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GIS-GESTÜTZTE KONZEPTION ZUR UMWELTVERTRÄGLICHEN BIOMASSENUTZUNG IN DER UCKERMARK Diplomarbeit Britta Korte Betreuung Prof. Dr. Johann Köppel Prof. Dr. Birgit Kleinschmit TU Berlin Studiengang Landschaftsplanung Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung Datum 09.09.2005

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GIS-GESTÜTZTE KONZEPTION ZUR

UMWELTVERTRÄGLICHEN BIOMASSENUTZUNG

IN DER UCKERMARK

Diplomarbeit

Britta Korte

Betreuung

Prof. Dr. Johann Köppel

Prof. Dr. Birgit Kleinschmit

TU Berlin

Studiengang Landschaftsplanung

Institut für Landschaftsarchitektur und Umweltplanung

Datum

09.09.2005

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Bilder: Quelle siehe Literaturverzeichnis

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark I

DANKSAGUNG

An dieser Stelle möchte ich mich bei all jenen bedanken, die durch ihre fachliche und persönliche Unterstützung zum Gelingen dieser Diplomarbeit beigetragen haben.

Bei Prof. Dr. Johann Köppel möchte ich mich ganz herzlich für seine Betreuung und seine hilfreichen Anregungen zum Thema bedanken. Ebenso danke ich Prof. Dr. Birgit Kleinschmit für ihre Betreuung ganz herzlich, insbesondere für die Bereitstellung eines Arbeitsplatzes, was zum Fortschritt der Arbeit wesentlich beigetragen hat. Auch für die Unterstützung und Ermöglichung zur Teilnahme an der agit_2005 (Symposium für an-gewandte Geoinformatik) möchte ich mich ganz herzlich bei ihr bedanken.

Ganz besonderer Dank gilt Michael Förster für seine konstruktiven Vorschläge, seinem stets „offenen Ohr“ für die großen und kleinen Sorgen, seinen Korrekturen und insbe-sondere seiner Unterstützung vor und während der agit_2005. Durch seine Anregung und Unterstützung konnte ich einen Teil dieser Arbeit bereits auf dieser internationalen Konferenz präsentieren.

Großen Dank möchte ich auch Dr. Detlef Deumlich vom ZALF (Zentrum für Agrarland-wirtschaftsforschung) für seine herzliche Betreuung vor Ort, das persönliche Interesse und die Unterstützung durch die Bereitstellung von Daten aussprechen.

Den Mitarbeitern der Fachgebiete Kleinschmit und Kenneweg möchte ich ebenfalls für ihre freundliche Unterstützung danken. Besonderer Dank gilt hier Lutz Ross und Tobia Lakes. Anke Bahls möchte ich für ihre Gesellschaft während dieser Zeit danken.

Maria Pfeiffer und Ralf Schemm danke ich sehr für die aufmerksame redaktionelle Überprüfung des Textes.

Nicht zuletzt möchte ich meinem Freund Ralf für seine Geduld und Unterstützung in jeglicher Richtung danken. Auch meiner Familie ein großes DANKE SCHÖN, die mich nicht nur in der Zeit der Diplomarbeit in jeder Hinsicht voll unterstützte.

Britta Korte, Berlin im September 2005

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II Britta Korte

INHALTSVERZEICHNIS

DANKSAGUNG............................................................................................................... I

INHALTSVERZEICHNIS................................................................................................ II

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ......................................................................................V

ZUSAMMENFASSUNG ................................................................................................VI

1 EINLEITUNG ............................................................................................................. 1

1.1 Hintergrund und Ziel ......................................................................................... 2

1.2 Aufbau und Struktur der Arbeit ......................................................................... 3

2 GRUNDLAGEN ZUR BEWERTUNG UMWELTVERTÄGLICHER BIOMASSENUTZUNG .............................................................................................. 7

2.1 Definitionen von Begrifflichkeiten...................................................................... 7

2.2 Landschaftsplanerischer Bezug........................................................................ 9

2.3 Landschaftsfunktionen.................................................................................... 10 2.3.1 Natürliche Ertragsfunktion.............................................................................10 2.3.2 Grundwasserdargebotsfunktion ....................................................................11 2.3.3 Retentionsfunktion ........................................................................................11 2.3.4 Biotopfunktion ...............................................................................................12 2.3.5 Biotopentwicklungspotential..........................................................................13

2.4 Standortansprüche von Energiepflanzen........................................................ 13

2.5 Anbaumerkmale von Energiepflanzen............................................................ 16

3 METHODISCHER ANSATZ ZUR BEWERTUNG UMWELTVERTRÄGLICHER BIOMASSENUTZUNG ............................................................................................ 20

3.1 Naturschutzfachliche Landschaftsanalyse...................................................... 20 3.1.1 Bewertung der Natürlichen Ertragsfunktion...................................................20 3.1.2 Bewertung der Grundwasserdargebotsfunktion ............................................23 3.1.3 Bewertung der Retentionsfunktion ................................................................24 3.1.4 Bewertung der Biotopfunktion .......................................................................26 3.1.5 Bewertung des Biotopentwicklungspotentials ...............................................28

3.2 Analyse zur Ermittlung der Anbaueignung von Energiepflanzen.................... 29 3.2.1 Bewertung der Standortparameter ................................................................30 3.2.2 Bewertung der Standortparameter hinsichtlich ihrer Eignung für

Energiepflanzen ............................................................................................33

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark III

3.2.3 Aggregation der Einzelbewertung zu einer Gesamteignung .........................35

3.3 Ökologische Risikoanalyse............................................................................. 37

4 UNTERSUCHUNGSGEBIET................................................................................... 39

4.1 Geographische Lage und Situation der Modellregion..................................... 39

4.2 Datengrundlage .............................................................................................. 42

5 ERGEBNISSE UND INTERPRETATION DER BEWERTUNGEN.......................... 44

5.1 Teilergebnisse aus der naturschutzfachlichen Landschaftsanalyse............... 44 5.1.1 Natürliche Ertragsfunktion.............................................................................44 5.1.2 Grundwasserdargebotsfunktion ....................................................................46 5.1.3 Retentionsfunktion ........................................................................................47 5.1.4 Biotopfunktion ...............................................................................................50 5.1.5 Biotopentwicklungspotential..........................................................................51

5.2 Teilergebnisse aus der Analyse zur Anbaueignung ausgewählter Energiepflanzen.............................................................................................. 52

5.2.1 Ausgewählte Energiepflanzen.......................................................................52 5.2.2 Bewertung der Standortparameter ................................................................54 5.2.3 Bewertung der Standortparameter hinsichtlich ihrer Eignung für

Energiepflanzen ............................................................................................55 5.2.4 Ergebnisse der Standortbewertung...............................................................55

5.3 Ökologische Risikoanalyse............................................................................. 59 5.3.1 Anbaumerkmale der Energiepflanzen...........................................................59 5.3.2 Szenarien und Bewertung der Beeinträchtigung...........................................60

5.3.2.1 Szenario 1 - Mais vs. Biotopentwicklungspotential (BEP) ......................... 61 5.3.2.2 Szenario 2 - Pappel vs. Grundwasserdargebotsfunktion .......................... 61 5.3.2.3 Szenario 3 – Zuckerrübe vs. natürliches Ertragspotential ......................... 62 5.3.2.4 Szenario 4 – Miscanthus vs. Biotopfunktion .............................................. 63 5.3.2.5 Szenario 5 – Stärkekartoffel vs. Retentionsfunktion.................................. 64

5.3.3 Ergebnisse der ökologischen Risikoanalyse .................................................64 5.3.3.1 Szenario 1 - Mais vs. Biotopentwicklungspotential (BEP) ......................... 64 5.3.3.2 Szenario 2 - Pappel vs. Grundwasserdargebotsfunktion .......................... 65 5.3.3.3 Szenario 3 – Zuckerrübe vs. natürliches Ertragspotential ......................... 67 5.3.3.4 Szenario 4 – Miscanthus vs. Biotopfunktion .............................................. 68 5.3.3.5 Szenario 5 – Stärkekartoffel vs. Retentionsfunktion.................................. 69

6 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN............................................................................ 71

7 DISKUSSION........................................................................................................... 77

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IV Britta Korte

8 SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK........................................................ 84

LITERATURVERZEICHNIS ......................................................................................... 86

ABBILDUNGSVERZEICHNIS...................................................................................... 91

TABELLENVERZEICHNIS .......................................................................................... 92

FORMELVERZEICHNIS .............................................................................................. 94

KARTENVERZEICHNIS............................................................................................... 94

ANHANG.................................................................................................................... - 1 -

Tabellen ................................................................................................................- 1 -

Karten ..............................................................................................................- 15 -

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark V

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abkürzung Erläuterung

ABAG Allgemeine Bodenabtragsgleichung

Aufl. Auflage

BB Brandenburg

BEP Biotopentwicklungspotential

BNatSchG Bundesnaturschutzgesetz

bspw. beispielsweise

BTNT Biotoptypen- und Nutzungstypen-Kartierung

DGM Digitales Geländemodell

EEG Erneuerbare Energien Gesetz

et al. et alteri (und andere)

ff. die folgenden

GIS Geographisches Informationssystem

HFT Hydromorphieflächentyp

Hrsg. Herausgeber

i. d. R. in der Regel

KA 4 Bodenkundliche Kartieranleitung 1994

LaWi Landwirtschaft

Ld Lagerungsdichte

MMK Mittelmaßstäbige landwirtschaftliche Standortkartierung

NaWaRo nachwachsende Rohstoffe

nFK nutzbare Feldkapazität

NFT Neigungsflächentyp

o. J. ohne Jahr

Prz-NW Prenzlau Nord-West (Modellregion)

PSM Pflanzenschutzmittel

RBS Reichsbodenschätzung

RL Rote Liste

StRT Standortregionaltyp(en)

STT Standorttyp(en)

UG Untersuchungsgebiet

USLE Universal Soil Loss Equation

VERMOST Versuchsmethode Standort (Methode zur Ermittlung von Bodenerosion)

vgl. vergleiche

Vol. Volume

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VI Britta Korte

ZUSAMMENFASSUNG

Vor dem Hintergrund einer umweltverträglichen Bereitstellung von Biomasse (Energie-pflanzen) macht es sich die vorliegende Arbeit zur Aufgabe, eine Methode zu imple-mentieren, die es ermöglicht, Synergien und Konflikte mit den Zielen des Naturschut-zes flächenscharf abzubilden. Diese sollen das Aufzeigen von entsprechenden Hand-lungsempfehlungen ermöglichen. Als Untersuchungsraum dient die Modellregion Prenzlau Nord-West im Landkreis Uckermark (Brandenburg).

In einem theoretischen Beitrag werden zunächst die Grundlagen und die Methodik vorgestellt. Zur Darstellung der Naturschutzziele bzw. der Anbaueignung von Energie-pflanzen werden einerseits die Ansprüche des Naturschutzes über die Landschafts-funktionen abgebildet. Auf der anderen Seite werden die Anbaueignungen für ausge-wählte Energiepflanzen anhand einer Bewertung von Bodenparametern, die das Wachstum der Pflanze limitieren, ermittelt.

In einem praktischen Beitrag werden die theoretischen Ausführungen auf das Untersu-chungsgebiet übertragen. Mit Hilfe der ökologischen Risikoanalyse erfolgt eine Überla-gerung der Flächen, so dass potentielle Konflikte mit dem Naturschutz flächenscharf prognostiziert werden können. Die Landschaftsfunktionen liefern dabei eine Einschät-zung der Naturschutzsituation in der Modellregion. Auf dieser Grundlage können Aus-sagen über die Sensitivität der Standorte getroffen werden. Die Aussagen bilden die Basis für die Abschätzung des Risikos. Eine Standortbewertung auf Grundlage der Bodenverhältnisse zeigt Flächen auf, die für einen Anbau von Energiepflanzen geeig-net sind und somit potentiell eine Konfliktsituation aufweisen können. Durch umweltre-levante Anbaumerkmale einer Pflanze ist das Risiko für einen Standort einstufbar. Als funktionales Hilfsmittel, zur Überlagerung der Flächen und der somit flächenscharfen Betrachtung, wird eine rasterbasierte Modellierung im GIS eingesetzt.

Das Ziel, Konflikte und Synergien flächenscharf abzubilden, wurde mit diesem Ansatz weitestgehend erreicht. Durch den Einsatz von Szenarien sind vor allem die Konflikte dargestellt worden. Synergien bilden sich dementsprechend reziprok zu den Konflikten ab. Für den Untersuchungsraum sind auch erste generelle Handlungsempfehlungen für eine Konfliktbereinigung auf den Flächen ableitbar. Diese können zwar für ein de-tailliertes Naturschutzkonzept nicht dienen, bilden aber eine erste grobe Einstufung der Flächen für eine umweltverträgliche Biomassegewinnung in der Modellregion. Syner-gien können hier zwischen dem Naturschutz und der landwirtschaftlichen Nutzung bei konventionellen Ackerpflanzen (Mais, Zuckerrübe, Kartoffel etc.) nicht explizit festge-stellt werden. Bei extensiven Anbauweisen, wie bspw. Kurzumtriebsplantagen (Pap-peln, Weiden), Energiegräser-Anbau (Miscanthus) und extensiven Grünlandsystemen können im Artenschutz, im Erosions- und Gewässerschutz, im Erhalt oder Aufbau des Oberbodens oder im Hochwasserschutz Synergien vorkommen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark VII

Neu an diesem Ansatz ist die flächenscharfe Betrachtung von Flächen, die eine lage-genaue Darstellung der Konflikte ermöglicht. Dieser Ansatz kann somit das Ausmaß von Konflikten durch den Anbau von Energiepflanzen darstellen und infolgedessen die Grundlage für noch zu entwickelnde Lösungsstrategien für einen umweltverträglichen Anbau von Biomasse bieten.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 1

1 EINLEITUNG

Die mit dem Einläuten der industriellen Revolution entstandene moderne Zivilisation beruht auf der Verwendung fossiler und damit endlicher Ressourcen zur energetisch-stofflichen Nutzung in Form von Wärme, Elektrizität, Mobilität und anderen Erzeugnis-sen. Schon frühzeitig wurde in diesem Zusammenhang die begrenzte Verfügbarkeit und Reichweite der Ressourcen von verschiedenen Gruppen der Politik und Gesell-schaft diskutiert. Hierbei sind insbesondere die 1972 viel beachtete Studie „The Limits to Growth“ (MEADOWS 1972) zu nennen, welche diesen Sachstand erstmals in das öffentliche und damit politische Bewusstsein trug. Des Weiteren wurde aufgrund der ungleichen geographischen Verteilung von fossilen Brennstoffen das Beenden der Abhängigkeit der westlichen Industriegesellschaft als strategische Herausforderung von der Politik formuliert. Hierbei ist insbesondere die Konzentration von Ölvorkommen in geopolitisch instabilen Regionen zu nennen.

Eine andere gesellschaftliche Strömung (Greenpeace, WWF, usw.) hat verstärkt auf die auftretenden externen Effekte bei der Nutzung fossiler Brennstoffe, in Form von Naturraumveränderung, -zerstörung und der Beeinträchtigung menschlicher Lebens-qualität aufmerksam gemacht.

Im Gegensatz zu diesen meist lokalen Auswirkungen wurde Anfang der neunziger Jah-re vermehrt der anthropogen verursachte Treibhauseffekt (Veränderung der globalen Durchschnittstemperatur) als globale Herausforderung der Menschheit bei der Nutzung fossiler Brennstoffe erkannt. Wissenschaftliche Untersuchungen in der Klimaforschung legen die Vermutung über einen Zusammenhang zwischen Klimaänderung und ver-mehrtem Ausstoß von Gasen (insbesondere CO2) bei der Verwertung fossiler Res-sourcen nahe (IPCC 2001). Um dieser Gefahr zu begegnen, wurde auf der „Conferen-ce on Environment and Development“ in Rio de Janeiro und deren Nachfolgekonferenz in Kyoto unabhängig von der Reichweite fossiler Ressourcen, deren verringerter Verbrauch durch die Industriestaaten gefordert. Die in diesem Zusammenhang aufer-legten Selbstverpflichtungen sollen die Wachstumsrate anthropogen erzeugter Klima-gase in der Atmosphäre stabilisieren bzw. langfristig verringern. Zur Erreichung dieser global vereinbarten Zielstellung verpflichtete sich die Bundesregierung auf dem Gipfel von Bonn vertraglich, ihren Ausstoß bis zum Jahr 2012 (bezogen auf das Jahr 1990) um 21 % zu reduzieren (BMU 2005a).

Neben einer effizienteren Nutzung (Wärmedämmverordnung, Kraftwerksertüchtigung, sonstige Einsparmaßnahmen) von fossilen Brennstoffen und der Einführung von Emis-sionszertifikaten zum lenkungsorientierten Einsatz von CO2, stellt der vermehrte Ein-satz regenerativer Quellen zur energetischen und stofflichen Verwertung eine Möglich-keit dar, fossile Ressourcen und den damit verbundenen Ausstoß von Klimagasen zu verringern. Um diesen und den anderen in diesem Abschnitt diskutierten Problemstel-

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2 Britta Korte

lungen zu begegnen, hat sich die Bundesregierung zu Beginn des 21. Jahrhunderts das Ziel gesetzt, im Jahre 2010 den Anteil von Strom aus regenerierbaren Quellen gegenüber 2000 zu verdoppeln (Anteil Strom auf 12,5% und Anteil an Primärenergie auf 4,3%) (vgl. ÖKO-INSTITUT 2004). Die dafür verabschiedeten verschiedenen Förde-rungs- und Anreizmodelle (EEG, Biomasseverordnung,…) haben neben dem deutli-chen Ausbau der Windenergie und der Photovoltaik zu einem vermehrten Anbau von nachwachsenden Rohstoffen geführt. Besonders letztgenannte sollen zur Erreichung der politischen Zielvorgaben beitragen.

Mittlerweile werden auf mehr als 1,4 Mio. ha bzw. 12% der bundesweiten Ackerflächen Pflanzen zur energetischen und stofflichen Verwertung angebaut. Damit hat sich der Anbau an nachwachsenden Rohstoffen seit Anfang der 90er Jahre mehr als verfünf-facht. Nach Einschätzung der Fachagentur Nachwachsender Rohstoffe stehen in Deutschland insgesamt ca. 4 Mio. ha Ackerflächen potentiell für den Anbau von nach-wachsenden Rohstoffen zur Verfügung (Powernews 2005). Eine dabei angemessene und eingebettete Berücksichtung von Zielvorgaben des Naturschutzes und die Aus-wahl, der für die einzelnen Standorte geeigneten Pflanzen, stellt die Politik, die Agrar-wirtschaft und die in diesem Zusammenhang stehende Landschaftsplanung vor eine große Herausforderung.

1.1 Hintergrund und Ziel

Das Thema der vorliegenden Arbeit leitet sich inhaltlich vom Forschungsantrag „Bio-massenutzung und Naturschutz“ ab, der von den Fachgebieten „Landschaftsplanung, insbesondere Landschaftspflegerische Begleitplanung und Umweltverträglichkeitsprü-fung“ und „Geoinformationsverarbeitung in der Landschaftsplanung“ des Instituts Landschaftsarchitektur und Umweltplanung (ILaUP) der TU Berlin erarbeitet wurde. Anlass zu diesem Antrag gaben die Ergebnisse des BMU-Forschungsvorhabens „Stoff-stromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse“. In diesem wur-de ein Bedarf an vertiefenden Informationen zum ökologisch optimierten Ausbau von Biomasse festgestellt, um Konflikte und Synergien von Naturschutz und Biomas-senutzung zu beurteilen.

Neben einer bereits im Juni 2004 abgeschlossenen Diplomarbeit von Christian Schult-ze zum Thema „Anbaubiomasse und Naturschutz - Steuerungsmöglichkeiten der Landschaftsplanung“ soll auch diese Arbeit dazu beitragen, die Grundidee des For-schungsansatzes auszutesten. Für eine Diskussion über die Beurteilung der Konflikte und Synergien von Biomassenutzung und Naturschutz ist der Einsatz der ökologischen Risikoanalyse von großem Wert. Moderne geographische Informationssysteme (GIS) können helfen, unterschiedliche Datengrundlagen miteinander zu verknüpfen und dar-aus ableitbare Aussagen flächenscharf abzubilden. Der Fokus dieser Arbeit liegt in diesem Zusammenhang auf der Entwicklung einer Methode, welche die Synergien und Konflikte flächenscharf betrachtet, woraus in einem weiteren Schritt Handlungsanlei-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 3

tungen für einen umweltverträglichen Anbau von Biomasse für die Region abgeleitet werden sollen. Eine flächenscharfe Darstellung der Bewertungen von Synergien und Konflikten in diesem Kontext ist Voraussetzung für Entscheidungen zur Landnutzung mit funktionalem Anspruch. Möglich wird dies erst durch den Einsatz eines GIS.

