„Nachhaltige Nutzung von Hochmoorgrünland - Chance oder Illusion?“

Präsentation zum Thema: "„Nachhaltige Nutzung von Hochmoorgrünland - Chance oder Illusion?“"—  Präsentation transkript:

1 „Nachhaltige Nutzung von Hochmoorgrünland - Chance oder Illusion?“
Projekt „Wiederherstellung artenreichen Hochmoor-Grünlandes durch eine nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung unter besonderer Berücksichtigung der Flatterbinsen-Problematik“ Tagung „Nachhaltige Nutzung von Hochmoorgrünland - Chance oder Illusion?“ Carl von Ossietzky Universität Oldenburg 11. April 2008

2 Programm 09:30 Begrüßung (Rainer Buchwald, Universität Oldenburg)
Optionen und Probleme der Nutzung und Pflege von Hochmoorgrünland in Norddeutschland (Rainer Buchwald, Universität Oldenburg) 10:00 Perspektiven des Hochmoorgrünlandes aus vegetationskundlicher Sicht (Anne Rath, Universität Oldenburg) 10:30 Kaffeepause 11:00 Grünlandbrachen auf Moor- und Marschböden (Joachim Blankenburg, Geologischer Dienst Bremen) 11:30 Umgang mit Nährstoffen in landwirtschaftlich genutztem Moorgrünland (Jürgen Müller, Universität Rostock) 12:00 Mittagspause 13:00 Hochmoorgründlandnutzung unter Extensivierungsauflagen. Erfahrungen aus der Verpachtungspraxis der Staatlichen Moorverwaltung (Eberhard Masch, Staatliche Moorverwaltung Meppen) 13:30 Alternative Nutzung von Mahdgut binsenreicher Hochmoorstandorte zur Biogas-Gewinnung (Michael Röhrdanz, Universität Oldenburg) 14:00 Diskussion: Stand und Perspektiven einer Nutzung von Hochmoorgrünland aus naturschutzfachlicher und landwirtschaftlicher Sicht 15:30 Ende

3 Optionen und Probleme der Nutzung und Pflege von Hochmoorgrünland in Norddeutschland
Rainer Buchwald Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Tagung „Nachhaltige Nutzung von Hochmoorgrünland - Chance oder Illusion?“ Oldenburg, 11. April 2008

4 Nutzung der Moore Historische Entwicklung einiger bedeutender Nutzungen der Moore in Deutschland. Die Höhe der geschwärzten Flächen stellt die relative Bedeu-tung der Wirtschaftsweisen über die Zeit dar und verdeutlicht den ungefähren Flächenanspruch.

5 Moore in Zahlen In Deutschland gibt es ca km² Niedermoore, davon km² in Mecklenburg-Vorpommern und je km² in Brandenburg und Niedersachsen/Bremen. In Deutschland existieren ca km² Hochmoore, davon km² in Niedersachsen/Bremen. Niedersachsen hat als Bundesland mit der größten Hochmoorfläche eine besondere Verantwortung für den Schutz der Hochmoore. In Niedersachsen sind etwa 2/3 der Hochmoorflächen landwirtschaftlich genutzt; ca. 2% ´werden als „naturnah“ eingestuft.

6 Moore in Zahlen Bundesweit wurden für rund ha, in Nieder-sachsen für rund ha Hochmoor Abtorfungs-genehmigungen erteilt. In Niedersachsen bestehen Abbaurechte bis ca In Niedersachsen wurden bis Ende 2005 für etwa ha dieser etwa ha Hochmoor Renaturie-rungsmaßnahmen abgeschlossen oder eingeleitet. Das Niedersächsische Moorschutzprogramm sieht vor, bis Kleinsthochmoore sowie ca ha nicht abgetorfte und ca ha nach Abtorfung renaturierte Hochmoore unter Schutz zu stellen. Dieses Ziel wurde bis 2005 etwa zur Hälfte (= ca ha) erreicht.

