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Die herbstliche Nitratdynamik im Boden eines Wasserschutzgebietes Peter Schweigert, Institut für Bodenkunde der Universität Hannover.

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Präsentation zum Thema: "Die herbstliche Nitratdynamik im Boden eines Wasserschutzgebietes Peter Schweigert, Institut für Bodenkunde der Universität Hannover."—  Präsentation transkript:

1 Die herbstliche Nitratdynamik im Boden eines Wasserschutzgebietes Peter Schweigert, Institut für Bodenkunde der Universität Hannover

2 TemperaturNiederschlag Nitratdynamik des Bodens

3 Temperatur Prozesse im Boden Niederschlag Nitratdynamik des Bodens

4 Temperatur Prozesse im Boden Niederschlag Nitratdynamik des Bodens NO 3 -N-Gehalt des Bodens

5 Temperatur Black-Box Niederschlag NO 3 -N-Gehalt des Bodens Nitratdynamik des Bodens

6 Multiple Regression als ein Black-Box-Modell

7 NO 3 -N-Gehalt des Bodens als Funktion von Niederschlag und Temperatur Multiple Regression als ein Black-Box-Modell

8 NO 3 -N-Gehalt des Bodens als Funktion von Niederschlag und Temperatur Berechnungen mit der Witterung der Zeitspanne, die den stärksten Einfluss auf den NO 3 -N-Gehalt hat Multiple Regression als ein Black-Box-Modell

9 Zahl der Monate mit dem stärksten Einfluss des Niederschlags

10 Untersuchungsgebiet Trinkwasserschutzgebiet in Niedersachsen (Liebenau, 50 km nordwestlich von Hannover) sandige Böden überwiegend landwirtschaftlich genutzt

11 Verminderung der organischen und mineralischen Düngung Vermehrter Anbau von Zwischenfrüchten Zur Erfolgskontrolle werden etwa 100 Nmin- Beprobungen seit 11 Jahren im Herbst (Oktober/November) durchgeführt Massnahmen zur Reduktion der Nitratauswaschung im Untersuchungsgebiet

12 Nitrat-N in den Böden

13

14 und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

15 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

16 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

17 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

18 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

19 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

20 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

21 Nitrat-N in den Böden und Niederschlag von Oktober bis Probenahme

22 Mögliche Einflüsse auf die Nitratgehalte des Bodens: 1. Niederschlag 2. Temperatur 3. Zeitlicher Trend

23 Nitratdynamik im Boden NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), zeitlicher Trend Multiple Regression NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 ***

24 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), zeitlicher Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Nitratdynamik im Boden Niederschlagseinfluss

25 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), zeitlicher Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Niederschlagseinfluss Nitratdynamik im Boden

26 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), zeitlicher Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Temperatureinfluss Nitratdynamik im Boden

27 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), witterungsunabhängiger Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Witterungsunabhängiger Trend Nitratdynamik im Boden

28 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), witterungsunabhängiger Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Konstante Nitratdynamik im Boden

29 NO 3 -N= mittlerer NO 3 -N-Gehalt aller Böden im Herbst (kg/ha) Ns 10 = Niederschlag ab 1. Oktober bis zum Probenahmetermin im Herbst (mm) Ns 9 = Niederschlag September (mm) T 10 = Mittlere Temperatur um 14 Uhr im Oktober (°C) J= Jahr (1992 = 0; 1993 = 1; 1994 = 2; etc.), witterungsunabhängiger Trend NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Qualität des Modells Nitratdynamik im Boden

30 Qualität des Modells Nitratdynamik im Boden

31 Qualität des Modells Nitratdynamik im Boden

32 - Rückgang um 3,2 kg/ha pro Jahr = 32 kg/ha in 10 Jahren. - Bei durchschnittlichen Witterungsbedingungen: 68 kg/ha im 1. Jahr - Die Verminderung beträgt somit fast 50 %. NO 3 -N = - 0,17 Ns ,08 Ns 9 + 3,1 T ,2 J + 52,3r 2 = 0,97 *** Witterungsunabhängiger Trend

33 Witterungsabhängiger Trend g

34 Probenahmezeit und Niederschlag ab Oktober bis zur Probezeit

35 Zusammenhang der verschiedenen jährlichen Trends

36 Trend der Rohdaten

37 Nitrat im Grundwasser

38 Schlussfolgerungen Für das Untersuchungsgebiet: Es bestehen starke Witterungseinflüsse, besonders der herbstlichen Niederschläge. Eine kontinuierliche Vorverlegung des Probenahmetermins verstärkt diesen Einfluss. Unabhängig von Witterungseinflüssen sind die NO 3 -Gehalte des Bodens um ca. 50 % gesunken. Der Rückgang der NO 3 -Konzentration im Grundwasser bestätigt dieses Ergebniss. Die Wasserschutzbemühungen waren erfolgreich.

39 Schlussfolgerungen Für das Untersuchungsgebiet: Ohne statistische Analyse der Witterungseinflüsse liefert die NO 3 -N-Messreihe keine Information über den Erfolg der Massnahmen weil durch die Änderung des Probenahmezeitpunktes kein direkter Vergleich der Werte der ersten und der letzten Jahre möglich ist!

40 Zur Methode Multiple Regressionen ermöglichen eine Analyse der Nitratdynamik auf Einzugsgebietsebene, welche - genau - gut abgesichert - schnell durchführbar ist. Schlussfolgerungen


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