Ein Konzept zur umweltverträglichen Biomassebereitstellung muss unter Berücksichti-gung der standörtlichen Faktoren erfolgen. Für eine aussagekräftige Konzeption zu den ökologischen Auswirkungen von Flächennutzungen bietet daher nur eine kommunale bis regionale Ebene die optimalen Voraussetzungen. Auf Grund dessen dient im Untersuchungsgebiet die landwirtschaftliche Nutzfläche (Acker- und Grünland) als Betrachtungsraum, da sie die potentielle Nutzfläche für den Anbau von nachwachsenden Rohstoffen darstellt.

1.2 Aufbau und Struktur der Arbeit

Der Aufbau der Arbeit ist in Abbildung 1.1 dargestellt und soll hier erläutert werden, bevor eine tiefer gehende Darstellung in den betreffenden Kapiteln erfolgt. Insbesonde-re der Zusammenhang der verschiedenen Teilbereiche zueinander soll im Folgenden geklärt werden.

Die gesamte Arbeit gliedert sich in einen theo-retischen (Kapitel 2-3) und einen anwendungs-bezogenen Teil (Kapitel 4-6). In Kapitel 4 bis 6 erfolgt die Übertragung der in Kapitel 2 bis 4 vorgestellten theoretischen Ausführungen auf ein Untersuchungsobjekt, um die praktische Anwendbarkeit, insbesondere des GIS, zu do-kumentieren. Für die im vorigen Kapitel ange-sprochene Ermittlung von Synergien und Kon-flikten bei einem Anbau von Biomasse, müssen auf der einen Seite die Schutzbedürftigkeit des Naturraums und auf der anderen Seite die An-baueignung von Energiepflanzen erhoben wer-den. In einer Risikoanalyse werden sich diese gegenübergestellt. Die nachfolgenden Ab-schnitte beschreiben die dafür notwendigen einzelnen Abläufe genauer. Die untenstehende Abbildung 1.2 vermittelt dafür übersichtlich die

einzelnen Arbeitsschritte sowie den Zusammenhang zwischen diesen Bereichen. Hier-bei kann die gesamte Aufgabenstellung in drei große Teilmodule gegliedert werden. Zur Ermittlung der Schutzbedürftigkeit wird eine naturschutzfachliche Landschaftsana-lyse durchgeführt. In einem anderen Modul wird die Anbaueignung anhand verschie-dener Kriterien für die zur Wahl stehenden Energiepflanzen untersucht. Beide Ergeb-

Abbildung 1.1: Aufbau der Arbeit

(2) Grundlagen

(3) Methodik

(4) Modellregion und Daten

(5) Ergebnisse

(6) Handlungsempfehlungen

(7) Diskussion

(8) Fazit und Ausblick

(2) Grundlagen

(3) Methodik

(4) Modellregion und Daten

(5) Ergebnisse

(6) Handlungsempfehlungen

(7) Diskussion

(8) Fazit und Ausblick

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4 Britta Korte

nisse werden im dritten Modul in der Risikoanalyse miteinander verschnitten, woraus sich Handlungsempfehlungen für die Flächenverwendung ableiten lassen. Die einzel-nen Teilmodule sollen nun beginnend mit der naturschutzfachlichen Landschaftsanaly-se genauer betrachtet werden.

ANBAUEIGNUNG

Methoden zur Bewertung

Landschaftsfunktionen

Bewertung der Funktionen

Daten

Anbaubiomasse (Pflanze x, y)

Ansprüche an Standort

Standortparameter

ÖKOLOGISCHE RISIKOANALYSE

Synergien / Konflikte

NATURSCHUTZ

Abbildung 1.2: Methodikaufbau (eigene Darstellung)

Naturschutzfachliche Landschaftsanalyse

Vorangestellt, als Einleitung in die Thematik, werden zunächst in Kapitel 2.1 die ver-wendeten Begrifflichkeiten definiert und eingeordnet. Dies soll für eine Erleichterung des weiteren Verständnisses sorgen. Die Grundlagen der naturschutzfachlichen Land-schaftsanalyse (Bereich Naturschutz) zur Ermittlung der Schutzbedürftigkeit des Na-turraums und die damit einhergehenden Fragestellungen für die Landschaftsplanung werden inhaltlich in Kapitel 2.2 behandelt. Hierfür werden in einem ersten Schritt aus den normativen gesetzlichen Vorgaben § 1 BNatSchG ff. Ober- und Teilziele des Na-turschutzes abgeleitet und gegliedert. Die Ziele wiederum können im Rahmen der na-turschutzfachlichen Landschaftsanalyse durch Landschaftsfunktionen operationalisiert werden. Betrachtet werden in diesem Zusammenhang in Kapitel 2.3 nur solche Funkti-onen, die durch die landwirtschaftliche Nutzung beeinflusst werden. Insbesondere wer-den die einzelnen Funktionen, welche die Schutzbedürftigkeit von Naturgütern ausdrü-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 5

cken, in diesen Kapiteln inhaltlich erläutert. Neben einer Definition der jeweiligen Funk-tion wird auf deren Bedeutung und Wirkungsweise bzw. deren Eingangsgrößen einge-gangen.

Für die Bewertung der jeweiligen - die Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes im Sin-ne von § 1 BNatSchG ff. beschreibenden - Landschaftsfunktionen, werden in Kapitel 3.1 Bewertungsalgorithmen formuliert, welche die Einflussfaktoren und Kriterien skalie-ren und anhand von Formeln oder Tabellen in Beziehung zueinander setzen. Die resul-tierende Maßzahl repräsentiert die Ausprägung der Funktion auf einer zu betrachten-den Fläche. Nach Anwendung auf ein spezielles Untersuchungsgebiet erfolgt in Kapitel 5.1 die flächenscharfe Abbildung der einzelnen Funktionen.

Ermittlung der Anbaueignung von Energiepflanzen

Zur Ermittlung der Anbaueignung werden in einem ersten Schritt in Kapitel 2.4 die Grundlagen gelegt. Hier werden analog zu den Landschaftsfunktionen die Ansprüche der Pflanzen an ihre Umweltfaktoren in Form von allgemeinen messbaren Kriterien inhaltlich eingeführt und erläutert. Es werden Standortparameter festgelegt, die das Wachstum von Energiepflanzen limitieren (identifiziert als Wasser- und Nährstoffan-sprüche, Staunässeverträglichkeit und Ansprüche an die Bodengründigkeit). Diese Parameter werden für eine weitere Standortanalyse benötigt. Die Methodik zur Bewer-tung der Standorteignung - als Aggregat der Einzelparameter - wird in Kapitel 3 vorge-nommen.

Zur praktischen Durchführung der Standortanalyse auf dem Untersuchungsgebiet be-züglich der einzelnen Parameter, werden in Kapitel 4.2 die entsprechenden Bodenda-ten des Untersuchungsgebietes zur Wasser- und Nährstoffversorgung, zur Staunässe-situation und zur Gründigkeit ermittelt. Eine aufeinander abgestimmte Klassifizierung der Bodenparameter und Standortansprüche in Kapitel 3.2 stellt die Grundlage für den Abgleich der Flächen mit den Ansprüchen der Pflanzen dar und trägt dazu bei, geeig-nete Standorte zu identifizieren. Dies erfolgt regelbasiert und standorttypenbezogen. Im Anschluss werden die Ergebnisse anteilig auf die Gesamtfläche und deren flächen-scharfe Darstellung in Kapitel 5.2 diskutiert.

Ökologische Risikoanalyse

Die Behandlung der Grundlagen der ökologischen Risikoanalyse erfolgt in Kapitel 3.3. Mit ihr kann auf Basis der Ergebnisse der Analyse der Anbaueignung und der Landschaftsanalyse die ökologische Nutzungsverträglichkeit beurteilt werden. Aus der Verknüpfung der ermittelten Ergebnisse für eine Funktion (Einstufung) und für eine Anbaueignung einer Pflanze in einer Matrix, lässt sich das Ausmaß der Beeinträchti-gung bzw. des Konfliktes (Risiko) messbar machen (vgl. Abbildung 3.4). Im Anwen-dungsteil Kapitel 5.3 werden fünf Kombinationen bestimmter Energiepflanzen und

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6 Britta Korte

Landschaftsfunktionen betrachtet, die bei einem Anbau ein hohes Konfliktpotential aufweisen können.

Aufbauend auf diese Ergebnisse, werden die Handlungsempfehlungen für die Regi-on in Kapitel 6 abgeleitet. Diese gliedern sich in differenzierte Empfehlungen mit Vor-rang für den Naturschutz bzw. der landwirtschaftlichen Nutzung.

Im 7. Kapitel erfolgt eine zusammenfassende Diskussion über die entstandenen Prob-leme und Vorteile der vorliegenden Arbeit bezüglich der Ergebnisse, der verwendeten Methoden und Daten. Im letzten Kapitel (Fazit) wird aufgezeigt, inwieweit die eigene Untersuchungsmethode zielführend war und wie valide die Ergebnisse sind. Welche inhaltlichen oder methodischen Implikationen für die Praxis (und ggfs. weitere For-schung) abgeleitet werden können, soll ein Ausblick aufzeigen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 7

2 GRUNDLAGEN ZUR BEWERTUNG UMWELTVERTÄGLICHER BIOMASSENUTZUNG

Die Grundlagen in diesem Kapitel sollen als Fundament für ein tiefer gehendes Ver-ständnis der im Folgenden behandelten Thematik dienen. An erster Stelle werden da-her verwendete Begrifflichkeiten eingegrenzt und definiert.

In weiteren Abschnitten soll zudem eine Herleitung des landschaftsplanerischen Be-zugs zum Thema anhand der Ziele des Bundesnaturschutzgesetzes erfolgen. Diese Ziele können durch Landschaftsfunktionen operationalisiert werden, so dass auf die für die Thematik relevanten Funktionen in einem weiteren Unterkapitel dann näher einge-gangen wird.

Im Laufe der Arbeit soll die Anbaueignung von Energiepflanzen ermittelt werden. Dafür sind Kenntnisse über die Standortansprüche von Energiepflanzen notwendig, mit de-nen sich der letzte Teil dieses Kapitels beschäftigt.

2.1 Definitionen von Begrifflichkeiten

Biomasse – Anbaubiomasse – nachwachsende Rohstoffe – Energiepflanzen – regene-rative Energien...

Bei dem Thema Bioenergie stößt man auf eine Vielzahl von Begrifflichkeiten. Die z. T. synonyme Verwendung dieser Definitionen kann erhebliche Verwirrung „stiften“. Um dem vorzubeugen, soll an dieser Stelle versucht werden, die Termini, welche im Rah-men der vorliegenden Arbeit verwendet werden, genauer einzugrenzen. Dabei soll geklärt werden:

Was steht hinter den Begriffen?

Wie werden sie in der vorliegenden Arbeit angewendet?

Welche Definitionen sind ungeeignet oder besonders geeignet?

In der Arbeit von SCHULTZE (2004) wurde bereits ein aktueller Versuch unternommen, diese Begrifflichkeiten einzugrenzen, so dass eine Anlehnung an diese Definitionen erfolgt. Da die vorliegende Arbeit jedoch einem etwas anderen Themenschwerpunkt unterliegt, findet diesbezüglich eine Modifikation der Begriffsdefinitionen statt.

Die Termini regenerative Energien oder auch erneuerbare Energien decken das Spektrum aller Arten von Energieträgern und -quellen ab, die sich ständig erneuern bzw. nachwachsen (Wind, Sonne, Wasser, Biomasse, Erdwärme).

Der Begriff Biomasse findet allgemeine Verwendung, vor allem auch in der Biologie. Er soll hier allerdings im Sinne der Verordnung über die Erzeugung von Strom aus Biomasse (BiomasseV) aus dem Jahr 2001 verstanden werden. Dies impliziert, dass

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8 Britta Korte

Biomasse als Energieträger aus Phyto- und Zoomasse sowie daraus resultierende Folge- und Nebenprodukte (§ 2 Abs. 1 BiomasseV) definiert wird. Darunter fallen ins-besondere Pflanzen und deren Bestandteile, Abfälle und Nebenprodukte pflanzlicher und tierischer Herkunft aus Land-, Forst- und Fischereiwirtschaft und Bioabfälle im Sinne von § 2 Nr.1 der Bioabfallverordnung.

Da der weite Begriff der Biomasse einen zu großen Deutungsrahmen für den Umfang dieser Arbeit vorgibt wird er noch mal präzisiert auf den Terminus Anbaubiomasse. Dieser Begriff „[…] bezeichnet den gezielten Anbau von Pflanzenkulturen zur stoffli-chen und vor allem zur energetischen Verwertung, insbesondere auf Flächen des A-ckerlandes und des Grünlandes. Der Anbau von Biomasse unter forststandörtlichen und –wirtschaftlichen Bedingungen wird nicht mit dem Begriff Anbaubiomasse impli-ziert“ (SCHULTZE 2004).

Aus der Sicht von MANN (1998, 10) sind Nachwachsende Rohstoffe „[…] Stoffe, die aus lebender Materie stammen und vom Menschen zielgerichtet für Zwecke außerhalb des Nahrungs- und Futtermittelsektors verwendet werden“. Diese können dabei sowohl pflanzlicher als auch tierischer Herkunft sein. Der Begriff Nachwachsende Rohstoffe kann weitestgehend synonym mit dem Terminus Anbaubiomasse verwendet werden, beinhaltet jedoch zusätzlich auch forstliche Produkte.

Da die Arbeit vor dem Hintergrund des erweiterten Anbaus von Biomasse gesehen wird, liegt hier ausschließlich die energetische Nutzung1 von Pflanzen im Fokus der Betrachtung. Damit fallen Pflanzen zur stofflichen Nutzung sowie Abfälle und Neben-produkte (vor allem tierischer Herkunft) aus dem Betrachtungsrahmen2. Werden in dieser Arbeit die Termini Biomasse, Anbaubiomasse und nachwachsende Rohstoffe verwendet, geschieht dies vor dem Hintergrund der energetischen Verwertung.

Als Energiepflanzen gelten solche Pflanzen, aus denen mit Hilfe verschiedener Um-wandlungsprozesse3 Bioenergie gewonnen werden kann. Diese Definition trifft auf die ausgewählten Pflanzenarten, auf welche in diesem Kapitel noch eingegangen wird, zu. Der Begriff Energiepflanzen erscheint daher am treffendsten und findet im Folgenden vielfach Verwendung.

1 Die energetische Nutzung der Biomasse findet - je nach Eignung und daraus resultierender Konversions-form - als Festbrennstoff, als Flüssigbrennstoff oder gasförmiger Brennstoff statt.

2 Es kann vorkommen, dass die im Folgenden betrachteten Pflanzen auch für eine stoffliche Verwertung in Frage kommen. Angenommen wird hier jedoch die ausschließlich energetische Verwertung.

3 Verbrennung, Ölgewinnung, Vergärung etc.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 9

2.2 Landschaftsplanerischer Bezug

Eigentlich liegt die Vermutung nahe, dass bei einem verstärkten Anbau von Energie-pflanzen die Zuständigkeiten vor allem bei der Landwirtschaft bzw. der Agrarwissen-schaft liegen. Die Verantwortung der Landschaftsplanung in diesem Bereich wird deut-lich, wenn man das Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG) näher betrachtet. Das Ge-setz fordert unter anderem die dauerhafte Sicherung der Leistungsfähigkeit des Natur-haushaltes sowie der Regenerationsfähigkeit und nachhaltigen Nutzungsfähigkeit der Naturgüter. Daraus lassen sich die Aufgaben4 der Landschaftsplanung ableiten, so dass die Landschaftsplanung hier als Planungsinstrument des Naturschutzes zum Ein-satz kommt (RIEDEL & LANGE 2001). Die folgende Abbildung 2.1 gibt einen Überblick über die Ziele und Unterziele des BNatSchG, die auch auf landwirtschaftlichen Nutzflä-chen gelten.

Ziele des BNatSchG

Dauerhafte(r), flächendeckende(r) Schutz, Pflege, Entwicklung und Wiederherstellung von Natur und Landschaft:

• als Lebensgrundlage des Menschen

• auch in Verantwortung künftiger Generationen

Teilziele Sicherung der:

• Leistungs- und Funktionsfähigkeit des Naturhaushaltes

• Regenerationsfähigkeit und nachhaltigen Nutzung der Naturgüter

• Tier- und Pflanzenwelt einschließlich ihrer Lebensstätten und Lebensräume

• Vielfalt, Eigenart, Schönheit und Erholungswert von Natur und Landschaft

Abbildung 2.1: Ziele des Natur- und Umweltschutzes (nach § 1 BNatSchG)

Für eine Landschaftsanalyse zur naturschutzfachlichen Identifizierung von sensiblen Standorten werden Ausschnitte und Eigenschaften von Natur und Landschaft betrach-tet. Diese Ausschnitte können durch komplexe Landschaftsfunktionen dargestellt

4 Die Aufgaben der Landschaftsplanung setzen sich hinsichtlich des Naturschutzziels „nachhaltige Siche-rung der Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes“ aus der Konkretisierung dieses Ziels (Bestimmen der Landschaftsfunktionen) zusammen sowie der Ableitung von Zuständen des Naturhaushaltes, die dem Ziel entsprechen und der Formulierung von Schutz-, Pflege-, Entwicklungs- und Erhaltungsmaßnahmen (RIEDEL & LANGE 2001)

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10 Britta Korte

werden, welche sich auf die im § 1 BNatSchG erwähnten Naturgüter (hier Boden, Wasser, Tier- und Pflanzenwelt5) und Ziele beziehen (VON HAAREN 2004).

Im Fokus der Betrachtung liegen ausgewählte Funktionen, die durch die landwirtschaft-liche Nutzung beeinflusst werden. Die Gliederung der Funktionen bezieht sich auf De-finitionen nach VON HAAREN (2004), welche die Meinung vertritt, dass für die Darstel-lung von Funktionen eine Gliederung nach komplexeren Funktionen Vorteile bietet.

2.3 Landschaftsfunktionen

2.3.1 Natürliche Ertragsfunktion

Den wichtigsten Teil der Ertragsfunktion (syn-onym Ertragspotential) bildet das Naturgut Bo-den, welches nur sehr bedingt regenerierbar ist. Vor diesem Hintergrund ist die Nutzung des Bo-dens besonders den Grundsätzen der Nachhal-tigkeit zu unterwerfen.

Unterstützt wird diese Forderung unter anderem durch Vorgaben zur Einhaltung der guten fachli-chen Praxis (gfP) sowie zur Vermeidung von Bodenerosion und –verdichtung. Besonders

relevant sind in diesem Rahmen die Darstellung der Erosionsempfindlichkeit und Ver-dichtungsgefährdung, da sie die flächenmäßig bedeutendsten Probleme mit sich brin-gen. Sowohl die Erosion als auch die Verdichtung können zu einer Minderung des Er-tragspotentials führen (VON HAAREN 2004, SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 2004).

„Kommt zu einer besonderen Empfindlichkeit des Standortes ein schädlicher Nut-zungseinfluss hinzu, ist die Folge i. d. R. eine erhebliche Beeinträchtigung der natürli-chen Produktionsfunktion“ (VON HAAREN 2004, 146). Um das Ertragspotential der Standorte zu erhalten, muss demzufolge eine geringe Erosion bzw. Verdichtung ange-strebt werden. Operationalisiert wird die natürliche Ertragsfunktion daher über die Indi-katoren Erosions- und Verdichtungsgefahr. Eine Ermittlung der Empfindlichkeiten von Standorten (hinsichtlich Erosion und Verdichtung) trägt dazu bei, sensible Flächen, bezogen auf den Anbau von Energiepflanzen, zu ermitteln, welche die Grundlage der ökologischen Risikoanalyse bilden.

5 Luft und Klima als weitere Naturgüter werden an dieser Stelle nicht betrachtet, da beim Anbau von Bio-masse auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche im Wesentlichen die Naturgüter Boden, Wasser und Tier- bzw. Pflanzenarten betroffen sind.

Abbildung 2.2: Definition der natürli-chen Ertragsfunktion (nach

VON HAAREN 2004)

Definition

Die natürliche Ertragsfunktion kennzeichnet das Vermögen (Potential) des Standortes (Boden, Wasserhaushalt, Kli-ma) zur Produktion von Nutz-pflanzen – also die natürliche Bodenfruchtbarkeit.

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2.3.2 Grundwasserdargebotsfunktion

Wasser und damit auch Grundwasser nimmt im Naturhaushalt eine zentrale Rolle ein. Es ist phy-siologische Grundlage allen Lebens, Katalysator für eine Vielzahl von Reaktionen sowie Stoffträ-ger und -transporteur. Dem oberflächennahen Grundwasserhaushalt kommt eine besondere Beachtung zu, da viele Ökosysteme an spezielle Ausprägungen der Grundwasserverhältnisse gebunden sind. Dies fordert eine relative Kon-stanz der Rahmenbedingungen. Auch für den

Menschen spielt das Grundwasser als Trink- und Brauchwasservorrat eine zentrale Rolle (VON HAAREN 2004).