7 Bewertung der Moore Niedersachsens nach dem Moorschutzprogramm

8 Optionen zur Nutzung des niedersächsischen Hochmoorgrünlands
Intensive landwirtschaftliche Nutzung Extensive landwirtschaftliche Nutzung (incl. Erhaltung von gefährdeten Pflanzen- und Tierarten) Brachfallen (mit Sukzession zum Moorbirkenwald) Vernässung und Wiederherstellung einer standort-typischen Flora und Fauna Industrieller Torfabbau Energetische Nutzung des Aufwuchses

9 Probleme der Grünlandnutzung auf Hochmoor-Standorten (Auswahl)
Durch Entwässerung verschlechtern sich die physika-lischen Bodeneigenschaften (Sackung/Verdichtung, Schrumpfung, abnehmende Wasserspeicherkraft der Torfe). Düngung und Entwässerung führen zum Verlust der Torfsubstanz. Durch Grünlandnutzung werden große Mengen klima-relevanter Gase emittiert (CO2, NOx u.a.) und lösliche Substanzen (Kalium, Nitrat u.a.) ausgeschwemmt. Durch Düngung kommt es zur Erhöhung des pH-Wertes, dadurch zu stärkerer Bodenatmung und Freisetzung von CO2.

10 Probleme der Grünlandnutzung auf Hochmoor-Standorten (Auswahl)
Extensive Nutzung (i.d.R. ohne Düngung) führt häufig zu artenarmen Vegetationsbeständen mit Dominanz von Binsen-, Seggen-, Straußgras-, Distel- und anderen Arten, die einen geringen Futterwert aufweisen. Intensive Nutzung (i.d.R. mit starker Düngung) führt meist zu artenarmen Vegetationsbeständen mit Dominanz von Wiesenschwingel, Quecke, Rispengras, Wiesen-Fuchsschwanz, Sauerampfer u.a., die einen mittleren (bis hohen) Futterwert aufweisen. Regelmäßige (intensive) Beweidung kann Verdichtung des Torfbodens, Sauerstoffarmut, Vernässung und Selektion zugunsten von Weide-resistenten Pflanzen-arten bewirken.

11 als wachsendes Durchströmungsmoor
Naturzustand eines Niedermoores als wachsendes Durchströmungsmoor (bis ca. 1770) E = Eintrag (input) A = Austrag (output) E >> A Das Moor stellt ein akkumulierendes Ökosystem das, es speichert 80 bis dt / ha·a organische Substanz. Mit der Torfbildung erfolgt eine Festlegung von Nährstoffen und Wasser: das Moor ist eine Nährstofffalle (“sink”). Die Akkumulation von Stickstoff beträgt dt / ha·a, die Akkumulation von Phosphor beträgt 0,2 - 1,5 dt / ha·a. Das Moor liefert hochgradig filtriertes Wasser, es funkioniert als Entsorgungs- ökosystem.

12 Extensiv genutztes Niedermoor
- Durchströmungsmoor (Feuchtwiese, Feuchtweide) ca. ab 1770 bis 1970 A > E Die Torfbildung ist bereits unterbrochen, die Torfmineralisierung ist gering (= 1 t / ha·a TM). Der nutzungsbedingte Phytomasseentzug beträgt 35 bis 50 dt TM ha·a. Stoffausträge (N,P) über Sickerwasser und Gräben sind minimal, eine nutzungsbedingte Oligotrophierung des Standortes ist die Folge. Die Entsorgungsleistung des Moorökosystems ist nur unwesentlich eingeschränkt. Das mäßig entwässerte und als Grasland genutzte Moor stellt ein stabil und nachhaltig produzierendes und dabei langzeitig funktionstüchtiges Ökosystem dar.

13 Intensiv genutzes Niedermoor - Durchströmungsmoor ab ca. 1970
A >> E Nutzungsbedingter Phytomasseentzug 50 bis 120 dt TM ha·a. Rasante Torfmineralisierung infolge tiefgreifender Entwässerung. Torfverlust 6 bis 20 t / ha·a. Mit der Torfmineralisierung erfolgt eine Nährstofffreisetzung von 800 bis kg N / ha·a. N-Verluste durch Denitrifikation erreichen Werte von 500 kg N / ha·a. Die Filterfunktion des Moores ist aufgehoben. Stoffausträge über das Draingewässer betragen im ~ 70 kg N / ha·a. Das dem Moor zufließende Grundwasser wird durch Gräben abgeführt, ein Durchsickern des Torfkörpers findet nicht mehr statt. Für eine intensive Pflanzenproduktion wird die Bereitstellung von Zusatzwasser notwendig. Aus einem Entsorgungsökosystem wurde ein Belastungsökosystem. Die fortgesetzte intensive Nutzung führt schließlich zum Aufbrauch des Torfmoores (unbeherrschter defizitärer Stofffluss).

