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Johann Heinrich von Thünen-Institut Hintergrund • Entwässerte Moore stellen mit 2-5% der gesamten deutschen Treibhausgas- emissionen die größte Einzelquelle außerhalb des Energiesektors dar (UBA, 2009). • Auf einem Flächenanteil von nur ca. 8% entspricht dies ca. 40% der Emissionen aus Landwirtschaft und Landnutzung. • Unsicherheiten ergeben sich aus den noch unzureichend belegten Emissions- faktoren für einige Landnutzungs- und Bodentypen (z.B. Anmoore) und den Regionalisierungsmethoden für Aktivi- tätsdaten und Emissionsfaktoren. Das Modul Hydrologie Hintergrund: Der Grundwasserstand und die Bodenfeuchte sind sehr empfindliche Steuergrößen für die THG-Emissionen aus organischen Böden (Abb. 1). Eigenschaften organischer Böden unterscheiden sich deutlich von Mineralböden. Großskalige hydrologische Modelle sind generell nicht auf räumlich differenzierte Modellierung von flurnahen Grundwasserständen ausgerichtet. Ziele: Hydrologische Charakterisierung und Modellierung der Testgebiete. Entwicklung einer Regionalisierungsmethode für Grundwasserstände in Mooren. Erzeugung von Eingangsdaten für Gasflussmodelle. Verbundprojekt „Organische Böden” Ermittlung und Bereitstellung von Methoden, Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren für die Klimaberichterstattung Modul Hydrologie Johann Heinrich von Thünen-Institut – Bundesforschungsinstitut für ländliche Räume, Wald und Fischerei – Institut für Agrarrelevante Klimaforschung Projektkoordinator: [email protected] Ansprechpartner vTI/AK (Hydrologie): [email protected] [email protected] Abb. 2: Projektstandorte und Verteilung der Moore sowie weiterer potenzieller Flächen mit organischen Böden (Bodenkarte: BÜK 1000, BGR) 2 Dümmer (LBEG Hannover) 3 Peenetal (ZALF) 4 Paulinenaue (ZALF) 5 Freisinger Moos (HSWT) 6 Mooseurach (HSWT) 8 Dummerstorf (Uni Rostock) 9 Großes Moor (vTI) 10 Spreewald (ZALF Müncheberg) 11 Rheintal (Uni Hohenheim) Daten Testgebiete Datenbank Wiedervernässungs- projekte „Experten- wissen“ Das Projekt „Organische Böden“ Ziele: Verbesserung der Datengrundlage (Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren) für die Emissionsberichterstattung im Bereich organischer Böden. • Entwicklung von Skalierungsmethoden, Szenarien und Managementoptionen für entsprechende THG-Emissionen. Methoden: Experimentelle Untersuchungen und Modellentwicklung durch 11 Projekt- partner und in 11 Testgebieten (Abb. 2). • Messung der CO 2 -, CH 4 - und N 2 O-Flüsse (Hauben, Eddy-Kovarianz) sowie hydro- meteorologischer und weiterer Steuer- größen an mehr als 70 Gasmessstandorten mit unterschiedlichen Boden-, Vegetations- und Managementparametern . Modellkonzept 1 Ahlenmoor (Uni Rostock) 7 Legmoor (LBEG) Gasfluss-Modelle Managementszenarien Emissionsminderungsstrategien Monitoringempfehlungen Bodeneigenschaften: Karte Organischer Böden (HU Berlin, Prof. J. Zeitz) Niederschlag: Rasterdaten Deutscher Wetterdienst (DWD) Evapotranspiration: Rasterdaten DWD + Korrekturfaktoren für Moore Topographie, Einzugsbiete: Digitales Geländemodell (DGM 25, evtl. DGM 5) Landnutzung & hydraulische Situation: ATKIS • Wiedervernässungsprojekte • Moorschutzprogramme • Moorinventare • Fachliteratur,… Konzeptionelles Model Kalibrierung & Validierung Unsicherheitsanalyse Informationsdichte Hochmoor Niedermoor Marschböden Böden der breiten Flusstäler, Terassenflächen und Niederungen BERLIN MÜNCHEN Naturnah Leichte Dränung oder Trockenheit Starke Dränung Wiederver- nässung (Anstau) Wiedervernässung (Überstau) 5-10 cm 10-40 cm 60-80 cm 5-10 cm < 0 cm Einfluss des Grundwasserstands auf die THG-Emissionen Abb. 1: Auswirkungen von Wasserstandsmanagement auf die THG-Emissionen von Moorböden (Drösler et al., 2008). Regelsystem Hydrologische Moortypen + Vegetation/Nutzung/Management Bundesweit verfügbare Daten Verschneidung Plausibilitätstests Kalibrierung Unsicherheitsquantifizierung Ableitung regionaltypischer Handlungsoptionen Das Projektteam „ORGANISCHE BÖDEN“ • Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (M. Drösler (Projektkoordinator), Professur für Vegetationsökologie) • vTI/AK (A. Freibauer, Institut für Agrarrelevante Klimaforschung) • ZALF Müncheberg (J. Augustin, Institut für Landschaftsstoffdynamik) • Universität Rostock (S. Glatzel, Professur für Landschaftsökologie und Standortkunde) • Universität Hohenheim (S. Fiedler, Institut für Bodenkunde und Standortlehre) • LBEG Niedersachsen (H. Höper, Referat L3.4 Boden- und Grundwassermonitoring) • TU Dresden (C. Bernhofer, Institut für Hydrologie und Meteorologie) • Karlsruher Institut fürTechnologie (H.P. Schmid, Inst. für Meteorologie und Klimaforschung) • TU München (T. Rötzer & H. Pretzsch, Lehrstuhl für Waldwachstumskunde) • ZALF Müncheberg (M. Sommer, Institut für Bodenlandschaftsforschung) • HU Berlin (J. Zeitz, Fachgebiet Bodenkunde und Standortlehre) Detaillierte hydrologische Charakterisierung

