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Veröffentlichung 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, MarkusDie 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: ForschungsberichtVeröffentlichung Effizienz von Maßnahmen zur Reduktion von Stoffeinträgen(Umweltbundesamt, 2017) Fuchs, Stephan; Weber, Tatyana; Wander, Ramona; Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (Karlsruhe); Gesellschaft für Boden- und Gewässerschutz e.V.; Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Ullrich, AntjeIm Rahmen des Vorhabens wurde das Modellwerkzeug MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) zu einem strategischen Planungsinstrument weiterentwickelt, mit dem der Ist-Zustand der Einträge in Gewässer beschrieben sowie strategische Maßnahmen bewertet werden können. Hierzu wurden die auf Ebene der Länder und Flussgebietsgemeinschaften im Rahmen der ersten Bewirtschaftungspläne der Wasserrahmenrichtlinie entwickelten Ansätze zur Eintragsmodellierung und Maßnahmenentwicklung analysiert. Bei Eignung wurden die Ansätze oder Eingangsdaten in das bundeseinheitliche Modell übernommen, teilweise wurden neue Ansätze entwickelt. Strategische Maßnahmen wurden in Zusammenarbeit mit den Ländern ausgewiesen. Zusätzlich wurde eine ökonomische Bewertungskomponente in MoRE implementiert, die eine Priorisierung verschiedener Einzelmaßnahmen oder Maßnahmenkombinationen erlaubt. Zudem wurde MoRE von technischer Seite erweitert, sodass nun die Modellierung mit Varianten von Eingangsdaten und Maßnahmen sowie mit einzelnen Punktquellen möglich ist. Die erzeugten Ergebnisse können auf Ebene von Planungseinheiten aggregiert werden. Zur Validierung der Stoffeinträge können in MoRE zudem beobachtete Gewässerfrachten ermittelt werden und diese den modellierten gegenübergestellt werden. So wurde ein Instrument geschaffen, welches zur Unterstützung der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie und der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie insbesondere in Hinblick auf die Erstellung der zweiten Bewirtschaftungspläne beitragen kann. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung 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, MarkusDie 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: ForschungsberichtVeröffentlichung PINETI-3: Modellierung atmosphärischer Stoffeinträge von 2000 bis 2015 zur Bewertung der ökosystem-spezifischen Gefährdung von Biodiversität durch Luftschadstoffe in Deutschland(2018) Schaap, Martijn; Hendriks, Carlijn; Kranenburg, Richard; Nederlandse Centrale Organisatie voor Toegepast-Naturwetenschappelijk Onderzoek; Öko-Data Gesellschaft für Ökosystemanalyse und Umweltdatenmanagement (Strausberg); Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDie Biodiversität ist durch die Ablagerung von Schad- und Nährstoffen aus der Luft in Ökosysteme gefährdet. Innerhalb des vorliegenden Projektes wurden daher die atmosphärischen Einträge dieser Schad- und Nährstoffe für Deutschland für eine Zeitreihe von 2000 bis 2015 ermittelt. Die Stickstoffdeposition ist in diesem Zeitraum um etwa 20 % gesunken. Die Schwefeldeposition konnte sogar halbiert werden. Trotzdem sind die Belastungen für viele der deutschen Ökosysteme immer noch zu hoch. Bei der Versauerung sind noch rund 30 %, bei der Eutrophierung sogar noch 70 % der natürlichen und halb-natürlichen Landökosysteme von zu hohen Einträgen im Vergleich zu ihrer Empfindlichkeit