-Minderungswirkung einzelner Maßnahmen liegt bei rund -13 % gegenüber 2005; die Umsetzung einer einzelnen Maßnahme ist somit nicht ausreichend für die Minderungssziele in 2030. Deshalb werden fünf verschiedene (als NEC-Compliance-Szenarien bezeichnete) Maßnahmenbündel entwickelt und berechnet, mit denen die Minderungssziele ab 2030 erreicht werden können. Außerdem werden die Emissionen der Jahre 2020, 2025 und 2030 berechnet, die sich im Basisszenario ergeben. Zudem wird ein Szenario untersucht, das die Maßnahmen des TA Luft-Entwurfs bündelt. Diese Emissionsmengen des Basiszenarios sind auch Bezugspunkt für die Bewertung der Minderungswirkung von Maßnahmen und Szenarien. Um das NH3-Minderungssziel 2020 zu erreichen, sind die Maßnahmen des Basisszenarios ausreichend. Für die Zeit danach sind zusätzliche Maßnahmen bzw. Maßnahmenbündel erforderlich, um die NH3-Minderungssziele zu erreichen. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe und der Verwendung von Gärresten auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland(Umweltbundesamt, 2023) Häußermann, Uwe; Bach, Martin; Klement, Laura; Universität (Gießen); Deutschland. Umweltbundesamt; Hilliges, FalkDer Anbau von nachwachsenden Rohstoffe (NawaRo's) für die Erzeugung von Biogas und zur Herstellung von Biokraftstoffen wurde in Deutschland seit Anfang der 2000er Jahre erheblich ausgeweitet. Es wird untersucht, ob bzw. in welchem Umfang durch die Zunahme des NawaRo-Anbaus die Gewässer in Deutschland durch Einträge von Nitrat und Pflanzenschutzmitteln swie infolge verstärkter Bodenerosion möglicherweise belastet werden. Dazu wird zunächst die Entwicklung der Anbauflächen von Mais und Raps in den Kreisen dargestellt. Die Bewertung der Gewässergefährdung durch Nitrateinträge erfolgt anhand des Überschusses der Stickstoff-Flächenbilanz. Das Risiko für Oberflächengewässer durch den Eintrag von Pflanzenschutzmitteln aus der Anwendung im Mais- und Rapsanbau wird mit dem Modell SYNOPS modelliert. Zur Bewertung der Grundwasserbelastung werden die Fundhäufigkeiten in Grundwasser-Messstellen ausgewertet. Der Bodenabtrag von Ackerflächen wird schließlich anhand der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) und der Sedimenteintrag in Oberflächengewässer mit dem Modell Terraflux ermittelt. Die Wirkungen des Energiepflanzenanbaus auf diese vier Komponenten der Gewässergüte werden mittels Szenario-Berechnungen bzw. aus dem Vergleich der Situation "ohne" und "mit" Anbau von Energiepflanzen abgeschätzt. Zusammenfassend werden die Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit für die drei Bereiche N-Überschuss, PSM im Grundwasser sowie Bodenerosion und Sedimenteintrag als weniger gravierend eingestuft. Auch in Bezug auf die PSM-Belastung von Oberflächengewässern hat nach SYNOPS-Modellergebnis das Risiko nicht zugenommen. Aktuelle Monitoringergebnisse an kleinen Gewässern legen allerdings die Vermutung nahe, dass das Risiko von Runoff-Einträgen in Oberflächengewässer mit SYNOPS nicht zutreffend ermittelt wird. Mögliche weitere Umweltbelastungen durch den Anbau von Energiepflanzen wie beispielsweise Humusabbau, Biodiversitätsverlust, Insektensterben, Veränderung des Landschaftsbildes und erhöhte Treib hausgas-Emissionen sind nicht Gegenstand dieser Untersuchung. Quelle: Forschungsbericht