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Page 1: Verbundprojekt „Organische Böden” · Das Modul Hydrologie • Hintergrund: Der Grundwasserstand und die Bodenfeuchte sind sehr empfindliche Steuergrößen für die THG-Emissionen

Johann Heinrichvon Thünen-Institut

Hintergrund

• Entwässerte Moore stellen mit 2-5% der

gesamten deutschen Treibhausgas-

emissionen die größte Einzelquelle

außerhalb des Energiesektors dar

(UBA, 2009).

• Auf einem Flächenanteil von nur ca. 8%

entspricht dies ca. 40% der Emissionen

aus Landwirtschaft und Landnutzung.

• Unsicherheiten ergeben sich aus den

noch unzureichend belegten Emissions-

faktoren für einige Landnutzungs- und

Bodentypen (z.B. Anmoore) und den

Regionalisierungsmethoden für Aktivi-

tätsdaten und Emissionsfaktoren.

Das Modul Hydrologie

• Hintergrund: Der Grundwasserstand und die Bodenfeuchte sind sehr empfindlicheSteuergrößen für die THG-Emissionen aus organischen Böden (Abb. 1).

• Eigenschaften organischer Böden unterscheiden sich deutlich von Mineralböden.

• Großskalige hydrologische Modelle sind generell nicht auf räumlich differenzierteModellierung von flurnahen Grundwasserständen ausgerichtet.

• Ziele: Hydrologische Charakterisierung und Modellierung der Testgebiete.

• Entwicklung einer Regionalisierungsmethode für Grundwasserstände in Mooren.

• Erzeugung von Eingangsdaten für Gasflussmodelle.

Verbundprojekt „Organische Böden”Ermittlung und Bereitstellung von Methoden, Aktivitätsdaten und

Emissionsfaktoren für die Klimaberichterstattung

Modul Hydrologie

Johann Heinrich von Thünen-Institut – Bundesforschungsinstitut für ländliche Räume, Wald und Fischerei – Institut für Agrarrelevante Klimaforschung

Projektkoordinator: [email protected] Ansprechpartner vTI/AK (Hydrologie): [email protected] [email protected]

Abb. 2: Projektstandorte und Verteilung der Moore sowie weiterer potenzieller Flächen mit organischen Böden (Bodenkarte: BÜK 1000, BGR)

