FORESTFLUX - Verbesserung der Beurteilungsinstrumente für Politikberatung und Vollzug durch standörtliche Validierung der Modellierung atmosphärischer Schadstoffeinträge

Die Landwirtschaft in Deutschland verursacht mehr als 90 % der nationalen Ammoniak-Emission. Klar ist: Künftig muss es weniger werden. Die Datengrundlage für die Bestimmung der Emissionen sowie des Weitertransports und der Deposition ist allerdings lückenhaft und mit großen Unsicherheiten behaftet.

Hintergrund und Zielsetzung

Wie viel Ammoniak z.B. bei der Ausbringung von Mineraldünger entsteht und an anderer Stelle wieder deponiert wird, dazu gibt es bislang nur wenige Messungen. Um die Datengrundlage zu verbessern, entwickelt und nutzt das Thünen-Institut für Agrarklimaschutz eine neue Messtechnik für die Bestimmung der Ammoniak- und Gesamtstickstoffbelastung. Innovative Lasertechnologie sowie der, am Institut weiterentwickelte, TRANC-Konverter werden im Projekt FORESTFLUX an einem repräsentativen Waldstandort eingesetzt. Die gemessenen Stickstoffkonzentrationen und Austauschflüsse dienen zur Validierung lokaler und regionaler Eintragsmodelle. So können wir existierende Unsicherheiten eingrenzen und die Eingangsparameter für die Modelle verbessern. Ein weiteres Ziel ist es, die in Kombination von Messung und Modellierung gewonnenen Erkenntnisse auf andere Waldökosysteme zu übertragen. Dazu führen wir auch einen Vergleich mit herkömmlichen Schätzmethoden des Stickstoffeintrags, wie beispielsweise der Kronenraumbilanzierung, durch.

Vorgehensweise

Ein Team aus wissenschaftlichen und technischen Mitarbeitern des Thünen-Instituts für Agrarklimaschutz und der Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald führt am Standort Forellenbach kontinuierliche Konzentrationsmessungen von Ammoniak und Gesamtstickstoff durch und bestimmt die Austauschraten zwischen Waldökosystem und Atmosphäre. Die Analyse biophysikalischer Steuerfaktoren der Stickstoffflüsse dient der Verbesserung des Ökosystemverständnisses. Die erhobene Datengrundlage verwenden wir als Modellinput und zur Ableitung ökosystemspezifischer Parameter. Die Eintragsmodelle sollen auf lokaler, regionaler und nationaler Skala den Austausch verschiedener Stickstoffverbindungen abbilden und somit bei der Beurteilung von Umweltqualitätszielen helfen.

Ergebnisse

Aus den TRANC-Messungen ergibt sich eine mittlere jährliche Deposition von 4,3 bis 4,5 kg N ha^-1, jeweils 5,2 kg N ha^-1 a^-1 aus der standortbasierten Modellierung und LOTOS-EUROS mit unkorrigierter Landnutzung, sowie 6,9 kg N ha^-1 a^-1 aus LOTOS-EUROS mit korrigierter Landnutzung. Um das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Meteorologie, Ökosystem und Stickstoffaustausch zu verbessern, nicht zuletzt um in Zukunft eine bessere Basis für die Modellierung zu schaffen, wurde eine Analyse der Steuerfaktoren der ΣN_r-Austauschflüsse durchgeführt. Durch den Einsatz von künstlichen neuronalen Netzten gelang es im Testzeitraum Juli bis September 2016 einen starken Einfluss der Globalstrahlung, und damit eine Gemeinsamkeit zum CO₂-Fluss, zu identifizieren. Ebenso war die ΣN_r-Konzentration eine ausschlaggebende Größe. Parameter wie Luft- oder Blattfeuchtigkeit spielten eine (unerwartet) untergeordnete Rolle an diesem Standort. Der gesamte Messaufbau kann für zukünftige Studien empfohlen werden. Detaillierte Ergebnisse können den unten gelisteten Publikationen entnommen werden.

Thünen-Ansprechpartner

• Brümmer, Christian Institut für Agrarklimaschutz

Beteiligte Thünen-Partner

• Richter, Undine Institut für Agrarklimaschutz
• Schrader, Frederik Institut für Agrarklimaschutz
• Smith, Jeremy Institut für Agrarklimaschutz
• Wintjen, Pascal Institut für Agrarklimaschutz

Beteiligte externe Thünen-Partner

• TNO
  (Delft, Niederlande)

Geldgeber

• Umweltbundesamt (UBA)
  (national, öffentlich)

Zeitraum

10.2015 - 11.2018

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: 3715 51 211 0
Projektstatus: abgeschlossen

Anzahl der Datensätze: 3