Das Grundwasserdargebot wird über die Grundwasserneubildung6 determiniert, da sie als wesentlicher Vorgang zur Ergänzung der Grundwasservorräte beiträgt. Für eine hohe Neubildung des Grundwassers müssen bestimmte Bedingungen zugegen sein. Neben einem ebenen und flachen Gelände, auf dem eine schnelle Infiltration7 möglich ist, spielt auch die Pflanzenbedeckung eine wesentliche Rolle. Nur (Nieder-schlags-)Wasser, welches weder verdunstet, noch oberirdisch abfließt oder von den Pflanzenwurzeln aufgenommen wird, kann dem Grundwasserleiter zugeführt werden. Dies ist auf Offenland deutlich stärker gegeben als auf Waldstandorten (BASTIAN & SCHREIBER 1999).

2.3.3 Retentionsfunktion

Aus Sicht des Naturschutzes ist der Erhalt und die Verbesserung von funktionsfähigen, unbeeinträchtig-ten Wasser- und Stoffkreisläufen anzustreben - diese sind daher möglichst kleinräumig und geschlossen zu halten.

Die Forderungen der Retentionsfunktion stehen auch in enger Beziehung zu weiteren Landschaftsfunktio-nen, wie die folgende Abbildung 2.5 für einige Funkti-onen zeigt.

6 Unter Grundwasserneubildung wird der Prozess des Zugangs von in den Boden infiltriertem Wasser zum Grundwasser verstanden (DIN 4049, Teil 3: 3.6.17).

7 auch abhängig von der Bodenart

Abbildung 2.3: Definition der Grund-wasserdargebotsfunktion (nach VON

HAAREN 2004)

Abbildung 2.4: Definition der Retentionsfunktion (nach VON

HAAREN 2004)

Definition

Das Grundwasserdargebot bezeichnet die Summe aller positiven Wasserbilanzglie-der (z. B. Grundwasserneu-bildung)

Definition

Die Retentionsfunktion umfasst den Wasser- und Stoffrückhalt in der Landschaft.

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Da die Retention je nach Gebietscharakteristik „von Natur aus“ bereits problematisch sein kann, ist es erforderlich, die unveränderlichen, langfristigen, meist abiotischen Faktoren von den veränderlichen, anthropogenen Faktoren zu trennen, um Aussagen über Beeinträchtigungen treffen zu können. Die Grundlage, das Basispotential, be-schreibt dabei die generelle Leistungsfähigkeit eines Gebiets. Die aktuelle Funktion wird ermittelt durch die Verknüpfung des Basispotentials mit der aktuellen Landnutzung (GÄNSRICH & WOLLENWEBER 1995).

Retention Wasserrückhalt

Natürliches

Ertragspotential

Erosionsschutz

Biotopfunktion

Wasserdargebot

Grundwasserneubildung Selbstreinigung

wasserbestimmte Biotope

Abbildung 2.5: Beziehung der Retention zu anderen Funktionen (nach GÄNSRICH & WOLLENWEBER

1995, verändert)

2.3.4 Biotopfunktion

Bestimmte Pflanzen- und Tierarten sind bereits „von Natur aus“ selten. Heutzutage ist zudem ein deutlicher Rückgang der biotischen Mannigfal-tigkeit von Arten zu verzeichnen. Dafür sind vor allem anthropogene Ursachen verantwortlich – in erster Linie die immer stärkere Umgestaltung und intensive Nutzung der Flächen. Dies führt zu Veränderungen oder sogar Zerstörungen der Lebensräume von Pflanzen und Tieren (BASTIAN & SCHREIBER 1999).

Neben dem BNatSchG (bspw. §§ 1-3) sehen weitere, auch internationale Richtlinien8 die Notwendigkeit der Sicherung von Arten. Das Spektrum an möglichen vorkommen-den Arten wird dabei durch die natürlichen Standortbedingungen definiert. Abhängig ist das Vorkommen neben aktuellen Nutzungen auch von dem Verbreitungsmuster von

8 FFH- und Vogelschutzrichtlinie (Natura 2000), Bonner Konvention, Ramsar Konvention etc.

Abbildung 2.6: Definition der Biotop-funktion (nach VON HAAREN 2004)

Definition

Die Biotopfunktion beschreibt die Leistungs- und Funktions-fähigkeit des Naturhaushaltes als Lebensraum für Pflanzen und Tiere sowie deren Vor-kommen und Verbreitung.

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Arten. Vor dem Hintergrund der guten Anwendbarkeit wird die Biotopfunktion über das Leitartenmodell (Vögel) nach FLADE (1994) operationalisiert. Der Vorteil der Auswahl von Vögeln als Indikatoren liegt darin begründet, dass diese in hohem Maße struktur-abhängig und ohne erheblichen Aufwand zu identifizieren und untersuchen sind (GRUEHN 1993).

2.3.5 Biotopentwicklungspotential

Die Aussagen zum Biotopentwicklungspotential dienen unter anderem zur Untermauerung von Aussagen über die Möglichkeit der Wiederher-stellung von Biotopfunktionen. Eine Beurteilung der Beeinträchtigung von Landschaftsfunktionen ist ebenso möglich.

Mit einer bloßen Einstufung erfüllt das Biotop-entwicklungspotential bereits den Zweck, Flä-

chen hinsichtlich ihrer Entwicklungschance für schutzwürdige Biotope zu definieren.

Schutzwürdige Biotope oder Pflanzengesellschaften sind vor allem auf Extrem- bzw. Sonderstandorten vorzufinden. Diese i. d. R. raren Standorte bieten seltenen und emp-findlichen Arten (so genannten Spezialisten mit enger Amplitude hinsichtlich ihrer Standortansprüche) geeignete Lebensbedingungen. Dem gegenüber stehen die weit verbreiteten Normalstandorte9, auf denen im Wesentlichen eine landwirtschaftliche Nutzung erfolgt (VON HAAREN 2004).

Für die Einschätzung des Biotopentwicklungspotentials sind bestimmte Kriterien maß-geblich. Dazu zählen unter anderem Informationen zum Bodenwasserhaushalt und der bodenkundlichen Feuchtestufe. Des Weiteren spielt die Nährstoffversorgung eine wich-tige Rolle.

2.4 Standortansprüche von Energiepflanzen

Im Laufe der Evolution haben sich Pflanzen an bestimmte Standorte angepasst. Neben den „gewachsenen Ansprüchen“ aus der evolutiven Entwicklung werden in der heuti-gen Zeit beispielsweise aus Gründen der Ertragssteigerung Pflanzen auch gezielt in eine Richtung gezüchtet. Dementsprechend differieren Pflanzen hinsichtlich ihrer An-sprüche und Toleranzen gegenüber bestimmten Boden- und Klimafaktoren oft erheb-

9 Kennzeichnend sind ein ausgeglichener Wasserhaushalt, gute Nährstoffversorgung und ein pH-Wert im mittleren Bereich.

Abbildung 2.7: Definition des Bio-topentwicklungspotential (nach VON

HAAREN 2004)

Definition

Das Biotopentwicklungspoten-tial zielt auf die Darstellung des Potentials eines Standor-tes für Vegetation ab.

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lich. Somit erscheint es sinnvoll, Standorte bezüglich ihrer Anbaueignung für bestimmte Pflanzen zu untersuchen.

Demzufolge ist ein Zusammentragen der Standortansprüche für Pflanzen notwendig, damit diese als Grundlage für eine Standortbewertung auftreten können. In erster Linie wird sich dabei auf die Bodenverhältnisse bezogen. Aus verschiedenen wissenschaftli-chen Quellen (bspw. AG BODEN 1994, SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 2002) wurde ermittelt, dass es sich bei den wesentlichen Parametern um Ansprüche der Pflanzen an den Boden hinsichtlich:

Bodenfeuchte (pflanzenverfügbares Wasser)

Staunässeverträglichkeit

Gründigkeit

Nährstoffversorgung

handelt. Eine nähere Erläuterung dieser Parameter soll deren Bedeutung für das Pflan-zenwachstum noch einmal verdeutlichen.

Bodenfeuchte

Die Verfügbarkeit von Wasser, genauer die pflanzenverfügbare Bodenwassermenge (Wpfl), ist einer der einflussstärksten Faktoren für das Wachstum von Pflanzen und dient zudem als wichtiger Kennwert bei der Beurteilung der Ertragsfähigkeit eines Standortes (SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 2002). Er gliedert sich in die jährliche Ge-samtwassermenge und die räumlich-zeitliche Verfügbarkeit des Wassers (AG BODEN 1994).

Die Anforderungen von Pflanzen an die Bodenfeuchte differieren häufig sehr stark, so dass eine Einteilung der Ansprüche der Pflanzen an die Bodenfeuchte in fünf Feuch-teklassen erfolgt (Tabelle 2.1).

Tabelle 2.1: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Bodenfeuchte

1 = sehr hohe Wasserversorgung „feucht“

2 = hohe Wasserversorgung „frisch - feucht“

3 = mittlere Wasserversorgung „frisch“

4 = geringe Wasserversorgung „mäßig frisch“

5 = sehr geringe Wasserversorgung „trocken“

Staunässeverträglichkeit

Unter natürlichen Umständen enthält jeder Boden stets Wasser. Unter Staunässe wird jedoch eine länger andauernde Vernässung des Bodens verstanden, hervorgerufen durch stauende Bodenhorizonte. Dies bewirkt eine Verringerung des Luftporenvolu-

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mens im Boden und führt zu Sauerstoffmangel. Dadurch kommt es zu einer verringer-ten Nährstoffaufnahme der Pflanze. Wachstumsdepressionen und Erstickungstod kön-nen die Folge für nicht staunässeresistente Pflanzen sein (AG BODEN 1994).

Dementsprechend kann eine Einstufung der Pflanzen in folgende Klassen erfolgen:

Tabelle 2.2: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Staunässeverträglichkeit

0 = nicht staunässeverträglich

1 = staunässeverträglich

Gründigkeit

Die Gründigkeit definiert die Mächtigkeit des durchwurzelbaren Lockergesteins (effekti-ver Wurzelraum [We]) und begrenzt neben dem Wasserspeichervermögen auch die Menge an pflanzenverfügbaren Nährstoffen. Sie stellt also einen wichtigen ökologi-schen Grenzfaktor dar (BASTIAN & SCHREIBER 1999). Je nach Morphologie und Physio-logie - vom Flachwurzler bis hin zum Tiefwurzler - besitzen die Pflanzen unterschiedli-che Ansprüche an den Wurzelraum. Eine Einstufung der Pflanzen kann wie folgt ge-schehen:

Tabelle 2.3: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Gründigkeit

1 = tiefgründig Tiefwurzler > 10 dm

2 = mittelgründig Mittelwurzler 5 - 10 dm

3 = flachgründig Flachwurzler < 5dm

Nährstoffversorgung

Die Nährstoffversorgung der Pflanze ist maßgeblich für ein hohes Ertragspotential. Zwar kann mit Hilfe von Düngung ein in diesem Sinne „schlechter Standort“ aufgewer-tet werden. Gleichzeitig bringt dies neben einem erhöhten Arbeitsaufwand aber auch erhebliche Umweltauswirkungen mit sich. Zudem ist die Nachlieferung und Fixierung von Nährstoffen von der Kationenaustauschkapazität (Sorptionsfähigkeit) der Böden und damit von Bodenart und -genese abhängig (AG BODEN 1994). Der Nährstoffbedarf von Pflanzen wurde in die folgenden drei Klassen eingeteilt:

Tabelle 2.4: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Nährstoffversorgung

1 = hoher Nährstoffbedarf

2 = mittlerer Nährstoffbedarf

3 = niedriger Nährstoffbedarf

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16 Britta Korte

2.5 Anbaumerkmale von Energiepflanzen

Es wird davon ausgegangen, dass der Anbau von Energiepflanzen auf konventionelle Art und Weise geschehen wird. Daher ist eine Betrachtung der umweltrelevanten Merkmale, wie sie bei dieser Anbauweise entstehen, für eine nachfolgende Analyse wichtig. Eine Nutzungserfassung ist Voraussetzung dafür, dass später, in Kombination mit der Empfindlichkeit der Landschaftsfunktionen, Rückschlüsse auf derzeitige oder zu erwartende Risiken gezogen werden können (VON HAAREN 2004). Zu den relevan-ten Merkmalen zählen die Bodenbedeckungsdauer, das Erosionsrisiko, der Düngeauf-wand, das Verlagerungsrisiko von Nitrat, der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln sowie die Bodenverdichtungsgefahr und weitere ökologische Aspekte.

Tabelle 2.5: Umweltrelevante Anbaumerkmale von Energiepflanzen

Bodenbe-deckung (in Mona-

ten)

Erosions-risiko

Dünge-aufwand

(N/ha)

Verlage-rungsrisi-ko Nitrat

Einsatz Pflanzen-

schutz

Boden-verdich-

tung ökologische Aspekte

Pflanze x

xx Monate gering - hoch xxx kg gering -

hoch gering -

hoch gering -

hoch …

Diese Parameter werden im Folgenden in Anlehnung an WINTZER (WINTZER et al. 1993) näher erläutert, damit herausgestellt wird, welchen Einfluss Energiepflanzen auf den Standort ausüben können und wie dieser bewertet wird.

Bodenbedeckungsdauer und Erosionsrisiko

Die Bodenbedeckungsdauer von Kulturpflanzen übt einen starken Einfluss auf die Ero-sionswirkung der jeweiligen Kulturpflanze aus. Dabei gilt, je länger der Boden im Jah-resverlauf durch die Kulturpflanze bedeckt ist, desto geringer ist das Erosionsrisiko. Hinzu kommen weitere positive Eigenschaften durch eine lange Bedeckungsdauer oder sogar Dauerkulturen (ganzjährige bzw. mehrjährige Bodenbedeckung). Hier sind zum einen der positive Einfluss auf den Gebietswasserhaushalt zu nennen sowie der kühlende Effekt auf den Boden.

Das Erosionsrisiko, welches durch den Anbau der Pflanzen hervorgerufen wird, kann wie folgt charakterisiert werden:

gering:

Pflanze wird als Dauerkultur angebaut

dichtes, weit verzweigtes Wurzelwerk

Ernterückstände verbleiben auf dem Boden/ werden nur flach untergemischt

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 17

mittel:

lange Bodenbedeckungsdauer, rascher Aufwuchs

dichter Bestand an Pflanzen

Ernterückstände verbleiben auf dem Boden

hoch:

langsame Jugendentwicklung der Pflanze, daher nur kurze Bodenbedeckungs-dauer

weite Reihenabstände, geringe Dichte der Pflanzen

keine oder wenig Ernterückstände, die auf dem Boden verbleiben

Bodenverdichtungsgefahr

Die Verdichtung des Bodens bringt schwerwiegende Auswirkungen auf den Wasser-, Gas- und Stoffhaushalt des Bodens mit sich und sollte daher möglichst vermieden werden. Kommt es zu einer Verdichtung, sind die Wurzeln der Nutzpflanzen nur noch eingeschränkt in der Lage, Wasser- und Nährstoffvorräte des Unterbodens zu er-schließen und für die Stoffproduktion zu nutzen (FRIELINGHAUS et al.1999).

Das Risiko der Bodenverdichtung wird wie folgt eingeschätzt:

gering:

kein Einsatz bzw. Einsatz leichter Maschinen zu Einsaat, Pflege und Ernte der Pflanzen

keine bzw. wenig Befahrung des Standortes aufgrund geringen Bedarfs an Pflege und Düngung strukturschonend

mittel:

Einsatz von leichten bis mittleren Maschinen zu Einsaat, Pflege und Ernte der Pflanzen

wenig bis mittlere Befahrung des Standortes aufgrund mittleren Bedarfs an Pflege und Düngung leichte bis mittlere Strukturänderung

hoch:

Einsatz von schweren Landmaschinen zu Einsaat, Pflege und Ernte der Pflan-zen

starke Befahrung des Standortes aufgrund hohen Bedarfs an Pflege und Dün-gung strukturschädigend

Düngeaufwand und Nitratverlagerungsrisiko

Das MLUR (2004) weist im Agrarbericht 2004 darauf hin, dass der sachgerechte Ein-satz von Düngemitteln als eines der zentralen fachlichen Probleme bei der pflanzen-baulichen Produktion gesehen wird. Der Düngeaufwand wird anhand des Hauptnähr-

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elementes Stickstoff (kg/ ha) beurteilt. Nicht jede Pflanze benötigt die gleiche Menge an Stickstoff. Als Grundlage für eine Einschätzung werden in der obigen Tabelle daher die durchschnittlichen Stickstoffgaben aufgeführt.

Ein Überschuss an Dünger kann zu ökologischen Nachteilen führen. Bei zu hoher Do-sierung werden von den Pflanzen nicht alle Nährstoffe aufgenommen. Eine Nitratverla-gerung ist die Folge und kann zur Eutrophierung von Gewässern oder zu Auswa-schungen in das Grundwasser mit den bekannten Folgen10 führen.

Eine Einstufung des Nitratverlagerungsrisikos kann über die folgenden Klassen wie folgt eingeschätzt werden:

gering:

nur ein geringer Düngemitteleinsatz notwendig

Ernte des gesamten oberirdischen Aufwuchses

Anbau mehrjähriger Kulturen bzw. Folgefrucht als Winterkultur mit weiter Vor-winterentwicklung

mittel:

mittlerer Düngemitteleinsatz (organisch und mineralisch)

geringer bis mittlerer Anteil an verbleibenden Ernterückständen

hoch:

höhere Düngemittelgabe als von der Pflanze entzogen wird

hoher Anteil an mineralischem Dünger

hoher Anteil an leicht abbaubaren und Stickstoff freisetzenden Ernterückstän-den

Pflanzenschutzaufwand

An dieser Stelle soll der quantitative Einsatz von Pflanzenschutzmitteln11 (PSM) be-trachtet werden. Ähnlich wie bei der Düngung können beim Einsatz von Pflanzen-schutzmitteln auch negative Effekte auf die Umwelt auswirken. Neben einer Schädi-gung des Bodenlebens können die Mittel über Agrarprodukte oder das Trinkwasser in den menschlichen Organismus gelangen. Der Einsatz von chemischen Pflanzen-schutzmitteln sollte daher sparsam erfolgen.

10Vermehrtes Algenwachstum führt zu periodischem Sauerstoffmangel im Gewässer, was zu einem Ab-sterben von Pflanzen und Tieren führen kann. Nitrat im Grundwasser kann sogar toxische Wirkungen auf den Menschen haben.

11 Herbizide, Fungizide, Insektizide und Wachstumsregler

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 19

Eine Einstufung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln wird wie folgt definiert:

gering:

keine bzw. nur geringe Mengen an PSM

Einsatz pflanzlicher Präparate

mittel:

keine eindeutige Zuordnung zu gering bzw. hoch

hoch:

chemischer Pflanzenschutz ist üblich

Pflanzenschutz wird vorbeugend eingesetzt

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3 METHODISCHER ANSATZ ZUR BEWERTUNG UMWELTVER-TRÄGLICHER BIOMASSENUTZUNG

Wie aus den vorigen Abschnitten hervorgeht, sollen in der vorliegenden Arbeit die Auswirkungen durch den Anbau von Biomasse auf den Naturschutz betrachtet werden. Um dies zu erreichen, sind differenzierte Schritte notwendig. Zum einen müssen die Interessen des Naturschutzes abgebildet, zum anderen solche Flächen ermittelt wer-den, auf denen der Anbau ausgewählter Energiepflanzen (Anbaubiomasse) denkbar ist. Dafür werden Methoden benötigt, die zu den gewünschten flächenscharfen Ergeb-nissen führen. Diese Ergebnisse dienen in einem späteren Schritt als Grundlagen für die ökologische Risikoanalyse, mit der die ökologische Nutzungsverträglichkeit des Anbaus der Biomasse definiert werden kann. In den nachfolgenden Abschnitten wer-den die einzelnen Abläufe genauer beschrieben.

3.1 Naturschutzfachliche Landschaftsanalyse

In diesem Abschnitt werden formale Methoden für die in Kapitel 2.3 inhaltlich beschrie-benen Funktonen entwickelt. Dies geschieht mit Hilfe von Indikatoren, die helfen, Landschaftsfunktionen zu operationalisieren. Ihnen werden Gütestufen zugeordnet, indem Eigenschaften auf Skalen (meist ordinal) projiziert werden. Somit wird eine hie-rarchische Beziehung der Eigenschaften zueinander erreicht.

Mit Hilfe von bereits in der Landschaftsplanung etablierten und anerkannten Bewer-tungsverfahren - welche wichtige Bestandteile von Planungs- und Entscheidungspro-zessen darstellen - wird eine sowohl formale als auch inhaltliche Strukturierung der Bewertung erzielt. Dies geschieht vor dem Hintergrund von allgemeingültigen und ak-zeptierten Normen.

Relevant ist insbesondere die situationsadäquate Auswahl und Gewichtung von Krite-rien und Indikatoren, so dass ein möglichst genaues Abbild der Wirklichkeit entstehen kann. Folglich tragen Bewertungsverfahren dazu bei, aussagefähige und operable Be-wertungsergebnisse zu den Funktionen zu liefern (vgl. VON HAAREN 2004, DEMUTH 2000). Durch Skalierungen lassen sich die Ergebnisse in die Fläche übertragen. Als Ergebnis erhält man zur jeweiligen Funktion die entsprechende flächenscharfe Darstel-lung der Anbaueignung in Kartenform. Die genaue Vorgehensweise wird im Folgenden deutlich.