betroffen.Veröffentlichung Nutzung von Bioindikationsmethoden zur Bestimmung und Regionalisierung von Schadstoffeinträgen für eine Abschätzung des atmosphärischen Beitrags zu aktuellen Belastungen von Ökosystemen(2019) Schröder, Winfried; Nickel, Stefan; Völksen, Barbara; Institut für Umweltwissenschaften (Vechta); Eurofins GfA (Hamburg); Institut für Statistik (Bremen); Schütze, GudrunIm Moos-Monitoring 2015 wurde in Fortführung der Kampagnen 1990, 1995, 2000 und 2005 die flächendeckende atmosphärische Bioakkumulation potenziell schädlich wirkender Schwermetalle und Stickstoff in Hintergrundgebieten Deutschlands mit Hilfe von ektohydren Moosen quantitativ erfasst. Erstmals in Deutschland konnte auch eine breite Palette von (persistenten) organischen Kontaminanten (PAK, PCDD/F, dl-PCB, Flammschutzmittel) in Moosproben von acht Monitoringstandorten quantifiziert werden. Die Probenentnahme erfolgte in einem gegenüber der Vorgängerkampagne 2005 (726 Standorte) bei größtmöglicher Aufrechterhaltung seiner Effizienz und Suffizienz etwa um die Hälfte reduzierten Messnetzes 2015 (400 Standorte). Seit dem Jahr der Erstbeprobung (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, V, Zn: 1990; Al, Hg, Sb: 1995) haben die Gehalte der zwölf in den Moosen analysierten Schwermetalle in Deutschland signifikant abgenommen. Auch gegenüber der Vorgängerkampagne 2005 sind mit Ausnahme von Hg (-4 %) die Rückgänge bei allen Schwermetallen mit Werten zwischen -32 % (Al) und -76 % (Cr) deutlich ausgeprägt. Die Schwermetallkonzentrationen in den Moosen bilden 2015 bei As, Cd, Ni, Pb, Sb und Zn ähnliche räumliche Verteilungsmuster wie in den Kampagnen 1995, 2000 und 2005. Durchgängige Schwerpunkträume seit dem Jahr der Erstbeprobung finden sich zumeist in den industriell geprägten Gebieten Nordrhein-Westfalens und des Raumes Halle/Leipzig, in der dicht besiedelten Rhein-Main-Region, im Saarland, in weiten Teilen Sachsens sowie am südlichen Oberrhein. Die N-Konzentration (Erstbeprobung 2005) dagegen verharrt im Bundesdurchschnitt auf nahezu gleichem Niveau. Regionen, wie der durch hohe Viehbesatzdichten gekennzeichnete Westen bzw. Nordwesten Niedersachsens und Nordwesten Nordrhein-Westfalen ergeben wie erwartet vergleichsweise hohe N-Gehalte in den Moosen. Hinsichtlich der organischen Schadstoffe konnte die weiträumige Verbreitung dieser Verbindungen in Deutschland sowie die prinzipielle Eignung ektohydrer Moose als Biomonitore für diese Substanzen belegt werden. Die statistische Evaluierung ergab zumeist signifikante Abhängigkeiten der Stickstoff- und Schwermetallgehalte von der beprobten Moosart, dem Kronentraufeffekt der Bäume sowie der räumlichen Dichte diverser Landnutzungsklassen in bestimmten Radien (5 â€Ì 300 km) rund um die Probenentnahmefläche. Der Kronentraufeffekt konnte mit Hilfe des Blattflächenindexes indiziert und dadurch Elementkonzentrationen nutzungsspezifisch (Grasland, Laubwald, Nadelwald) in Deutschland kartiert werden. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung 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 Integrated nitrogen indicator, national nitrogen target and the current situation in Germany (DESTINO Report 1)(Umweltbundesamt, 2020) Heldstab, Jürg; Schäppi, Bettina; Reutimann, Judith; Infras AG (Zürich); Universität (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDie übermäßige Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen in die Umwelt durch landwirtschaftliche Produktion, Energieumwandlung und Mobilität führt zu Problemen, die dringend gelöst werden müssen: Verlust aquatischer und terrestrischer Biodiversität, Beeinträchtigung der Luftqualität, Freisetzung von Treibhausgasen und erschwerte Nutzung des Grundwassers als Trinkwasser. Die planetare Belastbarkeitsgrenze (Planetary Boundary) für Stickstoff ist deutlich überschritten. Die Bundesregierung hat im Frühjahr 2017 in ihrem ersten Stickstoff-Bericht auf die Problematik hingewiesen und einen ressortübergreifenden Handlungsbedarf für Deutschland festgestellt. Im Zuge dessen hat das Umweltbundesamt dazu mehrere Projekte lanciert, unter anderem das Projekt DESTINO mit zwei Zielen: Erstens die Herleitung eines integrierten Stickstoffindikators, der sektor- und medienübergreifend die aktuellen Belastungen charakterisiert mitsamt einem nationalen Stickstoffziel, das die Belastungsgrenze aufzeigt (Teilbericht 1). Zweitens die Aktualisierung des nationalen Stickstoff-Budgets entlang internationaler Vorgaben aus dem Göteborg-Protokoll (Teilbericht 2). Der vorliegende Bericht ist der Teilbericht 1 des DESTINO Projekts und dokumentiert die Herleitung des integrierten Stickstoffindikators. Dieser orientiert sich an Stickstoffsensitiven Schutzgütern: Erhaltung der biologischen Vielfalt, Vermeidung von Eutrophierung der Ökosysteme, Erhaltung von Grundwasser-, Oberflächengewässer- und Luftqualität sowie Einhaltung der Klimaschutzziele. Der Zielwert des integrierten Stickstoffindikators, das nationale Stickstoffziel, beziffert die Belastungsgrenze, um die Schutzziele einhalten zu können. Mit diesem wirkungsbasierten, nationalen Stickstoffziel wird erstmalig ein der Planetary Boundary komplementärer Wert für die nationale Ebene vorgeschlagen. Aus dem Ausmaß der Überschreitung von Schutzzielen (z.B. Immissionsgrenzwerte) und aus den aktuellen Stickstofffreisetzungen (z. B. Emissionen) gelingt es mit Hilfe von Rückwärtsrechnungen, die Belastungsgrenzen zu quantifizieren (DESTINO-Zielwerte), mit denen die Schutzziele im räumlichen Mittel einzuhalten wären. Der integrierte Stickstoffindikator entspricht der Summe der jährlichen Stickstoffverluste in die Umwelt in Deutschland und beläuft sich aktuell (IST-Zustand) auf 1.574 kt N a-1 (1 kt = 1.000 Tonnen), was rund 19 kg N pro Einwohner pro Jahr entspricht. Die summierten Belastungsgrenzen für die einzelnen Schutzgüter ergeben für das nationale Stickstoffziel den Wert von 1.058 kt N a-1. Einige der ver-wendeten Teilziele sind bisher nur als Etappenziele vorhanden, die langfristigen gesundheitlichen und ökologischen Schutzziele wären noch ambitionierter, sind aber noch nicht festgelegt. Wären sie bekannt, läge das nationale Stickstoffziel noch niedriger. Aufgrund der benutzten Methoden stellt der Zielwert zudem nur den Mindestwert dar, der für die Betrachtung im räumlichen Mittel des Bundesgebietes gilt. Um die Schutzziele überall in Deutschland tatsächlich flächendeckend einhalten zu können, wären noch stärkere Reduktionen der Stickstoffverluste erforderlich. Mit dem berechneten nationalen Stickstoffziel von 1.058 kt N a-1 müssen die aktuellen Stickstoffverluste um mindestens einen Drittel verringert werden. Das nationale Stickstoffziel dient als Ergänzung bestehender, sektorspezifischer Indikatoren und Ziele und soll die dringend nötige Kommunikation unterstützen, die es braucht, um die Verluste reaktiven Stickstoffs zu verringern. Für kommunikative und politische Zwecke ist die Verwendung eines gerundeten Wertes von 1.000 kt N a-1 zulässig. Die parallele Weiterführung und die Überprüfung bestehender Indikatoren für stickstoffbezogen Schutzgüter, inklusive der Überwachung der räumlichen Komponente, sind dabei unerlässlich. