Forschungsverbund Elbe-Ökologie Untersuchungen zur Durchführbarkeit und den Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf dem Grünland der Elbauen - Einbindung des Projektes in den Forschungsverbund Elbe-Ökologie - Köllitsch 03. April 2002 Sebastian Kofalk Jost Kühlborn Bundesanstalt für Gewässerkunde Projektgruppe Elbe-Ökologie

Ausgangssituation Ökologie Wasserbauliche Maßnahmen Hydrologie, Morphodynamik Fluss, Auen und Einzugsgebiet Nutzungs- und Entwicklungskonzepte für unterschiedliche Naturräume Ökologische Funktionsfähigkeit verbessern Wirtschaftlich tragfähige Entwicklung Lösung von Nutzungskonflikten Prognoseverfahren und Modelle Verschiedene Landnutzungsformen

Übergeordnete Themen Koordination durch die Projektgruppe Aufbau und Betrieb von ELISE Ökonomische Fragestellung Elbe-Literaturdatenbank

Landnutzung im Einzugsgebiet Landschaftswasser- und -stoffhaushalt im Gesamtgebiet und in repräsentativen Teilgebieten (Tiefland, Lößregion, Mittelgebirge) Verminderung diffuser Stoffausträge durch sozioökonomisch akzeptable, dauerhaft-umweltgerechte Landnutzungskonzepte

Ökologie der Fließgewässer Ökomorphologie (Feststofftransport, Strömungsdynamik, Habitatstrukturen) Arten und Lebensgemeinschaften, Bioindikation (Fische, Zoobenthos) Stoffumsatz an Gewässerstrukturen (Stromsohle, Interstitial, Buhnenfelder)

Ökologie der Auen Ökologischer Hochwasserschutz (Deichrückverlegung, Retentionsflächengewinnung) Nutzungs- und Renaturierungskonzepte (Auenwaldentwicklung, umweltverträgliche Landwirtschaft) Bioindikation (Bewertung, Prognose, Erfolgskontrolle)

Gesamtübersicht Projekte „Elbe-Ökologie“

Quelle: Wendland & Kunkel 2000 Ergebnisse Landnutzung im Einzugsgebiet Quelle: Wendland & Kunkel 2000

Results Ecology of flowing waters morphological development of flowing waters and riparian land strips consequences through hydroengineering works on habitats interactions between hydrological and morphological processes Source: Büchele & Nestmann 2000

Forschungskonzeption: Prioritäre Aufgaben Forschungsdefizite Ökologie der Auen Bewertung Lebensraumfunktion Indikatoren für Strom-Auen-Beziehung Renaturierung Landbewirtschaftung  Leitbilder für die Entwicklung?  Nutzung und Naturschutz?  Managementkonzepte

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA) Ökologie der Auen

Ökologie der Auen Systeme der Grünlandnutzung (LfL) Bioindikationssysteme für Auen (UFZ) Lebensgemeinschaften in dynamischen Lebensräumen (TU BS) Retentionsflächenrück- gewinnung (LAU LSA) Auenregeneration durch Deichrückverlegung (LAGS) Systeme der Grünlandnutzung (LfL) Schutz und Nutzung im Biosphärenreservat (Uni Halle) Revitalisierung der Unstrutaue (TLU) Konzepte für Elbe-Auenwälder (TU DD) Leitbilder Naturschutz und Landwirtschaft (NNA)

Ergebnisse Ökologie der Auen

Ergebnisse Ökologie der Auen Quelle: NNA 2001

Ergebnisse Ökologie der Auen Veränderungen in Auen Prognosemodell Bioindikationsmodell Quelle: BfG 2001

Informationsaustausch über ELISE http://elise.bafg.de/?169

„Kompendium Elbe-Ökologie“ „Decision Support System (DSS)“ Ergebniszusammenführung „Kompendium Elbe-Ökologie“ „Decision Support System (DSS)“

Veröffentlichung in schriftlicher Form Biologische Fragestellungen und Bioindikation Umweltverträg-liche Nutzung und Entwicklung von Auen Strukturgebundene Nährstoffdynamik im Fließgewässer Struktur und Dynamik des Flusslaufs und deren Beeinflussung durch wasserbauliche Maßnahmen Landschaftswasser- und -stoffhaushalt und deren Beeinflussung durch Landnutzung und -bewirtschaftung FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

Veröffentlichung in schriftlicher Form Titel Inhalt Publikation Nutzungs- und Entwicklungskonzepte für Auen Konzepte für eine umweltverträgliche Nutzung und Entwicklung von Auen Möglichkeit und Grenzen der Auenregeneration und der Auenwaldentwicklung Praxisorientierte Empfehlungen und Handlungsmöglichkeiten für eine ökologisch orientierte Entwicklung am Beispiel der Elbe Empfehlungen für Förderprogramme/Modulation Anfang 2003