3.1.1 Bewertung der Natürlichen Ertragsfunktion

Wie aus Kapitel 2.3.1 hervorgeht, wird das natürliche Ertragspotential operationalisiert über die Faktoren Erosions- und Verdichtungsgefahr. Die Bewertung wird im Folgen-den näher erläutert.

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In einem ersten Schritt muss als Ausgangslage für eine spätere Argumentation zu-nächst das Ertragspotential ermittelt werden. Um eine Übersicht über dieses zu erhal-ten, erfolgt eine Interpretation der Ergebnisse der Reichsbodenschätzung mit Hilfe von Verknüpfungstabellen nach BASTIAN & SCHREIBER (1999). Damit wird eine grobe Be-wertung der Acker- und Grünlandstandorte in einer 5-stufigen Skala erreicht (Tabelle 3.1).

Tabelle 3.1: Verknüpfungstabelle zur Bewertung des Ertragspotentials

Ertragspotential

Bezeichnung (BAS-TIAN & SCHREIBER)

Code Reklassifizierung 5-stufig

Bezeichnung

sehr gering 1 1 sehr gering

sehr gering – gering 2 2 gering*

gering 3 2 gering*

gering – mittel 4 3 mittel*

mittel 5 3 mittel*

mittel – hoch 6 4 hoch*

hoch 7 4 hoch*

* kommt im UG vor

Ist die Argumentationsbasis gelegt, muss in einem anschließenden Schritt die Bewer-tung der Schadverdichtungsgefährdung bzw. der Erosionsgefährdung erfolgen, um die potentielle Beeinträchtigung für das natürliche Ertragspotential abschätzen zu können.

Für das Ermitteln der Verdichtungsgefahr wird das Verfahren nach FRIELINGHAUS et al. (o. J.) verwendet. Grundlage bildet das Bodenartendreieck der Bodenkundlichen Kar-tieranleitung (KA 4) (AG BODEN 1994). Auf dieses Körnungsartendreieck wurden die Schadverdichtungsgefährdungsklassen projiziert. Mit der entsprechenden Datengrund-lage kann so eine Ermittlung der fünf Schadverdichtungsgefährdungsklassen (SVGK 1-5) geschehen.

Die Abschätzung des Erosionsrisikos wurde bereits vom ZALF erstellt und erfolgte auf Grundlage der Vergleichsmethode Standort (VERMOST) (DEUMLICH et al. 2004). Diese Methode zielt darauf ab, Nutzflächen beliebiger Landschaftsausschnitte mit unter-schiedlichem Flächenbezug12 nach relativ stabilen Standorteigenschaften13 verglei-chend zu beurteilen (DEUMLICH et al. 1997). Zur Bestimmung der potenziellen Wasser-erosionsgefährdung erfolgen Berechnungen mit der Allgemeinen Bodenabtragsglei-chung (ABAG, vgl. Formel 3.1) (SCHWERTMANN et al. 1990).

12 naturräumlich, administrativ, betriebswirtschaftlich

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22 Britta Korte

* Standortgruppe 7 (Niedermoorstandorte) wurde nicht bewertet

1gering

2mäßig

3erheblich

4stark

5sehr stark

SchadVerdichtungsGe-fährdungsKlassen nach PETELKAU, H.; FRIELINGHAUS, MO. UND SEIDEL, K. (1998) Gefährdung

SVGK

Lehm-, Schlufftone und Tonsch-luffe

Ton- und Normal-lehme

Sandlehme und -schluffe

Lehm- und Schluff-sande

Reinsandedarin vergesellschaftete und nach-folgend bewertete Bodenartengrup-pen (KA 4)

Auenton-standorte

Auenlehm-standorte

Staunasse Tieflehm und Lehmstandorte

Sand- und Tieflehm-standorte/ Tieflehm und Lehm-standorte

Grundwassersandstandorte

Grundwas-serferneSandstand-orte

6542/381Standortgruppe der MittelmaßstäbigenLandwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) (LIEBEROTH ET AL., 1983)*

STG

Einstufung (Gruppe, Klasse, Stufe)BezeichnungKurzbe-zeichnung

* Standortgruppe 7 (Niedermoorstandorte) wurde nicht bewertet

1gering

2mäßig

3erheblich

4stark

5sehr stark

SchadVerdichtungsGe-fährdungsKlassen nach PETELKAU, H.; FRIELINGHAUS, MO. UND SEIDEL, K. (1998) Gefährdung

SVGK

Lehm-, Schlufftone und Tonsch-luffe

Ton- und Normal-lehme

Sandlehme und -schluffe

Lehm- und Schluff-sande

Reinsandedarin vergesellschaftete und nach-folgend bewertete Bodenartengrup-pen (KA 4)

Auenton-standorte

Auenlehm-standorte

Staunasse Tieflehm und Lehmstandorte

Sand- und Tieflehm-standorte/ Tieflehm und Lehm-standorte

Grundwassersandstandorte

Grundwas-serferneSandstand-orte

6542/381Standortgruppe der MittelmaßstäbigenLandwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) (LIEBEROTH ET AL., 1983)*

STG

Einstufung (Gruppe, Klasse, Stufe)BezeichnungKurzbe-zeichnung

Abbildung 3.1: Zuordnung der Böden zu SVGK als Grundlage der Karte „Potentielle Verdichtungs-

gefährdung der Böden Mecklenburg-Vorpommerns“ (FRIELINGHAUS o. J.)

Formel 3.1: Ermittlung der Wassererosionsgefahr (SCHWERTMANN et al. 1990)

PCSLKRA ⋅⋅⋅⋅⋅= [3-1]

A = Langjähriger, mittlerer Bodenabtrag in t/ha * a

R = Regen- und Oberflächenabflussfaktor: Maß für die Erosivität der Niederschläge, berechnet aus der Niederschlagsintensität aller erosionswirksamen Einzelregen eines Jahres

K = Bodenerodierbarkeitsfaktor: Maß für die Erodierbarkeit des Bodens, berechnet aus einer Reihe von Bodeneigenschaften

L = Hanglängenfaktor: Verhältnis des Bodenabtrags eines Hanges gegebener Länge zum Standard-hang der USLE (22 m Länge)

S = Hangneigungsfaktor: Verhältnis des Bodenabtrags eines Hanges gegebener Neigung zum Stan-dardhang der USLE (9 % Neigung)

C = Bedeckungs- und Bearbeitungsfaktor: Verhältnis des Bodenabtrags unter beliebiger Bewirtschaf-tung (z.B. Kulturpflanze) zur Schwarzbrache

P = Erosionsschutzfaktor: Verhältnis des Bodenabtrags bei beliebigen Erosionsschutzmaßnahmen (z.B. Konturpflügen) zu den Verhältnissen ohne jegliche Schutzmaßnahmen

13 Substrat-, Hydromorphie-, Hangneigungs- und Steinigkeitsverhältnisse

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 23

Eine Einstufung der Ergebnisse erfolgt nach DEUMLICH et al. (2004) und ist in der nach-folgenden Tabelle 3.2 dargestellt.

Tabelle 3.2: Bewertung der Erosionsgefährdung (nach DEUMLICH et al. 2004)

Erosionsgefährdung Bedeutung

0 keine

1 gering

2 mäßig

3 mittel

4 stark

5 sehr stark

3.1.2 Bewertung der Grundwasserdargebotsfunktion

Die Bewertung erfolgt auf Grundlage des Verfahrens von DÖRHÖFER und JOSOPAIT (1980, in BASTIAN & SCHREIBER 1999). Dabei wird die Grundwasserdargebotsfunktion - determiniert über die Grundwasserneubildung (vgl. Kapitel 2.3.2) - in Abhängigkeit von Geokomponenten (Jahresniederschlag, potentielle Verdunstung, Bodenkennwerte, Hangneigung und Flächennutzung) differenziert und über die Wasserhaushaltsglei-chung (vgl. Formel 3.2) quantifiziert.

Formel 3.2: Berechnung der Grundwasserneubildungsrate (DÖRHÖFER und JOSOPAIT 1980)

+= 1G ( )50/

255,312⋅

⋅−−AuA

ETN [3-2]

G = Stufe der Grundwasserneubildung

N = Niederschlag [mm/a]

ET = Stufe der Verdunstung (Evapotranspriation)

A/Au = Abflussquotient

Das Ergebnis muss auf ganze Zahlen gerundet werden. Die Stufe 1 der Grundwasserneubildung ent-spricht 0-50 mm/a, alle weiteren Stufen sind ein Vielfaches davon (Stufe 9 = 401-450 mm/a).

Wie aus der Gleichung hervorgeht, werden für die Berechnung der Grundwasserneu-bildung zunächst Eingangsgrößen benötigt, die in einem abschließenden Schritt über die Gleichung in ein Gesamtverhältnis gesetzt werden und die ordinal skalierten Stufen der Grundwasserneubildung ermitteln.

Der mittlere Jahresniederschlag (N) kann aus dem Klimaatlas der BRD (DWD 1999) abgelesen werden. Aus der Hangneigung und dem Hydromorphietyp wird der Abfluss-quotient (A/Au) abgeleitet (vgl. Tabelle Anhang 8). Die Verdunstungsstufe (ET) wird

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24 Britta Korte

ermittelt über die Bodensubstrate und eine grobe Einstufung der Flächennutzung als Offenland14.

Tabelle 3.3: Bewertung der Grundwasserneubildungsstufen (in Anlehnung an MARKS et al. 1988)

GW-Neubildungsstufen mm/a Bewertung Code

1 0-50 gering 1

2 51-100 gering 1

3 101-150 gering 1

4 151-200 mittel 2

5 201-250 mittel 2

3.1.3 Bewertung der Retentionsfunktion

Das Bewertungsverfahren zur Ermittlung der Retention setzt sich zusammen aus dem Basispotential und der Verknüpfung dieses mit der Landschaftsnutzung. Für die Ablei-tung des Basispotentials werden vorhandene Daten zum Relief (Hangneigung aus DGM) und zu den Bodenarten (Bodenart und Hydromorphie aus MMK) verwendet. Diese Methode berücksichtigt, dass die Fähigkeit von Boden und Relief zum Wasser-rückhalt (und damit auch Stoffrückhalt) entscheidend durch die Vegetation bzw. Nut-zung auf den Standorten beeinflusst wird. Sie ist zudem transparent in ihrer Aggregati-on und liefert durch ihre Ursache-Wirkungsbeziehung planungsrelevante Ergebnisse. Resultat ist eine 5-stufige Bewertung (ordinal skaliert), wie die folgende Tabelle 3.4 zeigt.

Tabelle 3.4: Bewertung des Basispotentials aus Hangneigung und Bodenart (nach GÄNSRICH und WOLLENWEBER 1995)

Basispotential (BP)

sehr hoch 5

hoch 4

mittel 3

gering 2

sehr gering 1

14Zwar variiert bei unterschiedlicher Vegetationsdecke die Grundwasserneubildung, doch haben Untersu-chungen von MÜLLER (1994, in BASTIAN & SCHREIBER 1999) gezeigt, dass die Fehler der mit dem Verfah-ren ermittelten Grundwasserneubildungsraten relativ klein sind.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 25

Im Anschluss daran, wird das Basispotential mit bewerteten Nutzungsstrukturen (vgl. Tabelle 3.5) verknüpft. Daraus ergibt sich die aktuelle Funktion der Gebietsretention.

Tabelle 3.5: Landnutzung und ihre Bedeutung für das Retentionsvermögen (nach GÄNSRICH und WOLLENWEBER 1995, 95, verändert)

Nutzungsstruktur Bedeutung für Retentions-vermögen

Code (RetVmg)

Brachen, Wiesen/Weiden frisch, Wiesen/Weiden feucht, Trockenra-sen, Staudenfluren, extensives Grün-land

hoch 4

Intensivacker, Intensivgrasland mittel 3

Für eine Übersicht der Verknüpfungen von Basispotential und Retentionsvermögen finden sich im Anhang erläuternde Tabellen (Tabelle Anhang 1 - Tabelle Anhang 5). Die Einteilung der aktuellen Gebietsretention geht aus der folgenden Tabelle 3.6 her-vor.

Tabelle 3.6: Bewertung der aktuellen Gebietsretention

aktuelle Gebietsretention

sehr hoch 5

hoch 4

mittel 3

gering 2

sehr gering 1

In einem letzten Schritt muss die Beeinträchtigungsintensität auf den Flächen ermittelt werden. Laut GÄNSRICH & WOLLENWEBER (1995) ist dies notwendig, da z. B. für die Einstufung der aktuellen Funktion in die Stufe mittel unterschiedliche Ursachen vor-herrschen. Um zu ermitteln, welcher Handlungsbedarf für welche Fläche besteht, wer-den Flächen gleicher Stufung hierdurch nochmals aufgeschlüsselt. Dies erfolgt regel-basiert, wie auch in Tabelle 3.6 deutlich wird.

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26 Britta Korte

Tabelle 3.7: Ermittlung der Beeinträchtigungsintensität der Standorte (nach GÄNSRICH & WOLLENWE-

BER 1995)

aktuelle Funktion

Basis-potential

sehr hoch hoch mittel gering sehr gering

sehr hoch (1) nicht

nicht existent

hoch beeinträchtigt

mittel (2) mäßig beeinträchtigt

gering (3) stark beeinträchtigt

(2) mäßig beeinträchtigt

sehr gering (2) mäßig beeinträchtigt

(1) nicht beeinträchtigt: aktuelle Funktion ist höher als Basispotential oder aktuelle Funktion ist hoch oder sehr hoch

(2) mäßig beeinträchtigt: Basispotential und aktuelle Funktion sind gleich, außer aktu-elle Funktion gleich hoch und sehr hoch

(3) stark beeinträchtigt: aktuelle Funktion ist niedriger als Basispotential, außer aktuelle Funktion gleich hoch

3.1.4 Bewertung der Biotopfunktion

In diesem Verfahren sollen Biotoptypen15 hinsichtlich ihrer potentiellen Bedeutung als Lebensraum für Vögel bewertet werden. Dies geschieht mit Hilfe der Methode nach FLADE (1994).

In einem ersten Schritt erfolgt eine Zuordnung der Biotoptypen der Modellregion (BTNT BB) in die Hauptkategorien nach FLADE (Tabelle 3.8). Daraufhin können die Leitarten den Biotoptypen zugeordnet werden.

15Nicht reale Vorkommen und Bestandszahlen von Tierarten.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 27

Tabelle 3.8: Zuordnung der Biotoptypen und Leitarten nach FLADE (1994)

Biotoptypen nach BTNT BB

Biotoptypen nach FLADE Leitarten Brutvögel (Einstufung nach RL)

Intensivacker

Intensivgrasland offene Felder Großtrappe (D1, BB1), Wachtel (DV, BB2), Grauam-

mer (D2, BB1), (Bachpieper (D2, BB2))

Trockenrasen Trockenrasen Zippammer (D1), Hänfling, (Sperbergrasmücke (BBR), Neuntöter (DV, BB3))

Wiese / Weide feucht Binnenländisches Feuchtgrünland

Wachtelkönig (D1, BB1), Brachvogel (D2, BB1), Wachtel (DV, BB2), Kiebitz (D3, BB3), Grauammer (D2, BB1), Sumpfohreule (D1, BB1), (Weißstorch (D3, BB3), Großtrappe (D1, BB1), Rotschenkel (D3, BB1), Kampfläufer (D1, BB1), Uferschnepfe (D3, BB1))

Wiese / Weide frisch Frischwiesen Wachtel (DV, BB2), Raubwürger (D1, BB2), Grau-ammer (D2, BB1)

Staudenfluren halboffene Feldfluren Ortolan (D2, BB3), Steinkauz (D2, BB1), Wachtel (DV, BB2), Grauammer (D2, BB1), Neuntöter (DV, BB3)

Ackerbrache

Grünlandbrache

nasse Brachen und Sukzessionsflächen

Rohrschwirl (DV, BB3)l, Karmingimpel (DR, BBR), Blaukehlchen (D3, BB2), Kranich (BB2), Wiesenwei-he (D1, BB1), Feldschwirl, Sperbergrasmücke (BR), Schlagschwirl (BR), Teichrohrsänger, Nachtigall, Sprosser, Neuntöter (DV, BB3)

RL – Rote Liste, D – Deutschland, BB – Brandenburg, (0) ausgestorben, verschollen, (1) vom Aussterben bedroht, (2) stark gefährdet, (3) gefährdet, (P/R) potentiell gefährdet/ extrem selten, (V) Vorwarnliste, (G) Gefährdung anzunehmen, (-) keine Angaben in RL

Im Anhang findet sich eine Übersicht (Tabelle Anhang 11) über die Ermittlung der Ge-fährdungsstufen der Leitarten anhand der Roten Liste16 (JEDICKE 1997). Der Bewer-tungsschlüssel nach RECK (1996) setzt den Bewertungsrahmen für die Biotoptypen hinsichtlich ihrer Bedeutung als potentieller Lebensraum. Die fünf Bedeutungsstufen (sehr hoch – sehr gering) leiten sich ab aus der Einstufung der Gefährdungsgrade der Leitarten in der Roten Liste (Tabelle 3.9).

16Die Rote Liste enthält Angaben über gefährdete Tier- und Pflanzenarten, Pflanzengesellschaften und Biotoptypen sowie deren Grad der Gefährdung innerhalb Deutschlands und den einzelnen Bundeslän-dern.

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28 Britta Korte

Tabelle 3.9: Bewertung der Biotoptypen hinsichtlich ihrer Bedeutung als potentieller Lebensraum der Leitarten (nach RECK 1996, verändert)

Bewertung Definition Kürzel Biotoptypen nach BTNT BB

Vorkommen einer bundesweit vom Aussterben bedrohten Art D1

sehr hoch

(5) Vorkommen zahlreicher bundesweit stark gefährde-ten Arten mit artenreicher Begleitfauna aus weiteren gefährdeten Arten

D2

Trockenrasen, Wei-de/Wiese feucht, Wei-de/Wiese frisch, Inten-sivacker, Intensivgras-land, Ackerbrache, Grünlandbrache, Stau-denfluren

Vorkommen einer landesweit vom Aussterben bedrohten Art BB 1

Vorkommen einer landesweit stark gefährdeten oder gefährdeten Art

BB2, BB3

hoch

(4) Vorkommen zahlreicher landesweit rückläufiger Arten mit zum Teil artenreicher Begleitfauna BBR

/

nur einzelne landesweit seltene oder gefährdete Arten, zum Teil nur randlich einstrahlend BBR

mittel

(3) überwiegendes Vorkommen von weit bzw. überall verbreiteten Arten sowie Arten, die gegen größere Schwankungen der Umweltfaktoren unempfindlich sind

/ /

gering

(2)

stark unterdurchschnittliche Artenzahlen, nahezu ausschließliches Vorkommen der überall bzw. weit verbreiteten Arten sowie Arten, die gegen größere Schwankungen unempfindlich sind

/ /

sehr gering

(1)

Nachbarflächen stark bis sehr stark beeinträchti-gend oder hohe bis extrem hohe Trennwirkung; i. d. R. für höhere Tierarten kaum mehr besiedelbare Flächen

/ /

RL – Rote Liste, D – Deutschland, BB – Brandenburg, (0) ausgestorben, verschollen, (1) vom Aussterben bedroht, (2) stark gefährdet, (3) gefährdet, (P/R) potentiell gefährdet/ extrem selten, (V) Vorwarnliste, (G) Gefährdung anzunehmen, (-) keine Angaben in RL

3.1.5 Bewertung des Biotopentwicklungspotentials

Die Methode (nach BRAHMS et al. 1989, in VON HAAREN 2004) wurde pragmatisch an die Informationsbedingungen in der Praxis der Landschaftsplanung angepasst und kann mit Daten unterschiedlichen Differenzierungsgrades arbeiten.

Die in Kapitel 2.4 beschriebenen Ausgangsparameter (Bodenwasserhaushalt/ boden-kundliche Feuchtestufe, Nährstoffversorgung) werden in einem Ökogramm (Abbildung 3.2) regelbasiert kombiniert. Dabei gilt, liegen zwei Parameter im Extrem, geht man von einem Entwicklungspotential für höchst spezialisierte Vegetation aus. Findet sich ein Parameter im Extrem, wird eine Entwicklungsmöglichkeit für stark spezialisierte Vegetation angenommen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 29

BEP für mesophile Vegetationsgesellschaften auf Normalstandorten.

Sonstige Standorte

gering spezialisierte schutzwürdige Vegetation\

mäßig spezialisierte schutzwürdige Vegetation

Entwicklungspotential der Sonderstandorte

stark spezialisierte schutzwürdige Vegetation/

Entwicklungspotential der Extremstandorte

BEP für mesophile Vegetationsgesellschaften auf Normalstandorten.

