Dynamische Bilanzierung von Humushaushalt und Nährstoffaustrag im regionalen Maßstab

Titel:

Dynamische Bilanzierung von Humushaushalt und Nährstoffaustrag im regionalen Maßstab im Kontext von Landnutzungs- und Klimawandel

Projektziel:

Entwicklung eines für Fachplanungen in den Sektoren Landwirtschaft, Gewässerschutz, Klima und Bodenschutz anwendungsfähigen Modellwerkzeuges zur dynamischen Bilanzierung des Humushaushaltes auf regionaler mittlerer Maßstabsebene und dessen Kopplung mit für den Freistaat Sachsen bereits vorliegenden erprobten WebGIS-basierten Modellansätzen zur Simulation von Wasserhaushalt und Nährstoffströmen.

Projektergebnisse:

• An- und Abreicherungs-Prozesse von Stickstoff und Kohlenstoff im Humus haben bedeutenden Einfluss auf Bodenfruchtbarkeit und Nährstoff-Freisetzung und damit auch auf die Kohlenstoff-Speicherung und Nitratauswaschung im Boden und erfordern modellgestützte Maßnahmen- bzw. Management-Strategien.
• Landnutzungs-Änderungen, Klimawandel-Effekte sowie Humus-Management (z.B. Energiepflanzen-Anbau, Gärreste-Ausbringung) beeinflussen maßgeblich die Humus-Bilanz und das C / N-Verhältnis im Boden sowie das Potential und den Umfang der Nitrat-Auswaschung in Grund- und Oberflächenwasser.
• Eine Kopplung der praxiserprobten Teilmodelle »CCB« (Kohlenstoffhaushalt) und »STOFFBILANZ« (Nährstoffhaushalt) zu innovativem neuen WebGIS-basierten Modellinstrument zur dynamischen Bilanzierung Humushaushalt und Nährstoffströme auf regionaler mittlerer Maßstabsebene in Sachsen konnte im Rahmen des FUE- Projektes erstmalig erfolgreich realisiert und getestet werden.
• Auf Basis der Modellkopplung »CCB - STOFFBILANZ« wurden Simulationsrechnungen zur Dynamik von Humushaushalt und Stickstoff-Festlegung / Freisetzung für die gegenwärtige Bewirtschaftungssituation sowie ein festgelegtes Szenario »Zwischenfrüchte 2027« am konkreten Beispiel für Sachsen durchgeführt.
• Die Einbeziehung von ca. 660 Datensätzen landwirtschaftlicher Dauertestflächen in Sachsen stellte eine gute realitätsnahe Vergleichs- und Validierungsbasis für Eingangsdaten und Ergebnisse des Modell-Kopplungs-Projektes CCB – STOFFBILANZ dar.
• Art und Umfang von konservierender Bodenbearbeitung sowie von Zwischenfruchtanbau haben starken Einfluss auf den Humushaushalt und auf die Kohlen- und Stickstoff-Umsetzungs-Dynamik der Böden und damit auch auf die Stickstoff-Austräge in Grund- und Oberflächenwasser (GWK und OWK).
• Eventuell erhebliche Rückgänge bei bisherigem Umfang und Qualität konservierender Bodenbearbeitung in Sachsen (z.B. bei Mulch-Saat / dauerhaft konservierend) würden voraussichtlich verstärkten Humusabbau und erhöhte Stickstoff- bzw. Nitrat-Austräge in die Gewässer (GWK und OWK) in der Folge verursachen.