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Integrierter Stickstoffindikator, nationales Stickstoffziel und IST-Zustand (DESTINO Teilbericht 1)(Umweltbundesamt, 2020) Heldstab, Jürg; Schäppi, Bettina; Reutimann, Judith; Infras AG (Zürich); Universität (Gießen); Karlsruher Institut für Technologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Geupel, MarkusDie übermäßige Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen in die Umwelt durch landwirtschaftliche Produktion, Energieumwandlung und Mobilität führt zu Problemen, die dringend gelöst werden müssen: Verlust aquatischer und terrestrischer Biodiversität, Beeinträchtigung der Luftqualität, Freisetzung von Treibhausgasen und erschwerte Nutzung des Grundwassers als Trinkwasser. Die planetare Belastbarkeitsgrenze (Planetary Boundary) für Stickstoff ist deutlich überschritten. Die Bundesregierung hat im Frühjahr 2017 in ihrem ersten Stickstoff-Bericht auf die Problematik hingewiesen und einen ressortübergreifenden Handlungsbedarf für Deutschland festgestellt. Im Zuge dessen hat das Umweltbundesamt dazu mehrere Projekte lanciert, unter anderem das Projekt DESTINO mit zwei Zielen: Erstens die Herleitung eines integrierten Stickstoffindikators, der sektor- und medienübergreifend die aktuellen Belastungen charakterisiert mitsamt einem nationalen Stickstoffziel, das die Belastungsgrenze aufzeigt (Teilbericht 1). Zweitens die Aktualisierung des nationalen Stickstoff-Budgets entlang internationaler Vorgaben aus dem Göteborg-Protokoll (Teilbericht 2). Der vorliegende Bericht ist der Teilbericht 1 des DESTINO Projekts und dokumentiert die Herleitung des integrierten Stickstoffindikators. Dieser orientiert sich an Stickstoffsensitiven Schutzgütern: Erhaltung der biologischen Vielfalt, Vermeidung von Eutrophierung der Ökosysteme, Erhaltung von Grundwasser-, Oberflächengewässer- und Luftqualität sowie Einhaltung der Klimaschutzziele. Der Zielwert des integrierten Stickstoffindikators, das nationale Stickstoffziel, beziffert die Belastungsgrenze, um die Schutzziele einhalten zu können. Mit diesem wirkungsbasierten, nationalen Stickstoffziel wird erstmalig ein der Planetary Boundary komplementärer Wert für die nationale Ebene vorgeschlagen. Aus dem Ausmaß der Überschreitung von Schutzzielen (z.B. Immissionsgrenzwerte) und aus den aktuellen Stickstofffreisetzungen (z. B. Emissionen) gelingt es mit Hilfe von Rückwärtsrechnungen, die Belastungsgrenzen zu quantifizieren (DESTINO-Zielwerte), mit denen die Schutzziele im räumlichen Mittel einzuhalten wären. Der integrierte Stickstoffindikator entspricht der Summe der jährlichen Stickstoffverluste in die Umwelt in Deutschland und beläuft sich aktuell (IST-Zustand) auf 1.574 kt N a-1 (1 kt = 1.000 Tonnen), was rund 19 kg N pro Einwohner pro Jahr entspricht. Die summierten Belastungsgrenzen für die einzelnen Schutzgüter ergeben für das nationale Stickstoffziel den Wert von 1.058 kt N a-1. Einige der ver-wendeten Teilziele sind bisher nur als Etappenziele vorhanden, die langfristigen gesundheitlichen und ökologischen Schutzziele wären noch ambitionierter, sind aber noch nicht festgelegt. Wären sie bekannt, läge das nationale