14 Torfschwund in Moorböden unter verschiedenen Bedingungen (nach EGGELSMANN 1990)

15 Stickstoff-Mobilisierung
Beispiele für die potentielle jährliche Stickstoffmobilisierung aus der Mineralisation von Torfböden in Abhängigkeit von der Lagerungsdichte und dem Stickstoffgehalt der Böden (in Anlehnung an KUNTZE 1988). In Klammern: Bei dicht gelagerten Torfböden werden in der Regel nur Torf-schwundraten bis 0,5 cm und entsprechende Mineralisierungsraten erreicht.

16 Freisetzung von Stickstoff
Hohe N-Mineralisationsraten auch in Extensivwiesen: z.B. stark entwässerte Pfeifengraswiesen in NL bis 220 kg/ha*a, Pfeifengraswiesen in Baden-Württemberg bis 140 kg/ha*a, stark entwässerte Sumpfdotterblumen-wiesen in NL bis kg/ha*a. Bei einer Torfzersetzung von 4 mm/a werden in Dtschl. zwischen und t N pro Jahr freigesetzt. Damit werden aus Moorböden (4% der Gesamtfläche in Dtschl.) etwa 15-30% der Stickstoffmenge frei, die jährlich als Handelsdünger auf der gesamten landwirt-schaftlichen Nutzfläche ausgebracht wird: 1,77 Mio. t N.

17 des Donaumooses bei Ingolstadt
Stickstoffbilanzen in Grundwassermoorböden des Donaumooses bei Ingolstadt (aus WILD & PFADENHAUER 1997). Angaben in kg/ha/Jahr. N-Nettomineralisierung für die Bodenschicht 0-25cm.

18 Freisetzung von Lachgas
Einfluss differenzierter Mineraldünger-N-Gaben (Kalkammonsalpeter) auf die Lach-gas-Freisetzung aus einem flachgründigen, entwässerten und stark degradierten Niedermoorgrasland (eutrophes Versumpfungsmoor, Paulinenaue/Rhin-Havelluch) Nordostdeutschlands im Verlauf des Jahres 1997.

19 Stoffflüsse im Grundwassermoor
Schematische Darstellung der Stoffflüsse bzw. -bilanzen in einem entwässerten, intensiv genutzten Grundwassermoor. Bei Entwässerung werden Stickstoff und Kohlenstoff durch Mineralisation der Torfe freigesetzt und gelangen in die Atmosphäre und ins Grundwasser.

20 Bewirtschaftungszeiträume der Varianten V1 - V7 (Stand 11/2007)

21 Vergleich der Mittelwerte für pH (CaCl2), C/N-Verhältnis sowie die Konzentrationen von K und PO4-P in den Flächen der sieben Varianten Varianten: V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 pH (CaCl2) 3,8 3,7 3,9 3,8 * 4,1 C/N-Verhältnis 22,9 23,1 23,4 24,0 24,4 25,3 24,2 * K+ (mg 100ml -1) 8,3 7,5 6,7 * 7,1 6,5 * 8,3 * PO4-P (mg 100ml -1) 3,2 1,7 2,9 2,6 3,5 4,1 * * große Variabilität der Einzelwerte

22 Vergleich der pH-Werte (CaCl2) der (Teil-)Varianten
V V V V V V V7 (Teil-)Varianten

23 Vergleich der C/N-Verhältnisse der (Teil-)Varianten
V V V V V V V7 (Teil-)Varianten

24 Vergleich der Kalium-Konzentrationen der (Teil-)Varianten
V V V V V V V7 (Teil-)Varianten

25 Vergleich der Phosphat-Konzentrationen der (Teil-)Varianten
V V V V V V V7 (Teil-)Varianten

26 Besiedlungsdichten (nach Individuenzahl) von Regenwürmern im Frühsommer und Herbst auf den Varianten V1-V7

27 Artenzahl von Regenwürmern in den Frühjahr- und Herbstproben 2006

28 Optionen zur Nutzung des niedersächsischen Hochmoorgrünlands
Intensive landwirtschaftliche Nutzung Extensive landwirtschaftliche Nutzung (incl. Erhaltung von gefährdeten Pflanzen- und Tierarten) Brachfallen (mit Sukzession zum Moorbirkenwald) Vernässung und Wiederherstellung einer standort-typischen Flora und Fauna Industrieller Torfabbau Energetische Nutzung des Aufwuchses