2 Dümmer (LBEG Hannover)

3 Peenetal (ZALF)

4 Paulinenaue (ZALF)

5 Freisinger Moos (HSWT)

6 Mooseurach (HSWT)

8 Dummerstorf (Uni Rostock)

9 Großes Moor (vTI)

10 Spreewald(ZALF Müncheberg)

11 Rheintal(Uni Hohenheim)

Daten Testgebiete

Datenbank Wiedervernässungs-

projekte

„Experten-wissen“

Das Projekt „Organische Böden“

• Ziele: Verbesserung der Datengrundlage(Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren) fürdie Emissionsberichterstattung im Bereichorganischer Böden.

• Entwicklung von Skalierungsmethoden,Szenarien und Managementoptionen fürentsprechende THG-Emissionen.

• Methoden: Experimentelle Untersuchungenund Modellentwicklung durch 11 Projekt-partner und in 11 Testgebieten (Abb. 2).

• Messung der CO2-, CH4- und N2O-Flüsse(Hauben, Eddy-Kovarianz) sowie hydro-meteorologischer und weiterer Steuer-größen an mehr als 70 Gasmessstandortenmit unterschiedlichen Boden-, Vegetations-und Managementparametern .

Modellkonzept

1 Ahlenmoor (Uni Rostock)

7 Legmoor (LBEG)

• Gasfluss-Modelle

• Managementszenarien

• Emissionsminderungsstrategien

• Monitoringempfehlungen

• Bodeneigenschaften: Karte Organischer Böden (HU Berlin, Prof. J. Zeitz)

• Niederschlag: Rasterdaten Deutscher Wetterdienst (DWD)

• Evapotranspiration: Rasterdaten DWD + Korrekturfaktoren für Moore

• Topographie, Einzugsbiete: Digitales Geländemodell (DGM 25, evtl. DGM 5)

• Landnutzung & hydraulische Situation: ATKIS• Wiedervernässungsprojekte

• Moorschutzprogramme

• Moorinventare

• Fachliteratur,…

Konzeptionelles Model

Kalibrierung & ValidierungUnsicherheitsanalyse Informationsdichte

HochmoorNiedermoorMarschböden

Böden der breiten Flusstäler, Terassenflächen und Niederungen

BERLIN

MÜNCHEN

Naturnah Leichte Dränung oder Trockenheit

Starke Dränung

Wiederver-nässung (Anstau)

Wiedervernässung (Überstau)

5-10 cm 10-40 cm 60-80 cm 5-10 cm < 0 cm

Einfluss des Grundwasserstands auf die THG-Emissionen

Abb. 1: Auswirkungen von Wasserstandsmanagement aufdie THG-Emissionen von Moorböden (Drösler et al., 2008).

RegelsystemHydrologische Moortypen

+ Vegetation/Nutzung/Management

Bundesweit verfügbare Daten

Verschneidung

PlausibilitätstestsKalibrierungUnsicherheitsquantifizierungAbleitung regionaltypischer Handlungsoptionen

Das Projektteam „ORGANISCHE BÖDEN“• Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (M. Drösler (Projektkoordinator), Professur für

Vegetationsökologie)

• vTI/AK (A. Freibauer, Institut für Agrarrelevante Klimaforschung)

• ZALF Müncheberg (J. Augustin, Institut für Landschaftsstoffdynamik)

• Universität Rostock (S. Glatzel, Professur für Landschaftsökologie und Standortkunde)

• Universität Hohenheim (S. Fiedler, Institut für Bodenkunde und Standortlehre)

• LBEG Niedersachsen (H. Höper, Referat L3.4 Boden- und Grundwassermonitoring)

• TU Dresden (C. Bernhofer, Institut für Hydrologie und Meteorologie)

• Karlsruher Institut für Technologie (H.P. Schmid, Inst. für Meteorologie und Klimaforschung)

• TU München (T. Rötzer & H. Pretzsch, Lehrstuhl für Waldwachstumskunde)

• ZALF Müncheberg (M. Sommer, Institut für Bodenlandschaftsforschung)

• HU Berlin (J. Zeitz, Fachgebiet Bodenkunde und Standortlehre)

Detaillierte hydrologische Charakterisierung