AGRUM Deutschland

Hintergrund und Zielsetzung

Der umfangreiche Einsatz von Mineraldünger, eine intensive Viehhaltung und damit einhergehend der Anfall von Wirtschaftsdünger können zu hohen landwirtschaftlichen Stickstoffüberschüssen führen. Durch Auswaschung aus den Böden und direkte Einträge aus der Atmosphäre gelangen die Nährstoffe in Grund- und Oberflächengewässer und die Meere.

Der Zustand deutscher Gewässer hat sich nach Einschätzungen von Experten in den vergangenen Jahrzehnten zwar deutlich verbessert. Trotzdem sind weitere Anstrengungen erforderlich, um die Ziele der EU-Nitratrichtlinie, der EU-Wasserrahmenrichtlinie und der EU-Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie flächendeckend zu erreichen.

Aktuell fehlt es in Deutschland an einem integrierten und harmonisierten Monitoring, das die Nährstoffbelastungen der Gewässer flächendeckend, räumlich differenziert erfasst. Quantitative Angaben zur Herkunft und räumlichen Verteilung der Stickstoff- und Phosphoreinträge sind nötig,  um eine effektive und effiziente Maßnahmenplanung zu entwickeln.

Übergeordnetes Ziel des Projekts ist es, unter Beteiligung von Land- und Wasserwirtschaft ein bundesweit konsistentes Nährstoffmodell zu erstellen. Dies ermöglicht a) eine Analyse aller relevanten Nährstoffeinträge der deutschen Landwirtschaft in Grund- und Oberflächengewässer sowie der luftgetragenen Stickstoffemissionen und -stoffströme und b) deren räumlich differenzierte Abbildung. Auf dieser Grundlage entwickeln und bewerten wir integrierte Lösungsansätze in Form von Maßnahmenszenarien, mit deren Hilfe nationale und europäische  Zielvorgaben in der Umweltpolitik erreicht werden können.  

Zielgruppe

Politische Entscheidungsträger (Bund, Länder, Bezirksregierungen); Landwirtschaftskammern, landwirtschaftliche Betriebsleiter, Umweltverbände, Bauernverband, interessierte Fachöffentlichkeit

Vorgehensweise

Das Vorhaben gliedert sich in folgende Arbeitspakete:

• Zusammenführen, aktualisieren und harmonisieren einer einheitlichen landwirtschaftlichen und hydrologischen Datengrundlage.
• Kopplung des Regionalisierten Agrar- und UmweltInformationsSystems für Deutschland (RAUMIS) mit dem großräumigen Wasserhaushaltsmodell GROWA und den hydrogeologischen Modellen WEKU und DENUZ sowie den Modellen MONERIS (MOdelling Nutrient Emissions in RIver Systems) und ME-Phos (pfad- und flächendifferenziertes Phosphormodell)
• Durchführen modellgestützter Analysen des Ist-Zustands von Nährstoffeinträgen und Ermittlung des Minderungsbedarfs
• Modellierung einer Baseline für das Jahr 2027
• Aktualisierung der Maßnahmenkataloge
• Wirkungsanalyse und Kostenabschätzung unterschiedlicher Szenarien aus den Bereichen Landwirtschaft, Wasserwirtschaft und Immissionsschutz
• Vorbereitung zum Vergleich der beiden bundesweit einsetzbaren Modellsysteme AGRUM und MoRE (Modelling of Regionalized Emissions) auf Basis der unterschiedlichen Ansätze und Zwischenergebnisse

Daten und Methoden

Als Datengrundlage werden – soweit möglich –Daten aus folgenden Quellen akquiriert und zusammengeführt:
InVeKos (Integriertes Verwaltungs- und Kontrollsystem), Agrarstrukturerhebung, Fernerkundungsdaten, HIT-Datenbank, Testbetriebsstatistik, Tierseuchenkasse, Viehzählung, Düngemittelhandel, Daten aus dem Verwaltungsvollzug der Düngeverordnung und der Wirtschaftsdünger-Verbringungsverordnung.

Für die Analysen im Projekt „AGRUM-DE“ entwickeln wir einen interdisziplinären Modellverbund, bestehend aus dem regionalisierten agrarökonomischen Modell RAUMIS, den hydrologischen/hydrogeologischen Modellen GROWA/WEKU/DENUZ sowie dem Nährstoffemissionsmodell MONERIS und dem Phosphormodell ME-Phos weiter und wenden ihn an.

Unsere Forschungsfragen

• Wie hoch sind aktuell die regionalen Stickstoff- und Phosphoreinträge aus diffusen und punktförmigen Quellen oder Eintragspfaden in die Oberflächengewässer und in das Grundwasser in Deutschland, in Flussgebietseinheiten und deren Teilgebieten?
• Wie hoch ist aktuell der Minderungsbedarf in Deutschland, in den Flussgebietseinheiten und deren Teilgebieten bei den Stickstoff- und Phosphoreinträgen?
• Wie wirkt sich die novellierte Düngeverordnung auf die Stickstoff- und Phosphorüberschüsse und damit mittelbar die Nährstoffeinträge in das Grundwasser und die Meere aus?
• Welche Prognosen zur Zielerreichung für Grund- und Oberflächenwasserkörper lassen sich treffen?
• Welche effizienten Maßnahmenkombinationen / Handlungsoptionen lassen sich regional differenziert ableiten?
• Welche Empfehlungen zur Weiterentwicklung von politischen Maßnahmen zur Reduzierung von Nährstoffeinträgen lassen sich ableiten?