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30 Offene Fragen zur Grünlandnutzung von Hochmoorstandorten (Auswahl)
Nährstoffsituation in Abhängigkeit von Art und Intensität der Nutzung (input, output, Umsätze und Zyklen; Ernte, Düngung) Klimarelevanz bei intensiver und extensiver Nutzung Botanische und zoologische Diversität (Alter und Kontinuität der Grünlandnutzung!) Bewertung aus landwirtschaftlicher und naturschutz-fachlicher Sicht Energetische oder sonstige alternative Nutzungsformen Möglichkeiten einer nachhaltigen Nutzung unter ökolo-gischen und ökonomischen Aspekten

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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33 Fläche V7a: deutlich geringerer Binsenanteil in 2007 als im Vorjahr (siehe Abb. A2), allerdings Zunahme von ebenfalls nicht erwünschten Arten wie Krauser Ampfer (Rumex crispus) und von häufigen/steten Arten (Holcus lanatus, Rumex acetosa).

34 Obwohl sich in 2007 neben den Schafen auch ein Esel auf der Fläche V2 befand, wurden auf dieser ungemulchten Variante kaum verbissene Flatterbinsen gefunden.

35 Verbissene Horste der Flatterbinse (V1, 2007).

36 Von Schafen und Eseln kurz gehaltene Fläche mit deutlich und z. T
Von Schafen und Eseln kurz gehaltene Fläche mit deutlich und z.T. tief verbissener Flatterbinse (V1 in 2007).

37 Dieselbe Fläche im Jahr 2006, mit hoher Deckung der Flatterbinse.

38 Geschätzte CO2-Emission durch Moorbrände in Indonesien (in Mt/a)

39 Stickstoffbilanzen Überschlägige Stickstoffbilanzen (kg/ha·a) in Niedermoorböden des Donau- mooses bei Ingolstadt (Nt = 2,5%, durchschnittliche Rohdichte trocken 380 g/l). a = Torfmineralisation (cm·a) b = N-Freisetzung durch Mineralisation; Zahlen gerundet c = N-Düngung d = N-Eintrag durch Fixation und Immission e = Summe N-Input f = N-Entzug durch Ernte g = N-Überschuss FS = Feuchtestufen: FS 1 = Mittlerer Grundwasserstand (MGW) > 120 cm unter Geländeoberkante (GOK) FS 2 = MGW cm u. GOK FS 3 = MGW cm u. GOK FS 4 = MGW während der Vegetationszeit z.T. zwischen cm u. GOK

40 Stoffflüsse im Grundwassermoor
Schematische Darstellung der Stoffflüsse bzw. -bilanzen in einem naturnahen Grundwassermoor. Das naturnahe Moor stellt ein akkumulierendes Ökosystem dar, das Kohlenstoff und Stickstoff in den Torfen fixiert und dem Stoffkreislauf Nährstoffe entzieht.

41 N- und C-Mobilisierung
Geschätzte jährliche Stickstoff- und Kohlenstoffmobilisierung aus der Torfzersetzung für die Moorböden einzelner Bundesländer Deutschlands. Zur Berechnung wurden mittlere Torfzersetzungsraten von 0,4 cm pro Jahr bei einer Lagerungsdichte von 350 g/l angenommen. Für Grundwassermoortorfe wurden mittlere Stickstoffgehalte von 3,3 % und für Regenmoortorfe von 1,2 % zugrundegelegt (nach NAUKE in GÖTTLICH 1990). Die mittleren Kohlenstoffgehalte wurden mit 45 % kalkuliert.

42 Moore als Kohlenstoffspeicher
Moore enthalten überproportional viel Kohlenstoff (Angaben in t C/ha) Arktische Tundra: 108 Arktische Moore: 306 Boreale Wälder: 289 Boreale Moore: Tropische Regenwälder: 316 Tropische Moorregenwälder: 3.166

43 Unkultivierte Moorflächen
Unkultivierte Moorflächen (Regen- und Grundwassermoore) in Niedersachsen Ende des 18. Jahrhunderts (links) und Mitte des 20. Jahrhunderts (rechts). Heute befindet sich davon nur ein verschwindend geringer Teil in naturnahem Zustand. Nach BADEN (1961) aus DRACHENFELS & MEY (1988).

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45 Abschätzung der Klimarelevanz der Spurengasemission aus mitteleuropäischen Niedermooren (nach AUGUSTIN 1996)

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