„Kompendium Elbe-Ökologie“ „Decision Support System (DSS)“ Ergebniszusammenführung „Kompendium Elbe-Ökologie“ „Decision Support System (DSS)“

Decision Support System DSS Benutzeroberfläche Werkzeug- basis Daten -basis Modell -basis Quelle: RIKS 2001

Was ist ein DSS? (1) Computergestütztes Informations-System (2) Zugang / Lösung interdisziplinärer Probleme (3) Zugang / Nutzung Daten & Modelle (4) Unterstützt Entscheidungsfindung (5) Anwendung innerhalb “Entscheidungsraum” (6) Entscheider und Wissenschaftler beteiligt in Anlehnung an Scott [1971], El-Najdawi & Stylianou [1993] „Bessere Entscheidungsgrundlagen führen auch zu besseren Entscheidungen.....“

The DSS is to facilitate the decision making process. Was kann ein DSS? Es kann .... ... in verschiedenen Skalen arbeiten ... Modelle kommunizieren lassen (Naturwissenschaften - Ingenieurwissenschaften - Ökonomie) ... Ergebnisse in kurzer Zeit generieren ... Alternativen analysieren ... Entscheidungsprozesse erleichtern Although problems will often be posed in one particular sub-domain, the DSS should enable their analysis in their truly multi-spectoral and multi-sectoral dimensions. Verknüpfung und Kommunikation zwischen unterschiedlichen Modellen, die sonst nicht zusammenarbeiten The DSS is to facilitate the decision making process. As policy exercises are in general strategy oriented, focused on the exploration of the long term, integral development of the system, it is a requirement for the DSS to generate results within a very reasonable time span so that many different alternatives can be generated and evaluated ”Clever models, fast algorithms, and efficient code are required to achieve this” (Engelen, 2002).

Das gilt es zu vermeiden! Nutzer des DSS Programmierer des DSS

Decision Support System (DSS) Entwurf Pilot-DSS: Systemdiagramm

Beispiel Flussabschnitts-Modul

Forschungsverbund Elbe-Ökologie Foto: Schuhmann und nun ... ... sind die untersuchten Landnutzungsänderungen durchführbar ? ... welche Auswirkungen sind zu beachten?

Kompendium Elbe-Ökologie: Ausblick „Biologische Fragestellungen und Bioindikation in Auenlandschaften am Beispiel der Elbe“ Biozönosen Interaktionen in Flussauen Bearbeitete Taxa Schlüsselfaktoren/Steuerungsgrößen Life-History-Strategien Methodische Ansätze Landschaftseinheiten der Auen in der Stromlandschaft Elbe Synthese: Steuergrößen / Modelle Bioindikation Prognostik/Monitoring/Modelle Handlungsempfehlungen

Alle Informationen in ELISE erhältlich http://elise.bafg.de/?3473

EU- Wasserrahmenrichtlinie Anforderungen seitdem gewachsen EU WRRL Grafik EU Matthies

Entwurf Pilot-DSS: Systemdiagramm River Basin Catchment Module LAND USE HYDROLOGY forestry agriculture urban wastewaters Point Diffuse UFZ/RIVA IGB PIK FZ Jülich BTU Cottbus Uni Halle BAW Uni Karlsruhe TU Braunschweig Darmstadt TU Dresden Uni Hamburg LAU/RWTH AC LAU/IÖW BfG Uni OS Uni Osnabrück ELBE 2000 ARGE Elbe socio- economic state Ecological Chemical dike shifting River Module 1D HYDROMORPHOLOGY MODULE 1D RIVER WATER QUALITY + TOXICANTS groyne modification shipping flood risk sand suppletion flood frequency, discharge River Section Module ECOLOGICAL MODULE (floodplain/river/bank) 1D/2D HYDROMORPHOLOGY MODULE

Ökologie der Auen Ökologisch orientierter Hochwasserschutz Auenwälder: naturnahe und naturschutzgerechte Bewirtschaftungskonzepte Auenwaldneubegründung/landwirtschaftliche Nutzung in potenziellen Überflutungsbereichen Umweltschonende Landnutzungskriterien Umweltqualitätsziele und regionale Leitbilder Entwicklungsziele: Ökonomische Auswirkungen Grünlandnutzungssysteme /Tierhaltung Bioindikationssystem zur Analyse, Bewertung und Prognose ökologischer Veränderungen in Auen