Stickstoffziel noch niedriger. Aufgrund der benutzten Methoden stellt der Zielwert zudem nur den Mindestwert dar, der für die Betrachtung im räumlichen Mittel des Bundesgebietes gilt. Um die Schutzziele überall in Deutschland tatsächlich flächendeckend einhalten zu können, wären noch stärkere Reduktionen der Stickstoffverluste erforderlich. Mit dem berechneten nationalen Stickstoffziel von 1.058 kt N a-1 müssen die aktuellen Stickstoffverluste um mindestens einen Drittel verringert werden. Das nationale Stickstoffziel dient als Ergänzung bestehender, sektorspezifischer Indikatoren und Ziele und soll die dringend nötige Kommunikation unterstützen, die es braucht, um die Verluste reaktiven Stickstoffs zu verringern. Für kommunikative und politische Zwecke ist die Ver-wendung eines gerundeten Wertes von 1.000 kt N a-1 zulässig. Die parallele Weiterführung und die Überprüfung bestehender Indikatoren für stickstoffbezogen Schutzgüter, inklusive der Überwachung der räumlichen Komponente, sind dabei unerlässlich. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Die planetare Stickstoff-Leitplanke als Bezugspunkt einer nationalen Stickstoffstrategie(Umweltbundesamt, 2017) Hoff, Holger; Keppner, Benno; Kahlenborn, Walter; Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung; Stockholm Environment Institute; Adelphi Research gGmbH (Berlin); Deutschland. Umweltbundesamt; Lindenthal, Alexandra; Geupel, MarkusDie planetaren Leitplanken (Planetary Boundaries; PBs) beschreiben einen sicheren Handlungsraum ("safe operating space"), innerhalb dessen mit hoher Wahrscheinlichkeit die Funktionsfähigkeit des Erdsystems in einer für den Menschen günstigen Konstellation erhalten bleibt. Damit können sie die vertikale Integration einer nationalen Stickstoffstrategie mit globalen Nachhaltigkeitskriterien und Umweltzielen - und damit auch die internationale Kooperation - unterstützen. Für eine solche Operati-onalisierung und Anwendung der PBs sind die globalen PB-Werte herunterzuskalieren, räumlich explizit darzustellen (downscaling) und für den jeweiligen Kontext zu übersetzen. Erst dann können sie als Richtwerte (benchmarks) dienen, mit denen der nationale Ist-Zustand der Umwelt zu vergleichen ist, und an den nationale Strategien gegebenenfalls entsprechend angepasst werden können (mainstreaming of the PBs). Die planetare Leitplanke für Stickstoff (N-PB) wird von Steffen et al. (2015) mit 63 Millionen Tonnen pro Jahr angegeben. Diese Leitplanke, die gegenwärtig global um den Faktor 2 überschritten wird, bezieht sich nur auf die beabsichtigte Erzeugung und Freisetzung von reaktivem Stickstoff über biologische Fixierung und Düngeranwendung. Sie umfasst nicht die unbeabsichtigten Freisetzungen über Verbrennungsprozesse. Die vorliegende Studie leitet daraus für Deutschland eine Stickstoff Leitplanke von 0,5-0,7 Millionen Tonnen pro Jahr ab, je nachdem ob der globale Wert bezogen auf Deutschlands Anteil an der globalen Landwirtschaftsfläche oder bezogen auf Deutschlands Anteil an der Weltbevölkerung herunterskaliert wird. Diesem benchmark aus PB-Sicht steht ein gegenwärtiger realer Wert von ca. 2,3 Millionen Tonnen gegenüber. Wenn man zusätzlich die, aufgrund deutschen Konsums und entsprechender Nettoimporte landwirtschaftlicher Produkte, im Ausland verursachten Stickstofffrei-setzungen (external footprints) mit berücksichtigt, liegt dieser Wert noch deutlich höher. Eine solche Anwendung der N-PB weist darauf