Sonstige Standorte

gering spezialisierte schutzwürdige Vegetation\

mäßig spezialisierte schutzwürdige Vegetation

Entwicklungspotential der Sonderstandorte

stark spezialisierte schutzwürdige Vegetation/

Entwicklungspotential der Extremstandorte

mittlere Nährstoffversorgung (2)nährstoffarm (3)

/////////////////////////////////////////Trocken (5)

Mäßig frisch (4)

Frisch (3)

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\Feucht-frisch (2)

Feucht (1)

Bodenwasserhaushalt

mittlere Nährstoffversorgung (2)nährstoffarm (3)

/////////////////////////////////////////Trocken (5)

Mäßig frisch (4)

Frisch (3)

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\Feucht-frisch (2)

Feucht (1)

Bodenwasserhaushalt

Abbildung 3.2: Ökogramm zur Bestimmung des Biotopentwicklungspotentials (in Anlehnung an BRAHMS et al. 1989, in VON HAAREN 2004, verändert)

3.2 Analyse zur Ermittlung der Anbaueignung von Energiepflanzen

Wie schon in Kapitel 2.4 festgestellt, besitzt jede Pflanze eine Amplitude, die das Spektrum ihrer Wachstumsmöglichkeit definiert. Für die Ermittlung der Anbaueignung wurden die vier genannten Parameter (Kapitel 2.4) als limitierende Faktoren für das Wachstum der Energiepflanzen festgelegt. Anhand dieser Faktoren kann eine Bewer-tung der Standortparameter (Bodenfeuchte, Staunässe, Gründigkeit und Nährstoffe) erfolgen. Vorab sind diverse Teilparameter zur Bestimmung der Faktoren notwendig, die aus der Bodenkundlichen Kartieranleitung (AG BODEN 1994) ermittelt werden kön-nen (Verknüpfungstabellen).

Aufbauend auf diese Bewertungen, sind die Standorteigenschaften hinsichtlich der Ansprüche der Pflanzen zu klassifizieren. Die Klassifizierung erfolgt in der Annahme, dass der Mindestanspruch der Pflanze an den jeweiligen Standortparameter aus-schlaggebend für die Anbaueignung ist.

In einem abschließenden Schritt werden die vier bewerteten Standortparameter zu einer Gesamteignung aggregiert. Dies erfolgt regelbasiert und standorttypenbezogen.

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30 Britta Korte

3.2.1 Bewertung der Standortparameter

Bodenfeuchte

Der Bedarf der Pflanzen an Wasser (Wpfl) wird gedeckt aus der nutzbaren Feldkapazi-tät (nFK) im effektiven Wurzelraum (We) (Wpfl = nFK x We) sowie dem kapillaren Auf-stieg (KRWe), berechnet für die mittlere tägliche Aufstiegsrate für die Dauer der Hauptwachstumszeit (120 d/a). Die nutzbare Feldkapazität leitet sich von der Bodenart und der effektiven Lagerungsdichte (Ld) ab. Der kapillare Aufstieg wird bestimmt durch die vom Wurzelraum ausgehende Saugspannung (AG BODEN 1994).

Aus der tabellarischen Übersicht (Tabelle 3.10) geht noch einmal hervor, welche Pa-rameter zur Ermittlung der Bodenfeuchte herangezogen werden müssen.

Tabelle 3.10: Parameter zur Ermittlung der pflanzenverfügbaren Wassermenge

StRT MMK

Bodenart MMK

Bodenart KA 4

nFK (in Vol-%)

We (in dm)

KRWe 120

(mm/d) KRWe Wpfl

(in mm) Klasse

xxx S Ss 10,5 6 0 -- 63 4

… … … … … … … … …

StRT - Standortregionaltyp der MMK, nFK - nutzbare Feldkapazität, We - effektiver Wurzelraum, KRWe - kapillarer Aufstieg, Wpfl - pflanzenverfügbares Wasser

Aus der Ermittlung des pflanzenverfügbaren Bodenwassers kann die Einstufung der Bodenfeuchte in Klassen wie folgt vorgenommen werden.

Tabelle 3.11: Einteilung der Bodenfeuchte in Klassen

Klassifizierung Wpfl Beschreibung

1 > 300 mm

sehr hohe Wpfl

feucht =

sehr hohe Wasserversorgung

2 >220 bis 300 mm

hohe Wpfl

frisch-feucht =

hohe Wasserversorgung

3 > 140 bis 220 mm

mittlere Wpfl

frisch =

mittlere Wasserversorgung

4 > 60 bis140 mm

geringe Wpfl

mäßig frisch =

geringe Wasserversorgung

5 > 60 mm

sehr geringe Wpfl

trocken =

sehr geringe Wasserversorgung

Staunässe

Die Herleitung einer möglichen Staunässe erfolgt über den Hydromorphieflächentyp der MMK und die Beschreibung des Standorttyps (von sickerwasserbestimmt bis stau-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 31

nässebestimmt). Eine Übersicht über die beschriebenen Teilparameter zur Ermittlung der Staunässe findet sich in Tabelle 3.12.

Tabelle 3.12: Parameter zur Ermittlung der Staunässe

StRT MMK Bezeichnung STT der MMK Bodenart MMK

Bodenart KA 4 HFT MMK Klasse

xxxx Bspw.: sickerwasserbestimmte Sande

S Ss 11 0

… … … … … …

StRT - Standortregionaltyp der MMK, STT – Standorttyp, HFT – Hydromorphieflächentyp der MMK,

Auf der Grundlage der ermittelten Situation kann eine Einteilung in zwei Klassen erfol-gen, wie sie in der nachfolgenden Tabelle 3.13 beschrieben sind.

Tabelle 3.13: Einteilung der Staunässe in Klassen

Klassifizierung HFT Beschreibung

0 11, 12, 21, 41, 51, 52, 53, 61, 62

staunässefrei

1 22, 31, 32, 33, 42,43 staunass

Gründigkeit

Der effektive Wurzelraum wird ermittelt über Bodenart und Lagerungsdichte. Bei Vor-kommen unterschiedlicher Bodenarten auf einem Standorttyp wird die Gründigkeit durch Bildung des arithmetischen Mittels aus den jeweiligen Werten ermittelt (AG BO-

DEN 1994). Die notwendigen Teilparameter werden in Tabelle 3.14 noch einmal an-schaulich dargestellt.

Tabelle 3.14: Parameter zur Ermittlung der Durchwurzelbarkeit

StRT MMK Bezeichnung STT der MMK

Bodenart MMK

Bodenart KA 4 Ld We

(in dm) Klasse

xxxx Bspw.: sickerwasserbe-stimmte Sande S Ss 3 6 2

… … … … … … …

StRT - Standortregionaltyp der MMK, STT – Standorttyp, Ld – Lagerungsdichte, We - effektiver Wurzel-raum

Für ein Einteilen der Gründigkeit in Klassen wurden folgende Abstufungen der Tabelle 3.15 gewählt.

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32 Britta Korte

Tabelle 3.15: Einteilung der Gründigkeit in Klassen

Klassifizierung Gründigkeit Beschreibung

1 > 10 dm tiefgründig

2 5 bis 10 dm mittelgründig

3 < 5 dm flachgründig

Nährstoffversorgung

Zur Bewertung der Nährstoffverfügbarkeit wird die potentielle Kationenaustauschkapa-zität (KAKpot) herangezogen. Die KAKpot bezeichnet die potentielle Anzahl von Bin-dungsplätzen für Kationen (und damit Nährstoffen) bei einem definierten pH-Wert von 8,2. Sie leitet sich näherungsweise aus der Bodenart ab. Für Moorböden, die eine Sonderstellung einnehmen, wird eine hohe potentielle Kationenaustauschkapazität angenommen17 (AG BODEN 1994).

Tabelle 3.16: Parameter zur Ermittlung der Nährstoffversorgung (Beispiele)

StRT MMK Bezeichnung STT der MMK Bodenart MMK

Bodenart KA 4 KAKpot Klasse

xxxx Bspw.: sickerwasserbestimmte Sande S Ss 2 3

… … … … … …

StRT - Standortregionaltyp der MMK, STT – Standorttyp, KAKpot – potentielle Kationenaustauschkapazität

Aus der Ermittlung der KAK kann die Einstufung der Nährstoffversorgung in Klassen wie folgt vorgenommen werden:

Tabelle 3.17: Einteilung der Nährstoffversorgung in Klassen

Klassifizierung Nährstoffe Beschreibung

1 > 15 cmol/kg hohe Nährstoffverfügbarkeit

2 5 bis 15 cmol/kg mittlere Nährstoffverfügbarkeit

3 < 5 cmol/kg niedrige Nährstoffverfügbarkeit

17Es wird davon ausgegangen, dass Moore einen hohen Humusgehalt aufweisen und ihnen aufgrund dessen eine hohe KAKpot zugeschrieben wird.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 33

3.2.2 Bewertung der Standortparameter hinsichtlich ihrer Eignung für Energie-pflanzen

Die Bewertungen erfolgen regelbasiert mittels Verknüpfungstabellen (je Parameter eine Verknüpfungstabelle). Für jeden Bodenparameter ergeben sich dementsprechend mehrere Bewertungen, jeweils untergliedert in die 3 Klassen

1= gut geeignet;

2= geeignet;

3= nicht geeignet.

Die folgenden Verknüpfungstabellen der jeweiligen Parameter weisen für alle potentiel-len Werte eine Bewertungssituation aus.

Wie aus der folgenden Tabelle 3.18 abzulesen ist, wird bei der Bewertung der Stand-orteignung für die pflanzenverfügbare Bodenwassermenge davon ausgegangen, dass Pflanzen mit sehr hohem Anspruch an die Wasserversorgung auf Böden mit guter Wasserversorgung optimal gedeihen. Auf Böden mit abnehmender Wasserversorgung nimmt die Eignung jedoch ab. Dies wird für alle möglichen Situationen deklariert. Dabei wird aus den Standortansprüchen der Pflanzen und den Standorteigenschaften des Bodens eine Eignungsbewertung der Standorte abgeleitet.

Tabelle 3.18: Bewertung der pflanzenverfügbaren Bodenwassermenge

Standortanspruch Pflanze (Wpfl- Klasse)

Standorteigenschaft Boden

Klasse Boden

Eignungsbewertung Standort

Klasse Standort

feucht 1 gut geeignet 1

feucht-frisch 2 geeignet 2

frisch 3 geeignet 2

mäßig frisch 4 nicht geeignet 3

sehr hoher Anspruch an Wasserversorgung

feucht (1)

trocken 5 nicht geeignet 3

feucht 1 geeignet 1

feucht-frisch 2 gut geeignet 1

frisch 3 geeignet 2

mäßig frisch 4 geeignet 2

hoher Anspruch an Wasser-versorgung

feucht – frisch (2)

trocken 5 nicht geeignet 3

feucht 1 geeignet 2

feucht-frisch 2 geeignet 2

frisch 3 gut geeignet 1

mäßig frisch 4 geeignet 2

mittlerer Anspruch an Wasserversorgung

frisch (3)

trocken 5 geeignet 2

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34 Britta Korte

Standortanspruch Pflanze (Wpfl- Klasse)

Standorteigenschaft Boden

Klasse Boden

Eignungsbewertung Standort

Klasse Standort

feucht 1 nicht geeignet 3

feucht-frisch 2 geeignet 2

frisch 3 geeignet 2

mäßig frisch 4 gut geeignet 1

geringer Anspruch an Wasserversorgung

mäßig frisch (4)

trocken 5 geeignet 2

feucht 1 nicht geeignet 3

feucht-frisch 2 nicht geeignet 3

frisch 3 geeignet 2

mäßig frisch 4 geeignet 2

sehr geringer Anspruch an Wasserversorgung

trocken (5)

trocken 5 gut geeignet 1

Zur Bewertung der Staunässeverträglichkeit (Tabelle 3.19) wird bspw. davon ausge-gangen, dass Pflanzen, die keine Staunässe vertragen, nur auf staunässefreien Böden vorkommen. Für Pflanzen die gegenüber Staunässe verträglich sind, wird auf beiden Standortgegebenheiten eine gute Anbaueignung angenommen.

Tabelle 3.19: Bewertung der Staunässeverträglichkeit

Standortanspruch Pflanze (StauN-Klasse)

Standorteigenschaft Boden

Klasse Boden

Eignungsbewertung Standort

Klasse Standort

staunässefrei 0 Gut geeignet 1 Staunässefreie Böden

(0) staunass 1 Nicht geeignet 3

staunässefrei 0 Gut geeignet 1 Staunasse Böden

(1) staunass 1 Gut geeignet 1

Bei der Bewertung der Durchwurzelbarkeit wird davon ausgegangen, dass bspw. Pflanzen mit mittel- und flachgründigen Ansprüchen an den Boden auf einem tiefgrün-digen Standort ohne Einschränkung geeignet sind. Bei tiefgründigen Pflanzen hinge-gen wird angenommen, dass sie sich auf flachgründigen Standorten nicht etablieren können, mittelgründige Böden aber immer noch geeignet sind. Tabelle 3.20 zeigt dies in einer Übersicht für alle möglichen Kombinationen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 35

Tabelle 3.20: Bewertung der Durchwurzelbarkeit

Standortanspruch Pflanze (We-Klasse)

Standorteigenschaft Boden

Klasse Boden

Eignungsbewertung Standort

Klasse Standort

Tiefgründig 1 Gut geeignet 1

Mittelgründig 2 Geeignet 2 Tiefgründige Böden

(1) Flachgründig 3 Nicht geeignet 3

Tiefgründig 1 Gut geeignet 1

Mittelgründig 2 Gut geeignet 1 Mittelgründige Böden

(2) Flachgründig 3 Geeignet 2

Tiefgründig 1 Gut geeignet 1

Mittelgründig 2 Gut geeignet 1 Flachgründige Böden

(3) Flachgründig 3 Gut geeignet 1

Bei der Bewertung der Nährstoffverfügbarkeit (vgl. Tabelle 3.21) wird davon ausge-gangen, dass bspw. Pflanzen mit hohem Nährstoffbedarf auf Böden mit hoher KAK sehr gut geeignet sind, auf sehr armen Böden mit sehr geringer KAK jedoch völlig un-geeignet. Pflanzen mit geringen Nährstoffansprüchen werden hingegen auf besser ausgestatten Standorten nicht beeinträchtigt. Es ist jedoch zu beachten, dass die Pro-duktqualität leiden kann.

Tabelle 3.21: Bewertung der Nährstoffverfügbarkeit

Standortanspruch Pflanze (KAK-Klasse)

Standorteigenschaft Boden

Klasse Boden

Eignungsbewertung Standort

Klasse Standort

Hohe KAK 1 Gut geeignet 1

Mittlere KAK 2 Geeignet 2 Hoher Nährstoffbedarf

(1) Geringe KAK 3 Nicht geeignet 3

Hohe KAK 1 Gut geeignet 1

Mittlere KAK 2 Gut geeignet 1 Mittlerer Nährstoffbedarf

(2) Geringe KAK 3 Geeignet 2

Hohe KAK 1 Gut geeignet 1

Mittlere KAK 2 Gut geeignet 1 Geringer Nährstoffbedarf

(3) Geringe KAK 3 Gut geeignet 1

3.2.3 Aggregation der Einzelbewertung zu einer Gesamteignung

Als letzter Schritt muss eine Zusammenfassung der vier Einzelparameter, die in Form von Pflanzenansprüchen kombiniert werden (bspw. 3011 Wpfl_3/StauN_0/We_1/ KAK_1), in eine Standorteignungs-Klasse geschehen. Dies erfolgt in Anlehnung an der Erstellung eines Relevanzbaumes nach SCHOLLES (2001). Mit dieser Methode kann

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36 Britta Korte

eine Aggregation von Indikatoren erfolgen. Dies geschieht über Wenn-dann-Bedingungen, wie sie in der Abbildung 3.3 dargestellt sind. Hier werden K.O.-Kriterien aufgestellt, bei deren Erfüllung auf jeden Fall eine Einstufung erfolgt, unabhängig von der Ausprägung der übrigen Kriterien.

Abbildung 3.3: Relevanzbaum zur regelbasierten Bewertung der Standorteignung (eigene Darstel-lung, in Anlehnung an SCHOLLES 2001)

Bedingung 1:

Wenn ein Standortparameter als ungeeignet (Abweichung um 2 Klassen vom Optimum) für eine Pflanzengruppe klassifiziert wird, dann gilt der Standort als nicht geeignet für deren Anbau.

Wertung: nicht geeignet

Bedingung 2:

Wenn alle vier Parameter einer Pflanzengruppe im Optimum liegen, dann wird der Standort als für die Gruppe optimal geeignet eingestuft.

Wertung: sehr gut geeignet

Bedingung 3:

Wenn ein Parameter einer Pflanzengruppe um eine Klasse vom Optimum ab-weicht, dann ist der Standort noch gut geeignet.

Wertung: gut geeignet

Weicht ein Parameter um mehr als eine Klasse ab, fällt er in die Kategorie Be-dingung 1.

Bedingung 4:

B 1

B 2

B 3

B 4

B 5

min. 1 Parameter ungeeignet

nicht geeignet

alle Parameter optimal geeignet

1 Parameter weicht um 1 Klasse vom Optimum ab

2 Parameter weichen um 1 Klasse vom Optimum ab

3 Parameter weichen um 1 Klasse vom Optimum ab

sehr gut geeignet

gut geeignet

mittel geeignet

schlecht geeignet

N

N

N

NJ

J J

J J

B = Bedingung 1 – 5, N = nein, J = ja

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 37

Wenn zwei Parameter einer Pflanzengruppe um jeweils eine Klasse vom Opti-mum abweichen, dann wird der Standort als geeignet eingestuft.

Wertung: mittel geeignet

Weicht einer der zwei Parameter um zwei Klassen ab, greift Bedingung 1.

Bedingung 5:

Wenn drei Parameter einer Pflanzengruppe um jeweils eine Klasse vom Opti-mum abweichen, dann wird der Standort als schlecht geeignet eingestuft.

Wertung: schlecht geeignet

Weicht einer der drei Parameter um zwei Klassen ab, greift Bedingung 1.

3.3 Ökologische Risikoanalyse

Mit Hilfe der ökologischen Risikoanalyse kann auf Grundlage der Ergebnisse der bei-den vorangegangenen Bereiche die ökologische Nutzungsvertraglichkeit beurteilt wer-den. Die Beurteilung erfolgt formal durch die Bildung dreier Größen:

Beeinträchtigungsempfindlichkeit (Landschaftsfunktionen, siehe Kapitel 3.1)

Beeinträchtigungsintensität (Anbaueignung der Energiepflanzen, siehe Kapitel 3.2)

Risiko der Beeinträchtigung

Beurteilung der Land-schaftsfunktionen

Einstufung

Anbaueignung

hoch mittel gering

hoch mittel gering

Beurteilung der An-baueignung für

Pflanzen (mit definier-ter Beeinträchtigung)

Risiko

hoch

mittel

gering

Abbildung 3.4: Risikomatrix (nach SCHOLLES 1999, verändert)

Die Beeinträchtigungsintensität ergibt sich aus der Prognose der Auswirkungen von Nutzungen (Anbaueignung von Energiepflanzen) auf die Landschaftsfunktionen. Hier

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38 Britta Korte

werden die Beeinträchtigungsfaktoren entsprechend den von ihnen ausgehenden Wir-kungen zusammengefasst.

Die Beeinträchtigungsempfindlichkeit entsteht durch den Abgleich der Untersuchungs-ergebnisse (Landschaftsfunktionen) mit fachlichen Zielvorstellungen. Sie fasst zum einen die Nutzungseignung natürlicher Ressourcen und zum anderen die Übertra-gungseigenschaften der Geofaktoren für Wirkungen zusammen.

Beide Aggregatgrößen werden ordinalen Skalen zugeordnet und somit Klassen zuge-teilt. Diese dienen zum Abschätzen der Beeinträchtigungsintensität und -empfindlichkeit und werden einzelfallorientiert hergeleitet. Aus der Verknüpfung der Intensität und Empfindlichkeit der beiden Größen in einer Risikomatrix (vgl. Abbildung 3.4) ergibt sich das Risiko der Beeinträchtigung. Somit wird das Ausmaß der Beein-trächtigung der natürlichen Ressourcen quantifizierbar gemacht. Gesprochen wird von einer Beeinträchtigung, wenn eine Änderung von Quantität und Qualität der Funktion vorliegt (vgl. SCHOLLES 1999).

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 39

4 UNTERSUCHUNGSGEBIET

Um der im Kapitel 3 erläuterten Methode einen räumlichen Bezug zu geben, soll im folgenden Abschnitt eine ausgesuchte Modellregion näher vorgestellt werden. Neben der Auswahl des Untersuchungsgebietes (UG) werden auch Aussagen zu den natur-räumlichen Gegebenheiten und der aktuellen Situation getroffen. Im Anschluss daran erfolgt eine genaue Betrachtung der zur Verfügung stehenden Daten für die Region.

