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Projekt Wiederherstellung artenreichen Hochmoor- Grünlandes durch eine nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung unter besonderer Berücksichtigung der Flatterbinsen-Problematik.

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Präsentation zum Thema: "Projekt Wiederherstellung artenreichen Hochmoor- Grünlandes durch eine nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung unter besonderer Berücksichtigung der Flatterbinsen-Problematik."—  Präsentation transkript:

1 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 09:30Begrüßung (Rainer Buchwald, Universität Oldenburg) Optionen und Probleme der Nutzung und Pflege von Hochmoorgrünland in Norddeutschland (Rainer Buchwald, Universität Oldenburg) 10:00Perspektiven des Hochmoorgrünlandes aus vegetationskundlicher Sicht (Anne Rath, Universität Oldenburg) 10:30Kaffeepause 11:00Grünlandbrachen auf Moor- und Marschböden (Joachim Blankenburg, Geologischer Dienst Bremen) 11:30Umgang mit Nährstoffen in landwirtschaftlich genutztem Moorgrünland (Jürgen Müller, Universität Rostock) 12:00Mittagspause 13:00Hochmoorgründlandnutzung unter Extensivierungsauflagen. Erfahrungen aus der Verpachtungspraxis der Staatlichen Moorverwaltung (Eberhard Masch, Staatliche Moorverwaltung Meppen) 13:30Alternative Nutzung von Mahdgut binsenreicher Hochmoorstandorte zur Biogas-Gewinnung (Michael Röhrdanz, Universität Oldenburg) 14:00Diskussion: Stand und Perspektiven einer Nutzung von Hochmoorgrünland aus naturschutzfachlicher und landwirtschaftlicher Sicht 15:30Ende

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 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. Nutzung der Moore

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 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. Moore in Zahlen

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 (CO 2, NO x 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 CO 2.

10 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. Probleme der Grünlandnutzung auf Hochmoor-Standorten (Auswahl)

11 Das Moor stellt ein akkumulierendes Ökosystem das, es speichert 80 bis 150 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. Naturzustand eines Niedermoores als wachsendes Durchströmungsmoor (bis ca. 1770) E = Eintrag (input) A = Austrag (output) E >> A

12 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. Extensiv genutztes Niedermoor - Durchströmungsmoor (Feuchtwiese, Feuchtweide) ca. ab 1770 bis 1970 A > E

13 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). A >> E Intensiv genutzes Niedermoor - Durchströmungsmoor ab ca. 1970

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 Stickstoffbilanzen in Grundwassermoorböden des Donaumooses bei Ingolstadt (aus W ILD & P FADENHAUER 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 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. Stoffflüsse im Grundwassermoor

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

21 Vergleich der Mittelwerte für pH (CaCl 2 ), C/N-Verhältnis sowie die Konzentrationen von K und PO 4 -P in den Flächen der sieben Varianten * große Variabilität der Einzelwerte Varianten:V1V2V3V4V5V6V7 pH (CaCl 2 )3,83,73,93,8 *4,13,93,8 * C/N-Verhältnis22,923,123,424,024,425,324,2 * K + (mg 100ml -1 )8,33,77,56,7 *7,16,5 *8,3 * PO 4 -P (mg 100ml -1 )3,21,72,92,63,73,54,1 *

22 Vergleich der pH-Werte (CaCl 2 ) der (Teil-)Varianten V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 (Teil-)Varianten

23 Vergleich der C/N-Verhältnisse der (Teil-)Varianten V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 (Teil-)Varianten

24 Vergleich der Kalium-Konzentrationen der (Teil-)Varianten V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 (Teil-)Varianten

25 Vergleich der Phosphat-Konzentrationen der (Teil-)Varianten V1 V2 V3 V4 V5 V6 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. tief verbissener Flatterbinse (V1 in 2007).

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

38 Geschätzte CO 2 -Emission durch Moorbrände in Indonesien (in Mt/a) CO 2 -Emission

39 Stickstoffbilanzen Überschlägige Stickstoffbilanzen (kg/ha·a) in Niedermoorböden des Donau- mooses bei Ingolstadt (N t = 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 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. Stoffflüsse im Grundwassermoor

41 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 N AUKE in G ÖTTLICH 1990). Die mittleren Kohlenstoffgehalte wurden mit 45 % kalkuliert. N- und C-Mobilisierung

42 Moore enthalten überproportional viel Kohlenstoff (Angaben in t C/ha) Arktische Tundra:108 Arktische Moore:306 Boreale Wälder:289 Boreale Moore:1.120 Tropische Regenwälder:316 Tropische Moorregenwälder:3.166 Moore als Kohlenstoffspeicher

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 B ADEN (1961) aus D RACHENFELS & M EY (1988).

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

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