hin, dass die bisherigen - zumeist noch nicht einmal erreichten - deutschen und europäischen Stickstoffziele aus Sicht globaler Nachhaltigkeitskriterien nicht ambitioniert genug sind. So würde z.B. die Einhaltung der EU emission ceilings directive nur zu einer Reduktion des gegenwärtigen Wertes um knapp 0,5 Millionen Tonnen führen. Selbst bei vollständiger Umsetzung der vom Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) und vom Umweltbundesamt (UBA) geforderten Halbierung des N-Überschusses auf landwirtschaftlichen Flächen, würde die auf Deutschland herunterskalierte N-PB noch immer um ca. 200% überschritten. Zu ihrer Einhaltung wären zusätzliche Emissionsminderungen in der Landwirtschaft und darüber hinaus (v.a. in den Sektoren Ener-gie, Transport und Industrie) erforderlich. Eine Erhöhung der Effizienz der Stickstoffnutzung (nitrogen use efficiency - NUE) auf allen Ebenen und über die gesamte Wertschöpfungskette stellt einen wichtigen Hebel zur Erreichung verschiedener Umwelt- und Nachhaltigkeitsziele dar. Neben der Verminderung der Stickstofffreisetzung in die Umwelt lassen sich zusätzliche Verbesserungen (co-benefits) z.B. in Bezug auf Land, Wasser, Energie, Ernährungssicherheit und andere Entwicklungsziele wie sie in den SDGs benannt sind, erreichen. Durch Erhöhung der Ressourceneffizienz kann der in die Umwelt freigesetzte Anteil des eingesetzten Stickstoffs reduziert werden. Da die N-PB über maximal zulässige Umweltkonzentrationen definiert ist, kann sie bei erhöhter Ressourceneffizienz höher angesetzt werden. Entscheidend für die vertikale Integration von deutschen und internationalen Umweltzielen und Nachhaltigkeitskriterien ist der "Dreiklang" aus i) Verringerung der Stickstofffreisetzung innerhalb Deutschlands, ii) Reduktion des (handelsbedingten) deutschen Stickstoff-footprints im Ausland sowie iii) internationale Kooperation für eine verbesserte Stickstoffnutzung und Ressourceneffizienz in allen Bereichen, z.B. über Investitionen, Entwicklungszusammenarbeit und Wissens- und Technologietransfer. Dieser Dreiklang entspricht auch dem Leitbild der nationalen Implementierung der SDGs, innerhalb Deutschlands unter gleichzeitiger Beachtung dieser Ziele auch im Ausland (implementation in, by and with Germany). Anknüpfungspunkte für eine verbesserte vertikale Politikkohärenz von national über regional bis global sind z.B. die gemeinsame europäische Agrarpolitik, internationale Handelsabkommen sowie die verschiedenen multilateralen Umweltabkommen. Aus der Operationalisierung und Anwendung der N-PB für die integrierte nationale Stickstoffstrategie ergeben sich umgekehrt auch Hinweise für die Weiterentwicklung der planetaren Leitplanke selber, z.B. in Hinblick auf deren Erweiterung über den Landwirtschaftssektor hinaus. Weiterentwicklung der PBs und deren Anwendung müssen iterativ und wechselseitig erfolgen. Dazu sollte die Stickstoffstrategie dynamisch weiterentwickelt werden, so dass neues Wissen (z.B. aus der Begleitforschung) konti-nuierlich eingepflegt werden kann ("adaptive management"). Entsprechend dem systemischen Charakter des PB Konzepts und der Komplexität des Stickstoffkreislaufs, bedarf dies eines umfassenden Dialogs mit Partnern aus allen relevanten Sektoren, gemäß dem Future Earth Prinzip von "co-design & co-production of relevant knowledge", d.h. in wechselseitiger Abstimmung zwischen Politkern, Entschei-dungsträgern und Wissenschaftlern. Quelle: Forschungsbericht