4.1 Geographische Lage und Situation der Modellregion

Die Modellregion Prenzlau Nord-West (Prz-NW) liegt im Nordosten Brandenburgs - genauer in der Uckermark, dem größten Landkreis18 der Bundesrepublik (MÜLLER et al. 2002). Die Uckermark stößt im Osten an die Grenze zu Polen, während im Norden das Gebiet durch das Bundesland Mecklenburg-Vorpommern begrenzt wird. Westlich der Region schließt der Landkreis Oberhavel, im Süden der Landkreis Barnim an. Fokus-siert man weiter in das Untersuchungsgebiet mit seiner Größe von ca. 15 x 15 km, grenzt dieses im Süd-Osten an die Stadt Prenzlau und liegt im Einzugsgebiet des Quil-low.

Abbildung 4.1: Lage der Modellregion Prenzlau Nord-West

In der Modellregion sind verschiedene Bodenarten vorzufinden, wobei Sand- und Tief-lehmstandorte mit unterschiedlichen Hydromorphietypen dominieren. Das gesamte

18 Die Fläche der Uckermark beträgt 3058 km².

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40 Britta Korte

Gebiet weist mit einer durchschnittlichen Bodenzahl von 42 eine mittlere Ackerwertzahl (AWZ) auf und zeigt sich eben bis flach mit teilweise mäßig geneigten Anteilen. Die mittlere Jahrestemperatur liegt bei 7,8°C.

Tabelle 4.1: Standortdaten zur Modellregion (nach DEUMLICH et al., o. J., verändert)

Bodenformen Sand- und Lehmsand-Tieflehm-Fahlerden,

Bodenzahl 42

Neigung eben bis flach mit mäßig geneigten Anteilen

Hydromorphie sickerwasserbestimmt

staunässebeeinflusst

grundwasserbestimmt

Klima mittlere Jahrestemperatur: 7,8°C

mittlerer Jahresniederschlag: 508 mm

Als bedeutender Wirtschaftszweig nimmt die Landwirtschaft in der Uckermark einen Großteil der Landkreisfläche ein. Wie für die Region charakteristisch, wird auch die Modellregion Prenzlau Nord-West überwiegend intensiv ackerbaulich genutzt. Der Flä-chenanteil19 liegt bei ca. 65 %. Tabelle 4.2 zeigt in einer Übersicht, welche weiteren Nutzungsformen anteilig an der Fläche des Untersuchungsgebietes Prenzlau Nord-West vertreten sind.

Tabelle 4.2: Flächenverteilung der Nutzungsarten in der Modellregion Prenzlau Nord-West

Nutzungsart Flächenanteil in km² Angaben in %

Gesamtfläche 223 100

Acker 144 65

Grünland 35 16

Wald/ Forsten/ Gehölze 15,5 7

Siedlung /Sonder- und Freiflächen 11,5 5

Gewässer 12 5

Moore und Sümpfe 5 2

Den zweitgrößten Raum beanspruchen die Flächen für die Grünlandnutzung (16 %). Diese liegen vorwiegend in den Niederungen und somit feuchten Gebieten entlang der Fluss- und Bachläufe. Die restlichen Flächen fallen zu annähernd gleichen Teilen an die Nutzungsformen Siedlung, Gewässer und Wälder. Den geringsten Flächenanteil beanspruchen die Moore und Sölle.

19 Die Flächenverteilungen für das UG wurden mittels einer Abfrage im GIS selbst ermittelt.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 41

Als wichtigste Anbaukulturen gelten neben Getreide auch Zuckerrübe und Ölsaaten. Der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen spielt eine zunehmende Rolle (MÜLLER et al. 2002). Bereits heute existieren 31 Biogasanlagen in der Region und weitere 34 sind in Planung.

Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die offene Agrarlandschaft des Untersuchungs-gebietes und die damit verbundenen landwirtschaftlichen Nutzungen Acker und Grün-land. Diese stellen den potentiellen Anbauraum für Energiepflanzen dar. In Abbildung 4.2 wird die landwirtschaftliche Nutzfläche im Untersuchungsgebiet nochmals hervor-gehoben.

Abbildung 4.2: Landwirtschaftliche Nutzfläche im Untersuchungsgebiet (Acker und Grünland)

Die Auswahl des Gebietes erfolgte in Anlehnung an das geplante Forschungsvorhaben „Biomassenutzung und Naturschutz“, welches den Untersuchungsraum Uckermark anstrebte. Da eine Bearbeitung der gesamten Uckermark aus zeit- und arbeitstechni-schen Gründen nicht erfolgen konnte, wurde ein Größenausschnitt gewählt, der dem vorgegebenen Rahmen einer Diplomarbeit angemessen erschien. Das Gebiet sollte eine gewisse Heterogenität hinsichtlich Struktur und Standorte aufweisen, welche mit der Wahl der Region Prenzlau Nord-West angestrebt wurde. Zudem konnten vom Leib-nitz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) in Müncheberg bereits digitale Grundlagendaten für diesen Raum zur Verfügung gestellt werden. Von Seiten des ZALF bestand zudem ein Interesse, diesen Raum näher zu untersuchen.

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42 Britta Korte

4.2 Datengrundlage

Für eine raumbezogene Analyse werden diverse Daten benötigt. Wie eingangs er-wähnt, wurden vom ZALF ein Teil der Grunddaten für den Untersuchungsraum zur Verfügung gestellt. Dazu zählen die Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkar-tierung (MMK), die Reichsbodenschätzung (RBS), die Biotoptypenkartierung Branden-burg und das Digitale Gelände Modell (DGM).

Tabelle 4.3: Übersicht der verfügbaren Daten

Datensätze Maßstab/ Auflösung Aktualität Bemerkung

MMK

Mittelmaßstäbige Landwirtschaft-liche Standortkartierung

1:25.000

von 1:100.000 hochgezeich-net

1981 Basiskarte

relevante Daten zu StRT, HFT, NFT, Bodenformen, Gefüge

RBS

Reichsbodenschätzung

1.10.000

von 1:25.000 hochgezeich-net

1930 Bodensubstrate

BTNT

Biotoptypenkartierung Branden-burg

1:10.000 1991 – 1993 (Befliegung)

Landnutzung

DGM 25

Digitale Gelände Modell

25 m 2001 Hangneigung und Relief

BÜK 300

Bodenübersichtskarte Branden-burg

1:300.000 2004 Übersichtskarte, dient zu Ver-gleichszwecken

Umweltsituation Brandenburg diverse 1997 Abgrenzung des Projektgebietes, Schutzgebiete

Die Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) enthält relevante Angaben zu den Bodenarten, dem Standortregionaltyp (StRT), den Hydromorphie-Verhältnissen (HFT), dem Relief (NFT), den Bodenformen, dem Gefüge sowie bereits vom ZALF ermittelte Angaben zur Wasser- und Winderosion.

Aus der Biotoptypenkartierung kann die Landnutzung abgelesen werden. Die Reichs-bodenschätzung gibt eine Übersicht über die Bodensubstrate und mit Hilfe des DGM können Angaben zum Relief (Hangneigung) ermittelt werden. Vertiefende Bodendaten können zudem auf Grundlage der Bodenarten der MMK aus der Bodenkundlichen Kar-tieranleitung (KA 4) abgeleitet werden (AG BODEN 1994).

Weiterhin stand die Bodenübersichtskarte Brandenburg (BÜK 300) als Medium zur Verfügung. Da der Maßstab dieses Kartenwerks jedoch für die standortbezogenen Analysen als ungeeignet einzustufen ist, wurde die Karte nur zu Vergleichszwecken herangezogen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 43

Für Klimadaten wie bspw. den durchschnittlichen Jahresniederschlag oder die mittlere Jahrestemperatur kann der Klimaatlas der BRD (DWD 1999 und 2001) hinzugezogen werden.

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44 Britta Korte

5 ERGEBNISSE UND INTERPRETATION DER BEWERTUNGEN

Die Analysen und Modellierungen, auf die im Folgenden näher eingegangen wird, sind unter Verwendung eines Geographischen Informationssystem (GIS) erstellt worden. Die notwendigen Verknüpfungen für Bewertungen erfolgten vornehmlich regelbasiert, meist auf der Ebene von Wenn-dann-Beziehungen, dargestellt in Verknüpfungstabellen (siehe auch Anhang). Im anstehenden Kapitel werden die Resultate aus den Analysen und Bewertungen zur naturschutzfachlichen Landschaftsanalyse, zur Anbaueignung der Energiepflanzen sowie zur ökologischen Risikoanalyse aufgezeigt und näher erläu-tert.

5.1 Teilergebnisse aus der naturschutzfachlichen Landschaftsana-lyse

5.1.1 Natürliche Ertragsfunktion

Das Bewertungsverfahren zur natürlichen Ertragsfunktion (Ertragspotential) greift auf die Ergebnisse der Reichsbodenschätzung zurück. Mit diesem Ergebnis wird eine Ein-schätzung der Ertragfunktion bezweckt, die als Argumentationsgrundlage dienen soll.

Ertragspotential

mittel84%

gering15%

hoch<1%

Abbildung 5.1: Flächenverteilung der Ergebnisse zum natürlichen Ertragspotential

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 45

Die Abbildung 5.1 zeigt die lagengenaue Flächenverteilung des Ertragspotentials20, wie es mit Hilfe des GIS ermittelt wurde. Im rechten Teil der Grafik wird die prozentuale Verteilung dieser Flächen übersichtlich dargestellt. Wie zu erkennen ist, handelt es sich bei dem Gebiet um eine relativ homogene Verteilung des Ertragspotentials mit einer mittleren Bewertung. Nur ein Prozent der Fläche weist ein hohes, 15 % ein geringes Potential auf.

Da das Ertragspotential im Wesentlichen durch die Erosions- bzw. Verdichtungsgefahr (vgl. Kapitel 2.3.1) beeinflusst wird, werden diese im Folgenden näher betrachtet.

Bei der Verdichtungsgefahr kommen hauptsächlich die Bodendaten MMK bzw. KA 4 zum Einsatz. In Anlehnung an THIERE et al. (1991) kann damit eine Festlegung der Schadverdichtungsgefährdungsklassen für die Standortgruppen (MMK) und Bodenar-tengruppen (KA 4) erfolgen, wie aus Abbildung 3.1 hervorgeht.

Verdichtungsgefahr

stark40%

sehr stark1%

erheb-lich45%Moore

14%

Abbildung 5.2: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Verdichtungsgefahr

Aus der Abbildung 5.2 zur Verdichtungsgefahr der Standorte ist zu erkennen, dass in der Modellregion die Verdichtungsgefahr auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche über-wiegend erheblich (45 %) und stark (40 %) einzustufen ist. Zieht man erneut die Abbildung 3.1 zur Interpretation heran, wird deutlich, dass es sich dabei um Sand- und Tieflehmstandorte sowie staunasse Lehm- und Tieflehmstandorte handelt. Standorte mit einer sehr starken Gefährdung (1 %) sind i. d. R. reine Sandstandorte.

20Eine Darstellung der Flächen in Kartenform (Maßstab 1:100.000) findet sich im Anhang. Dies gilt auch für die folgenden Abbildungen.

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46 Britta Korte

Die Daten zur Erosionsgefährdung wurden vom ZALF übernommen und basieren auf Grundlage des Modells VERMOST, das sich auf die ABAG und das DGM bezieht.

Erosinonsgefahr

gering36%

mittel31%

hoch16%

keine17%

Abbildung 5.3: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Erosionsgefahr

Die Abbildung 5.3 zeigt die Flächenverteilung der ermittelten Erosionsgefahr und deren prozentuale Verteilung. Dabei wird deutlich, dass auf 17 % der Fläche keine Gefahr der Erosion bzw. auf 36 % nur eine geringe Gefahr zu registrieren ist. Im Vergleich mit dem Digitalen Geländemodell zeigt sich, dass dies vor allem die ebenen bis flachen Stand-orte betrifft. Auf 16 % der Fläche wurde eine hohe Erosionsgefahr ermittelt. Hier han-delte es sich i. d. R. um Standorte, die eine mäßige bis starke Neigung aufweisen. Standorte mit einer mittleren Bewertung (31 %) sind meist flache Standorte, die Anteile von mäßig bis starken Neigungen enthalten.

5.1.2 Grundwasserdargebotsfunktion

Das Bewertungsverfahren zur Grundwasserdargebotsfunktion erfolgt über die Model-lierung der Wasserhaushaltsgleichung. Betrachtet wurden in diesem Zusammenhang der mittlere Jahresniederschlag (475-500 mm/a) und die potentielle Verdunstung (580-600 mm/a), die dem Klimaatlas der BRD (DWD 1999 und 2001) entnommen wurden. Des Weiteren wurden die Bodenartengruppen und Hydromorphietypen aus der MMK, die Hangneigung aus dem DGM sowie die Flächennutzung aus der Biotoptypenkartie-rung hinzugezogen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 47

Grundwasserneubildung

gering97% mittel

3%

Abbildung 5.4: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Grundwasserneubildung

Die Ergebnisse der Bewertung der Grundwasserneubildung in Abbildung 5.4 zeigen, dass das Gebiet überwiegend in eine geringe (97 %) Neubildung eingestuft wird. Le-diglich 3 % der Fläche weisen eine mittlere Bewertung auf. Bei diesen mittleren Stand-orten handelt es sich um reine Sandstandorte bzw. Lehmstandorte mit einem hohen Anteil an Sand.

5.1.3 Retentionsfunktion

Das Bewertungsverfahren zur Bestimmung der Gebietsretention ermittelt die Beein-trächtigungsintensität der aktuellen Funktion. Dafür sind vorab Angaben über das Ba-sispotential und die aktuelle Gebietsretention nötig.

Für die Ableitung des Basispotentials wurden vorhandene Daten zum Relief (Hangnei-gung aus dem DGM) und zu den Bodenarten (Bodenart und Hydromorphie aus der MMK) verwendet.

Die Abbildung 5.5 zeigt eine lagegenaue sowie prozentuale Verteilung der Ergebnisse. Ein sehr geringes Basispotential (14 %) wird vor allem auf hydromorphen Böden er-reicht aber auch auf halbhydromorphen und überwiegend lehmigen Standorten mit Hangneigungen ab 12°. Ein sehr hohes Basispotential wird dem gegenüber auf über-wiegend terrestrischen Böden mit einem meist flachen Relief (bis max. 7° Neigung) ermittelt.

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48 Britta Korte

Basispotential

gering49%

sehr gering14%

mittel2%

hoch32%

sehr hoch3%

Abbildung 5.5: Flächenverteilung der Ergebnisse zum Basispotential

Diese Ergebnisse werden mit den im Untersuchungsgebiet vorkommenden Landnut-zungen verknüpft. Dadurch erhält man die aktuelle Funktion des Gebietes (vgl. Abbildung 5.6).

Gebietsretention

mittel35%

gering49%

sehr gering14%

hoch2%

Abbildung 5.6: Flächenverteilung der Ergebnisse zur aktuellen Gebietsretention

Da sich die Retention auf die Nutzungstypen bezieht, ist an dieser Stelle eine Aggrega-tion der aktuellen Gebietsretention auf die Standortregionaltypen (StRT) notwendig, da alle weiteren Teilergebnisse sich auf die Standortregionaltypen beziehen. Dies ist wich-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 49

tig, um einen weiteren Vergleich zu gewährleisten. Über die Bildung des arithmetischen Mittels der aktuellen Retention für die Standortregionaltypen kann dies erreicht werden.

Aus den Ergebnissen ist abzulesen, dass die Flächen mit einem geringem (49 %) und sehr geringem (14 %) Retentionsvermögen im Untersuchungsgebiet den größten Anteil ausmachen. Dies sind vor allem Standorte mit einer intensiven Acker- bzw. Grünland-nutzung und einem sehr geringen - geringen Basispotential. Einen weiteren großen Anteil nehmen die Flächen mittlerer Bewertung ein. Hier liegen Landnutzungen mit einer hohen Bedeutung für das Retentionsvermögen (vgl. Kapitel 3.1.3) auf einem ge-ringen Basispotential bzw. Nutzungsstrukturen mittlerer Bedeutung auf Standorten mit hohem - mittlerem Basispotential. Standorte mit einem hohen Vermögen belegen nur 2 % der Flächen. Hier findet sich ein hohes bis sehr hohes Basispotential, gepaart mit Landnutzungen hoher Bedeutung für das Retentionsvermögen.

Da sich je nach Feldfrucht oder Grünlandnutzung Unterschiede im Retentionsvermö-gen zeigen, ergeben sich bei der Beurteilung der landwirtschaftlichen Nutzfläche Prob-leme. Die wirkliche Nutzung ist auf Grund von Fruchtwechseln und Mähweidenutzung von Grünland mit dieser Unterteilung nicht zu erfassen. Dafür kann eine Unterteilung in weiträumige Ackerbereiche sowie intensives und extensives Grünland erfolgen. Kri-tisch gesehen werden muss auch die Einstufung von Moorstandorten. Auf Grund ihrer hohen Grundwasserstände wird ihnen eine sehr geringe Wertstufe beim Basispotential zugeteilt. Da intakte Moore kaum zusätzliche Speicherkapazität und damit hohe Ab-flüsse aufweisen, entspricht diese Einteilung der Wirklichkeit (GÄNSRICH & WOLLENWE-

BER 1995).

Gebietsretention - Beeinträchtigung der Flächen

keine2%

stark 33%

mäßig 65%

Abbildung 5.7: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Beeinträchtigung der Gebietsretention

Aus dem Vergleich des Basispotentials mit der aktuellen Gebietsretention ist dann die Beeinträchtigung der Funktion abzulesen (vgl. Kapitel 3.1.3).

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50 Britta Korte

Der Großteil der Flächen im Untersuchungsgebiet weist eine mäßige bis starke Beein-trächtigung auf. Aus den Bedingungen zur Tabelle 3.7 wird deutlich, dass eine Beein-trächtigung vorherrscht, wenn die Bewertung der aktuellen Funktion unter der Bewer-tung des Basispotentials liegt. Bei den 2 % der Flächen ohne Beeinträchtigung liegt die aktuelle Funktion dementsprechend höher als das Basispotential bzw. ist die aktuelle Funktion hoch bis sehr hoch.

5.1.4 Biotopfunktion

Für das Bewertungsverfahren zur Biotopfunktion wurde vor allem die Biotoptypenkar-tierung verwendet sowie die Rote Liste gefährdeter Vogelarten (JEDICKE 1997). Über Verknüpfungsregeln (vgl. Kapitel 3.1.4, RECK 1996) erhält man die Bewertung der Bio-tope als potentiellen Lebensraum für Tierarten.

Bedeutung potentieller Biotope

sehr hoch100%

Abbildung 5.8: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Biotopfunktion

Die Untersuchung hat ergeben, dass dem gesamten Untersuchungsraum eine sehr hohe Bedeutung als potentieller Tierlebensraum (bezogen auf Vögel) zukommt (vgl. Abbildung 5.8). Sowohl die intensiv genutzten offenen Acker- und Grünlandflächen (bspw. Großtrappe) als auch die weniger intensiv genutzten Flächen (bspw. Wachtel-könig, Raubwürger, Brachvogel…) können verschiedenen bundes- und landesweit vom Aussterben bedrohten Arten ein Habitat bieten (vgl. Tabelle 3.8).

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 51

5.1.5 Biotopentwicklungspotential

Das Bewertungsverfahren zum Biotopentwicklungspotential basiert im Wesentlichen auf Angaben zum Bodenwasserhaushalt und zur Nährstoffversorgung. Die Angaben zum Bodenwasserhaushalt (bodenkundliche Feuchtestufe) sind aus der KA 4 über die nutzbare Feldkapazität (nFK) und den effektiven Wurzelraum (We) ableitbar und wur-den ebenfalls für die Bewertung der Anbaueignung ermittelt. Dies gilt auch für die Hin-weise auf die Nährstoffversorgung (KAK) (vgl. Kapitel 5.2.2).

Das regionale Ökogramm (Abbildung 5.9) zeigt, wie die Bewertung für das Untersu-chungsgebiet anhand der Bodenwasser- und Nährstoffverhältnisse bestimmt wurde.

BEP für mesophile Vegetationsgesellschaften auf Normalstandorten.

Sonstige Standorte

mäßig spezialisierte schutzwürdige Vegetation

Entwicklungspotential der Sonderstandorte

BEP für mesophile Vegetationsgesellschaften auf Normalstandorten.

Sonstige Standorte

mäßig spezialisierte schutzwürdige Vegetation

Entwicklungspotential der Sonderstandorte

* im UG vorkommend

mittlere Nährstoffversorgung (2)

nährstoffarm (3)

42*43*Mäßig frisch (4)

32*33*Frisch (3)

1213*Feucht (1)

Bodenwasserhaushalt

mittlere Nährstoffversorgung (2)

nährstoffarm (3)

42*43*Mäßig frisch (4)

32*33*Frisch (3)

1213*Feucht (1)

Bodenwasserhaushalt

Abbildung 5.9: Regionales Ökogramm zur Bestimmung des Biotopentwicklungspotentials (in An-lehnung an BRAHMS et al. 1989, in VON HAAREN 2004, verändert)

Die Ergebnisse der Ermittlung zeigen, dass sich für das Gebiet zwei verschiedene Standorte entwickeln können. In der Modellregion sind auf 15 % der Fläche eine mäßig spezialisierte, schutzwürdige Vegetation (Sonderstandorte) denkbar. Auf den restlichen 85 % wird angenommen, dass sich mesophile Vegetationsgesellschaften (auf Normal-standorten) etablieren können. Diese Einheiten sind auf Grund bevorzugter agrarischer Nutzung häufig gefährdet. Allerdings handelt es sich bei diesen Pflanzen nicht um sel-tene Arten, so dass ein Anbau von Energiepflanzen auf diesen Flächen nicht als Kon-flikt gegenüber dem Naturschutz gesehen wird.

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52 Britta Korte

Biotopentwicklungspotential

Normal-standorte

85%

Sonder-standorte

15%

Abbildung 5.10: Flächenverteilung der Ergebnisse zum Biotopentwicklungspotential

5.2 Teilergebnisse aus der Analyse zur Anbaueignung ausgewähl-ter Energiepflanzen

Mit der Ermittlung von Eignungsflächen sollen Standorte aufgezeigt werden, die poten-tiell für den Anbau bestimmter Energiepflanzen geeignet sind. Dazu wurden vorab aus einer umfangreichen Liste von in Frage kommenden nachwachsenden Rohstoffen ge-eignete Energiepflanzen ausgewählt und ihre Standortansprüche ermittelt. Mit Hilfe von Bodendaten wurde eine Standortanalyse durchgeführt, aus der die Gunststandorte für die jeweiligen Pflanzen hervorgehen. Diese Ergebnisse werden nachfolgend präsen-tiert und dienen ebenfalls als Grundlage für die Durchführung der ökologischen Risiko-analyse (vgl. Kapitel 5.3).

5.2.1 Ausgewählte Energiepflanzen

Zu den bekanntesten Energiepflanzen gehört wahrscheinlich das Holz. Doch lassen sich bereits eine Vielzahl von Pflanzen nennen, die heute außerdem zur energetischen Nutzung verwendet werden (können).

Laut LEWANDOWSKI (in KALTSCHMITT & HARTMANN 2001, 57) werden „[…] Energiepflan-zen unterteilt in Lignocellulosepflanzen, die als Ganzpflanzen der Festbrennstoffbereit-stellung dienen, und in Öl- bzw. Zucker- und Stärkepflanzen, deren Einsatz als Ener-gieträger erst nach der technischen Gewinnung des Öls bzw. Ethanols aus bestimmten Pflanzenkomponenten […] möglich ist“.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 53

Betrachtet man die Pflanzen unter den folgenden Aspekten, existiert immer noch ein umfassender Katalog an bereits meist in der land- oder forstwirtschaftlichen Nutzung etablierten Pflanzen (vgl. Tabelle Anhang 12).

Pflanzen sind für den Anbau in Mitteleuropa geeignet.

Pflanzen sind zur energetischen Nutzung verwendbar.

Da in der vorliegenden Arbeit ein Betrachten sämtlicher potentiell einsetzbarer Ener-giepflanzen nicht durchführbar ist, soll an dieser Stelle eine Eingrenzung diesbezüglich geschehen. In Anlehnung an KALTSCHMITT & HARTMANN (2001) wurde sich vorab auf meist schon in der land- oder forstwirtschaftlichen Nutzung etablierte Pflanzen konzent-riert (vgl. Tabelle Anhang 13). Aus diesen konnten dann fünf Pflanzen ausgewählt wer-den21, die in die Szenarien der ökologischen Risikoanalyse einfließen. Dies sind wie folgt: Miscanthus (Chinaschilf), Balsampappel, Mais, Zuckerrübe und die Stärkekartof-fel. Es hat sich gezeigt, dass verschiedene Pflanzenarten die gleichen Ansprüche an ihre Umgebung erheben und in Gruppen (vgl. Code) eingeteilt werden können. Tabelle 5.1 verdeutlicht dies am Beispiel von Mais und Zuckerrübe (weiter Gruppen siehe Tabelle Anhang 13).

Tabelle 5.1: Szenario-Energiepflanzen und ihre Standortansprüche

Artname botanischer Name

Feuchte-Klasse

Staunässe-Klasse

Gründig-keits-Klasse

Nährstoff-Klasse

Code

Miscanthus22,26 (Chinaschilf)

Miscanthus x giganteus 2 0 2 1 2021

Balsampap-pel23,23

Populus tricho-carpa 2 0 3 1 2031

Mais24,25 Zea mays L. 3 0 1 1

Zuckerrübe26 Beta vulgaris var. Altissima L. 3 0 1 1

3011

Stärkekartoffel23 Solanum tubero-sum L. 3 0 3 2 3032

Feuchte: 1-feucht, 2-feucht/frisch, 3-frisch, 4-mäßig frisch, 5-trocken

Staunässe: 0-nicht Staunässe verträglich, 1-Staunässe verträglich

Gründigkeit: 1-tiefgründig, 2-mittelgründig, 3-flachgründig

Nährstoffe: 1-hoher Nährstoffbedarf, 2-mittlerer Nährstoffbedarf, 3-geringer Nährstoffbedarf

21 Die Gründe für die Auswahl werden in den Beschreibungen der Szenarien deutlich. 22 KALTSCHMITT & HARTMANN 2001 23 LÜDEMANN 1998 24 FNR 2004 25 WINTZER et al. 2000

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54 Britta Korte

Für eine Standortbewertung sind Bezugsparameter notwendig, welche durch die An-sprüche der Pflanzen an einen Standort festgelegt wurden (vgl. Kapitel 2.4). Für jede Pflanze wurden demzufolge Standortansprüche zusammengetragen, welche sich auf die Bodenverhältnisse bezogen. Die oben stehende Tabelle 5.1 zeigt eine Übersicht über die Datenbasis der Szenario-Energiepflanzen. Anhand dieser Bodenparameter (Bodenfeuchte, Staunässe, Gründigkeit, Nährstoffversorgung) erfolgte die Auswahl der für die Analyse wichtigsten Daten.

5.2.2 Bewertung der Standortparameter

Für die Analyse der Standorteigenschaften ist im Wesentlichen die Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) verwendet worden. Diese enthält rele-vante Angaben zu den Bodenarten, dem Standortregionaltyp (SRT), den Hydro-morphie-Verhältnissen (HFT), dem Relief (NFT), den Bodenformen und dem Gefüge.

Zur Ermittlung der Anbaueignung wurden vertiefende Bodendaten (vgl. Tabelle Anhang 14) benötigt, die aus der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA 4) (AG BODEN 1994) abgeleitet wurden. Dazu musste eine Übertragung der Bodenarten aus der MMK in die Nomenklatur der KA 4 erfolgen. Anzumerken ist, dass es hierbei zu Ungenauigkeiten kommt, die auf eine nicht eindeutige Zuweisung der Korngrößenzusammensetzung der Bodenarten aus beiden Werken zurückzuführen ist. Allerdings wirken sich die Abwei-chungen, entstanden bei der Übertragung, nur unwesentlich auf die Parameter aus, da ähnliche Bodenarten ähnliche Kennwerte aufweisen (ZEBISCH 2004). Zudem wurde für die Parameter Bodenfeuchte und Gründigkeit die Lagerungsdichte (Ld) der Bodenarten benötigt. Da diese nicht vorlag, wurde sie mit Ld 3 als Mittel angenommen.

Tabelle 5.2: Auszüge aus den Bewertungsergebnissen der Standortparameter

StRT-MMK

Boden-art KA4

Wpfl (in mm)

Boden-feuchte

HFT-MMK

Stau-nässe

We (in

dm)

Grün-dig-keit

KAKpot (in

cmol/g)

Nähr-stoffver-sorgung

D1a1 Ss 63 4 11 0 6 2 2 3

D2a4 Sl3 144 3 11 0 8 2 6 2

D3b3 Ss, Sl3 99,75 4 51 0 (6, 8) 7 2 (4, 6) 5 2

D4a1 Ls2 155 3 11 0 10 2 13 2

D5b7 Ls2 155 3 42 1 10 2 13 2

D6b2 Lt2 150 3 43 1 10 2 17 1

Mo2c1 hn z3 328 1 53 0 4 3 hoher Anteil Humus

1

Die vollständigen Ergebnisse der Bewertung der vier Parameter für jeden Standortre-gionaltyp (StRT) können im Anhang (Tabelle Anhang 15) eingesehen werden. An die-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 55

ser Stelle sollen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich Auszüge aus der Bewer-tung dargestellt werden.

5.2.3 Bewertung der Standortparameter hinsichtlich ihrer Eignung für Energie-pflanzen

Jeder Standortparameter wird hinsichtlich der Pflanzenansprüche bewertet. Daraus ergeben sich dementsprechend mehrere Bewertungen (gut geeignet, geeignet, nicht geeignet) pro Parameter.

Auf diese Weise entstehen im GIS 13 bewertete Rasterdatensätze (5x Wpfl, 2x Stau-nässe, 3x We, 3x KAK), deren Erstellung im Modelbuilder realisiert wurde. Die folgen-de Abbildung 5.11 zeigt dies am Beispiel der Gründigkeit.

Abbildung 5.11: Bewertung der Gründigkeit des Boden für tief-, mittel- und flachgründige Pflanzen

Diese bewerteten Parameter (bzw. die jeweiligen Rasterdatensätze) werden in Form der Ansprüche ausgewählter Energiepflanzen kombiniert, wie sie aus dem Code in der oben dargestellten Datenbasis (Tabelle 5.1) hervorgehen. Daraus können für diese Aggregate anhand der regelbasierten Bewertung (beschrieben in Kapitel 3.2.3) die Anbaueignungsflächen ermittelt werden.

5.2.4 Ergebnisse der Standortbewertung

Für die fünf Szenario-Pflanzen werden im Folgenden die Ergebnisse der jeweiligen Anbaueignung präsentiert und erläutert. Bevor die Flächenverteilung jedoch näher interpretiert werden kann, ist eine Beschreibung der Ansprüche der Pflanzen an den Boden in Anlehnung an Tabelle 5.1 nötig, da eine potentielle Anbaueignung auf diese zurückzuführen ist.

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56 Britta Korte

Bezüglich der Anbaueignung wird vorausgesetzt, dass ein Anbau der Energiepflanze bei sehr guter bis mittlerer Eignung stattfindet. Auf Standorten mit schlechter bis keiner Eignung wird eine Nutzung ausgeschlossen.

Miscanthus stellt hohe Anforderungen an die Wasserversorgung, gedeiht jedoch nicht auf Böden, die zu Staunässe neigen. Eine gute Etablierung der Art wird auf mittelgrün-digen Böden mit hoher Nährstoffversorgung erzielt (vgl. KALTSCHMITT & HARTMANN 2001, WINTZER et al. 2000).

Anbaueignung Miscanthus

gut14%

mittel74%

keine 12%

Abbildung 5.12: Flächenverteilung der Anbaueignung von Miscanthus (Chinaschilf)

Aus der Abbildung 5.12 wird ersichtlich, dass auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche in der Modellregion für Miscanthus überwiegend eine mittlere Anbaueignung zu verzeich-nen ist. Zurückzuführen ist dies auf die nicht ganz optimalen Bedingungen hinsichtlich Wasserverfügbarkeit und Nährstoffversorgung. 14 % der Fläche weisen eine gute An-baueignung auf. Dies liegt begründet in der überwiegenden Übereinstimmung der Pflanzenansprüche mit den Standortparametern. Eine sehr gute Anbaueignung kann nicht ermittelt werden, da die Anforderungen an den Boden bezüglich der Wasserver-sorgung und der Gründigkeit teilweise um eine Klasse abweichen.

Die Balsampappel hat ähnliche Ansprüche an einen Standort wie der Miscanthus (vgl. LÜDEMANN 1998, KALTSCHMITT & HARTMANN 2001).

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 57

Anbaueignung Balsampappel

sehr gut14%

mittel74%

gut<1%

keine 12%

Abbildung 5.13: Flächenverteilung der Anbaueignung der Balsampappel

Dies wird auch deutlich in der ähnlichen Verteilung der Flächen der potentiellen An-baustandorte. Allerdings wurde für die Balsampappel auf 14 % der Standorte eine sehr gute Eignung ermittelt, auf den der Miscanthus nur eine gute Eignung erfährt. Dies liegt an den geringeren Ansprüchen der Pappel an die Gründigkeit des Bodens.

Anbaueignung Mais und Zuckerrübe

gut70%

mittel4%

sehr gut<1%

keine 26%

Abbildung 5.14: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais und Zuckerrübe

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58 Britta Korte

Mais und Zuckerrübe besitzen die gleichen Ansprüche an einen Standort (Tabelle 5.1). Beide fordern eine mittlere Wasserversorgung und tolerieren keine Böden, die zu Staunässe neigen. Eine tiefe Durchwurzelbarkeit und eine hohe Nährstoffverfügbarkeit im Boden sind weitere Voraussetzung für ein gutes Gedeihen der Kulturen (vgl. WINT-

ZER et al. 2000, FNR 2004)

Ein Großteil dieser Ansprüche wird auf 70 % der Fläche erfüllt. Von Seiten der Kulturen wird allerdings eine etwas bessere Nährstoffversorgung favorisiert, so dass hier ledig-lich eine gute Bewertung erfasst werden konnte. Die beste Situation - mit allen Para-metern im Optimum - trifft allerdings nur auf einer Fläche von unter 1 % zu. Wie auch bei den vorangegangenen Pflanzen, treten bei Mais und Zuckerrübe Flächen ohne Anbaueignung auf. Neben wiederum den Standorten, die zu Staunässe neigen, fallen hier auch solche drunter, die eine zu geringe Nährstoffversorgung oder Gründigkeit als Basis bieten.

Die Ansprüche der Stärkekartoffel gehen in Richtung mittlerer Wasserversorgung, staunässefreie Standorte, mittlere Nährstoffversorgung und flachgründige Böden (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001).

Anbaueignung Kartoffel

sehr gut70%

gut18%

mittel1%

keine 11%

Abbildung 5.15: Flächenverteilung der Anbaueignung der Stärkekartoffel

Nach den Ergebnissen der Standortanalyse eignen sich 70 % der Fläche sehr gut für den Anbau der Stärkekartoffel. Hier liegen alle Parameter im Optimum. Standorte mit guter Bewertung (18 %) werden in diese Klasse eingestuft, da die Wasserversorgung vom optimalen Zustand abweicht. Keine Eignung zeichnet sich auf den staunassen Flächen ab.

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5.3 Ökologische Risikoanalyse

Die Ökologische Risikoanalyse kann auf Grundlage der Ergebnisse der beiden voran-gegangenen Bereiche die ökologische Nutzungsverträglichkeit des Anbaus von Ener-giepflanzen beurteilen. Dazu werden fünf Kombinationen bestimmter Energiepflanzen und Landschaftsfunktionen betrachtet, die bei einem Anbau ein hohes Konfliktpotential aufweisen können. Im Folgenden sollen diese Szenarien vorgestellt werden. Vorab wird jedoch noch auf die umweltrelevanten Anbaumerkmale eingegangen. Dies ist notwendig, um das Risiko zu definieren, das bei einem Anbau von der Energiepflanze ausgeht. In einem letzten Abschnitt werden die Ergebnisse aus der ökologischen Risi-koanalyse der fünf Szenarien präsentiert. Diese dienen zur Ableitung von Handlungs-empfehlungen zum Anbau von Energiepflanzen für die Modellregion.

5.3.1 Anbaumerkmale der Energiepflanzen

Welche Risiken die in die Szenarien einfließenden Energiepflanzen mit sich bringen, wird in der unten stehenden Tabelle 5.326 deutlich.

Tabelle 5.3: Umweltrelevante Anbaumerkmale der Szenario-Energiepflanzen

Bodenbe-deckung (in Mona-

ten)

Erosions-risiko

Dünge-aufwand

(N/ha)

Verlage-rungsrisi-ko Nitrat

Einsatz Pflanzen-schutz-mittel

Boden-verdich-

tung ökologische Aspekte

Balsampappel [Populus trichocarpa] (LÜDEMANN 1998, KALTSCHMITT & HARTMANN 2001)

Dauerkultur gering Stickstoff-binder gering gering gering

trocknet nasse Standorte aus (pumpende Gehölzart)

hoher Wasserbedarf, Ge-fahr der GW-Ausschöpfung

Mais [Zea mays L.] (FNR 2004, WINTZER 2000)

3-(4) hoch 170 - 190 kg hoch mittel mittel -

hoch

Verödung der Artenvielfalt durch starke Bekämpfung von Wildpflanzen

Zuckerrübe [Beta vulgaris var. Altissima L.] (WINTZER 2000)

4 hoch 170 - 190 kg hoch hoch hoch hoher Wasserbedarf im Juli

und August

Chinaschilf [Miscanthus x giganteus] (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001, WINTZER 2000)

Dauerkultur gering 60 kg gering gering gering Gefahr der Verdrängung von artenreichen Grünland

26Eine Übersicht über die umweltrelevanten Anbaumerkmale der Energiepflanzen nach KALTSCHMITT & HARTMANN (2001) findet sich im Anhang.

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60 Britta Korte

Bodenbe-deckung (in Mona-

ten)

Erosions-risiko

Dünge-aufwand

(N/ha)

Verlage-rungsrisi-ko Nitrat

Einsatz Pflanzen-schutz-mittel

Boden-verdich-

tung ökologische Aspekte

Kartoffel [Solanum tuberosum L.] (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001)

(3)-4 hoch 100-150 kg hoch hoch hoch geringer Beitrag zur Arten-vielfalt

In der Tabelle 5.3 wird die Einstufung der Parameter für die zu betrachtenden Pflanzen in Anlehnung an WINTZER (2000) abgeleitet.

Anzumerken ist an dieser Stelle, dass diese Parameter Formen und Verträglichkeit von Fruchtfolgen, Zwischenkulturen und Mischfruchtanbau nicht berücksichtigen. Dabei kann der Zeitraum zwischen Pflugfurche und Folgekultur die genannten Parameter maßgeblich beeinflussen. Ein Anbau von Mischkulturen kann zudem einen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduzieren (vgl. dazu SCHEFFER 2004, in BBE & FNR 2004).

5.3.2 Szenarien und Bewertung der Beeinträchtigung

Ein mechanisches Überlagern, also ein Aggregieren der Ergebnisse zum Gesamt-raumwiderstand würde keine sinnvollen Ergebnisse erzielen, da ein Aufaddieren der Funktionen nicht einfach möglich ist. Die Funktionen untereinander weisen zum Teil Zielkonflikte auf. Beispielsweise stellen für eine hohe Grundwasserneubildung offene Agrarflächen mit geringer Pflanzendecke eine sehr gute Voraussetzung dar. Demge-genüber steht die natürliche Ertragsfunktion mit ihrer Erosionswiderstandsfunktion. Eine dichte Pflanzendecke wird hier als positiv bewertet. Die einzelnen Ergebnisse würden ihre Aussagekraft verlieren und ein verfälschtes Bild liefern. Aus einer Vielfalt von Kombinationsmöglichkeiten wurden demzufolge für die Szenarien fünf Kombinati-onen bestimmter Energiepflanzen und Landschaftsfunktionen ausgewählt. Es wurden solche Kombinationen gewählt, die im Zusammenhang mit einem zukünftigen Anbau der Energiepflanze Probleme bereiten können und dementsprechend an potentiellen Konfliktlinien ausgerichtet sind.

Durch die Überlagerung der sensiblen Standorte der Funktion mit den geeigneten Flä-chen für den Anbau der Energiepflanze sollen die Konflikte (und reziprok die Syner-gien) flächenscharf ermittelt werden. Die folgenden Beschreibungen der Szenarien sollen die Konfliktsituation verdeutlichen.

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5.3.2.1 Szenario 1 - Mais vs. Biotopentwicklungspotential (BEP)

Mais ist aufgrund seiner hohen Ertragsfähigkeit, der be-währten Produktionstechnik und der relativ einfachen Konservierbarkeit ideal für die Verwertung in Biogasan-lagen und anderen Feldfrüchten bislang deutlich überle-gen“ (LFL 2005). Im Bundesland Brandenburg existieren zudem bereits 31 Biogasanlagen und weitere 34 befin-den sich derzeit im Aufbau (PNN 2005). Somit wird mit hoher Wahrscheinlichkeit der Anbau von Mais in der Modellregion eine Rolle spielen.

Einer naturverträglichen Maisproduktion käme daher eine hohe Bedeutung für die Biotopentwicklung zu. Tat-sächlich sind Maisfelder für wildlebende und seltene Pflanzenarten nur sehr beschränkt von Nutzen (vgl. Tabelle 5.3). Dies liegt darin begründet, dass Maispflanzen im Jung-stadium sehr empfindlich hinsichtlich Unkraut- und Wildpflanzenkonkurrenz reagieren. Während dieser Zeit werden die Standorte mit Hilfe von chemischer oder mechani-scher Bearbeitung daher unkrautfrei gehalten (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001). Ein Etablieren von Wildpflanzen bzw. gar stark spezialisierten Pflanzen ist daher unmög-lich27, was den Ansprüchen der Biotopentwicklungsfunktion entgegen spricht.

Auf Grund dieser Merkmale von Mais wird angenommen, dass der Anbau auf Flächen, die seltenen Pflanzen als Habitat dienen (Sonder- und Extremstandorte) können, Kon-flikte mit sich bringt. Auf Standorten, die unter die Kategorie Normalstandorte fallen wird hingegen ein Anbau als weniger problematisch eingestuft, da hier der Mais nicht in Konkurrenz zu spezialisierten oder seltenen Arten steht.

5.3.2.2 Szenario 2 - Pappel vs. Grundwasserdargebotsfunktion

Der Anbau schnellwachsender Baumarten, zu denen auch die Pappel zählt, ist schon vor mehr als zweitausend Jahren in Form der Niederwaldwirtschaft betrieben worden. Für die Kurzumtriebswirtschaft werden Baumarten verwendet, die sich durch ein ra-sches Jugendwachstum auszeichnen. Dadurch ist eine mehrfache Ernte28 möglich, da eine rasche Regeneration der Pflanzen durch Stockaustrieb oder Wurzelbrut erfolgt (LWF 1996).

27Dies hat weitere Auswirkungen auf das Vorkommen von Insekten und Kleinsäugern bzw. Vögeln. Wild-pflanzen bieten Insekten Nahrung, welche wiederum als Nahrung für Kleinsäuger und Vögel dienen (MAURER 2002).

28Je nach Art der Kurzumtriebsplantage (abhängig von der Bestockung) kann eine Ernte ca. alle 3-6 Jahre erfolgen (LWF 1996).

Abbildung 5.16: Mais

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62 Britta Korte

Um hohe Biomasseerträge zu erzielen, benötigt die Pappel allerdings einen tiefgründi-gen Boden mit guter Wasserversorgung. Die Gehölze weisen mit einem Transpirati-onskoeffizienten von 800 l Wasser/ kg Tro-ckenmasse einen hohen Wasserverbrauch auf (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001). Die tiefe Durchwurzelung und der hohe Was-serverbrauch begünstigen dementspre-chend die Gefahr einer übermäßigen Grundwasserausschöpfung.

Das Bundesland Brandenburg, in dem auch die Modellregion Prenzlau Nord-West liegt, hat trotz eines verregneten Juli 2004 weiterhin Schwierigkeiten mit dem Grundwasserpegel zu verzeichnen (DER TAGES-

SPIEGEL 2005). Daher werden alle Beeinträchtigungen der Neubildung von Grundwas-ser als kritisch angesehen. Folglich wird für die Bewertung davon ausgegangen, je geringer die Grundwasserneubildung, desto höher das Risiko einer Beeinträchtigung durch den Anbau von Pappeln (bzw. generell von Pflanzen mit einem hohen Wasser-verbrauch).

5.3.2.3 Szenario 3 – Zuckerrübe vs. natürliches Ertragspotential

Bis in das Mittelalter war in Deutschland nur Honig als Süßungsmittel bekannt. Später wurde für die Gewinnung von Zucker ausschließlich Zuckerrohr verwendet. Erst zur Mitte des 18. Jahrhunderts wurde von einem Berliner Apotheker entdeckt, dass auch Runkel-rüben Zucker enthalten (FNR 2004).

Heute wird die Zuckerrübe nicht mehr nur für den Bereich der Lebensmittelproduktion ver-wendet. Bezogen auf die energetische Verwer-tung wird die Zuckerrübe nun ebenfalls zur Ge-winnung von Ethanol29 eingesetzt. Dies ge-schieht durch Vergärungsprozesse des in der Pflanze enthaltenen Zuckers (FNR 2005).

Der Anbau von Zuckerrüben bringt allerdings verschiedene Risiken gerade für das natürliche Ertragspotential mit sich. Der späte Bestandesschluss und das häufige Bearbeiten des

29 Bioethanol kann Ottokraftstoffe, also Benzin, Super und Superplus, ersetzen (FNR 2005).

Abbildung 5.17: Kurzumtriebsplantage mit Pappel

Abbildung 5.18: Zuckerrübe

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Bodens (Unkrautbekämpfung) erhöhen zum einen das Erosionsrisiko. Da Rüben erst im späten Herbst – daher bei meist nassem Wetter - geerntet werden, besteht zum anderen die Gefahr der Bodenverdichtung und Änderung der Bodenstruktur (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001).

Wie im Kapitel 4.1 erwähnt, findet ein Anbau von Zuckerrüben in der Modellregion be-reits statt. Bei einem verstärkten Ausbau von Energiepflanzen ist es daher wahrschein-lich, dass diese Kultur zunehmend angebaut wird. Für die Bewertung wird davon aus-gegangen, dass die Standorte nicht beeinträchtigt werden, wenn der Anbau von Zu-ckerrüben auf Flächen ohne bzw. mit geringer Schadverdichtungsgefahr stattfindet. Auf Flächen mit erheblicher, starker und sehr starker Gefahr hingegen, wird der Anbau indes als kritisch angesehen.

5.3.2.4 Szenario 4 – Miscanthus vs. Biotopfunktion

Miscanthus oder auch Chinaschilf stammt aus dem ostasiatischen Raum und wurde bisher vor allem als Zierpflanze verwendet. Diese leis-tungsstarke C4-Pflanze überzeugt jedoch auch durch eine hohe Biomasseproduktion (bis zu 20 t Trocken-masse/ a). Leistungsbegrenzender Faktor ist lediglich das Wasserangebot. Durch die Eigenschaft, äußerst sparsam mit Wasser umzugehen30, wird der Anbau in niederschlagsarmen Gebieten und sorptionsschwa-chen Sandböden künftig an Bedeutung gewinnen (ELECTRO-FARMING 2005).

Von Seiten des Umweltschutzes wird jedoch befürch-tet, dass Miscanthus wegen der ähnlichen Standort-ansprüche, wie sie auch wertvolles Grünland aufweist, dieses verdrängt. Grünland dient als wichtiges Habitat für viele seltene Tiere und Pflanzen, die beim Anbau von Miscanthus ihren Lebensraum verlieren können.

Vor diesem Hintergrund wird für eine Bewertung angenommen, dass vor allem auf Grünland und solchen Flächen, die sich zum Anbau von Grünland und Miscanthus eignen, Konflikte auftreten. In der übrigen Agrarlandschaft werden keine Konflikte er-wartet.

30Nach einer Studie liegt der Transpirationsquotient von Miscanthus (perennierend) bei etwa 250 bis 350 kg. Demgegenüber verbrauchen Getreide, Leguminosen und heimische Gräser das 2-3fache an Wasser, um die gleiche Menge Trockenmasse zu bilden (EF 2005).

Abbildung 5.19: Chinaschilf (Miscanthus x giganteus)

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64 Britta Korte

5.3.2.5 Szenario 5 – Stärkekartoffel vs. Retentionsfunktion

Die Spanier brachten im 16. Jahrhundert die ersten Knollen aus Südamerika nach Europa. Um 1800 war die Kartoffel so selektiert, dass sie auch unter den hiesigen Bedingungen aus-reichend Knollen bilden konnte. Sie diente lan-ge ausschließlich als Nahrungsmittel. Neben dem Zucker kann die Stärkekartoffel jedoch auch als Ausgangsstoff für die Ethanolgewin-nung genutzt werden.

An dieser Stelle soll die Kartoffel der Retenti-onsfunktion (vgl. Kapitel 2.3.3) als Konfliktpartner gegenüber gestellt werden. Der spä-te Bestandesschluss kann nur unzureichend dazu beitragen, den Wasserabfluss (durch bspw. Niederschlag) zu vermindern. Dazu kommt ein hoher Einsatz von Dün-gemitteln, der das Verlagerungsrisiko von Nitrat begünstigt. Es kann zu Stoffausträgen in Grund- und Oberflächenwasser kommen (KALTSCHMITT & HARTMANN 2001).

5.3.3 Ergebnisse der ökologischen Risikoanalyse

5.3.3.1 Szenario 1 - Mais vs. Biotopentwicklungspotential (BEP)

Die ökologische Risikoanalyse hat gezeigt, dass neben einem möglichen Anbau der Pflanze Mais auf 74 % der Fläche zudem auf weiteren 26 % keine Konflikte mit sich bringen. Lediglich auf einer Fläche von unter 1 % werden Konflikte festgestellt. Die untenstehende Abbildung 5.21 spiegelt dies noch einmal flächenhaft und prozentual wieder. In der Region kommen hauptsächlich so genannte Normalstandorte vor, wel-che generell häufig zu finden sind. Auf Normalstandorten, die eine Anbaueignung auf-weisen (sehr gut - mittel), wird der Anpflanzung infolgedessen Vorrang eingeräumt. Dieser Vorrang wird gewährt, da vorausgesetzt wird, dass ein Anbau von Energie-pflanzen gewollt ist. Daher soll auf Standorten, die keine Konfliktsituationen mit sich bringen, ein Anbau der Kultur(en) erfolgen. Dies gilt analog für die folgenden Szena-rien.

Die Konfliktsituation nimmt trotz der schlechten Bilanz von Mais bezüglich der Biodi-versität sehr geringe Ausmaße (<1 %) an. Dies liegt daran, dass ein sehr guter bis mittlerer Anbau hauptsächlich auf Normalstandorten vorzufinden ist. Diese nehmen ca. dreiviertel der Fläche ein. Hier stellt der Mais keine direkte Konkurrenz zu schützens-werten Arten dar. Flächen ohne Anbaueignung finden sich sowohl auf Normal- als auch auf Sonderstandorten. Da hier jedoch kein Anbau erfolgen kann, sind keine Kon-flikte zu erwarten.

Abbildung 5.20: Stärkekartoffel

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Ökologische Risikoanalyse Szenario 1

keine Konflikte

26%

Anbau Energie-pflanze74%

Konflikt-flächen<1%

Abbildung 5.21: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 1 (Mais - Biotopentwicklung)

Die Abbildung 5.22 bildet die ökologische Risikoanalyse ab. Auf der einen Seite wird die Bewertung der Funktion aufgetragen, auf der anderen die Bewertung der Anbau-eignung der Energiepflanze. Daraus leitet sich das Ergebnis der ökologischen Risiko-analyse übersichtlich ab (erfolgt analog für alle folgenden Szenarien).

//Sonderstandorte

Normalstandorte

keinemittelgutsehr gut

Anbaueignung Mais

BEP

Anbau Energiepflanze

keine Konflikte

Konfliktflächen

// kommt im UG nicht vor

Abbildung 5.22: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 1 (Mais - Biotop-entwicklung)

5.3.3.2 Szenario 2 - Pappel vs. Grundwasserdargebotsfunktion

Mit dem Ergebnis der Analyse wird deutlich (vgl. Abbildung 5.23), dass auf 88 % der Standorte Konflikte beim Anbau gesehen werden. Auf den verbleibenden 12 % sind

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66 Britta Korte

keine Konflikte zu registrieren. Eine vorrangige Anbaueignung für die Energiepflanze Pappel wird im Gebiet nicht ermittelt.

Ökologische Risikoanalyse Szenario 2

keine Konflikte

12%

Konflikt-flächen

88%

Abbildung 5.23: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 2 (Pappel - Grundwasserneubildung)

Die untenstehende Abbildung 5.24 zeigt die Hintergründe für das Verteilungsmuster von konfliktfreien und -trächtigen Standorten. Im Untersuchungsraum wurde nur eine geringe und mittlere Grundwasserneubildung ermittelt. Dementsprechend herrschen auf allen Flächen mit Anbaueignung (sehr gut – mittel) Konflikte vor. Standorte, auf denen keine Anbaueignung für die Pappel existiert, erzeugen keine Konfliktsituation.

/ / mittel

gering

keine mittel gut sehr gut

Anbaueignung PappelGW-Neubildung

keine Konflikte

Konfliktflächen

kommt im UG nicht vor /

Abbildung 5.24: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 2 (Pappel - Grundwasserneubildung)

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 67

5.3.3.3 Szenario 3 – Zuckerrübe vs. natürliches Ertragspotential

Die ökologische Risikoanalyse für Szenario 3 zeigt mit 74 % deutlich ein hohes Vor-kommen an Konflikten auf den Flächen der Modellregion. Auf dem Rest (mit 26 %) werden keine Konflikte ermittelt. Ein Vorrang für den Anbau der Energiepflanze wird nicht ermittelt.

Ökologische Risikoanalyse Szenario 3

keine Konflikte

26%Konlikt-flächen

74%

Abbildung 5.25: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 3 (Zuckerrübe - Verdichtungsgefahr)

Das hohe Auftreten von Konfliktflächen liegt begründet in den Böden des Untersu-chungsgebietes. Mit ihren insgesamt erheblichen bis sehr starken Verdichtungsgefähr-dungen bieten sie dem hohen Risiko der Zuckerrübe bezüglich Verdichtung von Böden wenig entgegen. Auf den Standorten, die eine Anbaueignung (sehr gut – mittel) auf-weisen, wird demnach ein verbreitetes Konfliktpotential ermittelt.

Bei den Flächen, die keiner Bewertung hinsichtlich ihrer Schadverdichtungsgefährdung unterzogen wurden, handelt es sich um Moorstandorte. Auf diesen Böden wird keine Anbaueignung für Zuckerrüben festgestellt. Demzufolge werden hier auch keine Kon-flikte auftreten. Das gleiche gilt für die anderen Standorte ohne Anbaueignung – kein Anbau, keine Konfliktsituation.

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68 Britta Korte

///sehr stark

stark

/erheblich

///keine Bewertung

keinemittelgutsehr gut

Anbaueignung Zuckerrübe

SVG

kommt im UG nicht vor/

keine Konflikte

Konflikte

SchadverdichtungsgefährdungSVG

Abbildung 5.26: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 3 (Zuckerrübe - Verdichtungsgefahr)

5.3.3.4 Szenario 4 – Miscanthus vs. Biotopfunktion

Die Ergebnisse der Analyse für Szenario 4 zeigen für 16 % der Flächen Konfliktpoten-tiale auf. Ein Großteil der Fläche zeigt sich für den Anbau von Miscanthus geeignet. Den kleinsten Anteil machen die Flächen aus, auf denen keine Konflikte zu verzeich-nen sind.

Ökologische Risikoanalyse Szenario 4

keine Konflikte

12%

Anbau Energie-pflanze

72%

Konflikt-flächen

16%

Abbildung 5.27: Flächenverteilung der Ergebnisse für Szenario 4 (Miscanthus - Biotopfunktion)

Wie auch schon bei den vorangegangenen Szenarien sind hauptsächlich solchen Flä-chen konfliktfrei, die für einen Anbau als nicht geeignet eingestuft werden.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 69

Grünland

Acker

keine mittel gut

Anbaueignung Miscanthus Biotop-typen

Anbau Energiepflanze

keine Konflikte

Konfliktflächen

Abbildung 5.28: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 4 (Miscanthus - Biotopfunktion)

Dem gegenüber sind die Konfliktflächen wie erwartet Grünlandflächen, auf denen eine gute – mittlere Anbaueignung gegeben ist. Auf den Ackerstandorten sind ebenfalls keine Konflikte zu erwarten, so dass hier ein Anbau der Energiepflanze möglich ist.

5.3.3.5 Szenario 5 – Stärkekartoffel vs. Retentionsfunktion

Aus der ökologischen Risikoanalyse für das Szenario 5 geht hervor, dass auf dem Großteil der Fläche (87 %) bei einem Anbau der Kartoffel Konflikte entstehen. Auf dem restlichen Teil der Fläche entstehen keine Konflikte, wobei 2 % von diesen 13 % expli-zit dem Anbau der Kultur zugesprochen werden.

Ökologische Risikoanalyse Szenario 5

Konflikt-flächen

87%

keine Konflikte

11%

Anbau Energie-pflanze

2%

Abbildung 5.29: Flächenverteilung der Ergebnisse für Szenario 5 (Kartoffel - Retention)

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70 Britta Korte

Die konfliktfreien Flächen sind auch an dieser Stelle wieder solche ohne Anbaueig-nung. Sie liegen auf Standorten mit mittlerer – hoher Beeinträchtigung der Retentions-funktion, die zusätzlich eine sehr gute – mittlere Anbaueignung vorweisen.

Flächen, auf denen der Anbau erfolgen kann, finden sich ausschließlich auf den Standorten ohne Beeinträchtigung der Retention bei sehr guten bis mittleren Anbaube-dingungen.

/ / / hohe

mittlere

/ keine

keine mittel gut sehr gut

Anbaueignung Kartoffel Beeinträchtigung

Retention

kommt im UG nicht vor /

Anbau Energiepflanze

keine Konflikte

Konflikte

Abbildung 5.30: Bewertungsmatrix mit Ergebnissen der Ökologischen Risikoanalyse von Szena-rio 5 (Kartoffel - Retention)

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 71

6 HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN

Für einen umweltverträglichen Anbau von Energiepflanzen ist es vor allem wichtig, die Konfliktsituationen, die mit dem Naturschutz entstehen können, zu vermeiden. Dafür müssen diese Situationen erst einmal erkannt werden. Eine flächenscharfe Betrach-tung ist dabei notwendig, um das wirkliche Ausmaß der Konflikte zu veranschaulichen. Durch die Betrachtung und Analyse der Modellregion mit Hilfe eines GIS, konnte dies für die landwirtschaftliche Nutzfläche des Untersuchungsraumes erfolgen.

Differenzierung

HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN

Aggregation der Szenarien

VorrangflächenNaturschutz

Vorrangflächen Landwirtschaft

Pflanze(n) x/y/z

Pflanze(n) x/y/zsichernsichern entwickelnentwickeln

Abbildung 6.1: Vorgehensweise beim Ableiten von Handlungsempfehlungen (eigene Darstellung)

Je nach Standort muss die Entscheidung über die Präferenz der Nutzung individuell getroffen werden. Wie aus Abbildung 6.1 hervorgeht, sollen dabei zum einen Flächen mit Vorrang für den Naturschutz und zum anderen für die landwirtschaftliche Nutzung hervorgehoben werden. Auf Grundlage dieser Basis sollen lagegenaue Handlungs-empfehlungen für das Untersuchungsgebiet ausgesprochen werden.

Aggregation der Ergebnisse

Um Flächen einerseits für die landwirtschaftliche Nutzfläche der Modellregion hinsicht-lich des Anbaus von Energiepflanzen oder auf der anderen Seite für den Naturschutz definieren zu können, werden die in Kapitel 5.3 gewonnenen Ergebnisse miteinander verschnitten. Aus dem Überlagern der Resultate zeichnen sich die Flächen für die zwei genannten Kategorien ab.

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72 Britta Korte

Vorrangflächen

Naturschutz25%

Landwirt-schaft75%

Abbildung 6.2: Verteilung der Vorrangflächen für Naturschutz und Landwirtschaft

Die Abbildung 6.2 zeigt die Verteilung der Vorrangflächen für Naturschutz und Land-wirtschaft, die sich durch Verschneidung der Flächen herauskristallisiert haben. Im Folgenden wird dargestellt, anhand welcher Kriterien die Zuteilung erfolgte.

Vorrang Naturschutz

Wie die Ergebnisse aus der ökologischen Risikoanalyse schon gezeigt haben, finden sich in der Modellregion Flächen (Sonderstandorte), die generell für einen Anbau der fünf Szenario-Pflanzen nicht geeignet sind. Eine Flächenkonkurrenz zur landwirtschaft-lichen Nutzung ist nicht gegeben. Zudem geht aus Kapitel 2.3.5 hervor, dass diese Flächen für den Naturschutz wertvolle Standorte darstellen, da sie seltenen Arten Le-bensstätten bieten. Hier ist eine eindeutige Zuweisung der Flächen als Vorrangflächen für den Naturschutz möglich.

Daneben finden sich Standorte, auf denen zum Teil keine Anbaueignung möglich ist, zum Teil Konfliktsituationen für Pflanzen vorherrschen, die potentiell angebaut werden können. Da nicht generell bei jeder Konfliktsituation die Flächen dem Naturschutz zu-gesprochen werden, muss eine genauere Betrachtung der Flächen erfolgen. Dabei zeigt sich, dass diese Konfliktflächen auf Sonderstandorten liegen und dementspre-chend hier auch eine Zuordnung der Flächen zum Naturschutz erfolgt.

Für das Differenzieren der Naturschutzflächen sind Informationen über den Zustand und die Nutzung der Flächen von Bedeutung. Von Interesse ist: Existiert auf einer Flä-che bereits ein schützenswerter Zustand oder bietet ein Standort bisher lediglich das Potential und muss durch geeignete Maßnahmen noch entwickelt werden? Eine wich-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 73

tige Rolle spielen dabei die Biotoptypennutzung sowie Angaben über existierende Schutzgebiete.

Vorrang Landwirtschaft

Der Landwirtschaft werden solche Flächen zugesprochen, auf denen ein Anbau von Energiepflanzen ohne Konflikte möglich ist. Da dies jedoch von der Pflanzenart und ihren umweltrelevanten Auswirkungen abhängig ist, können diese Standorte gleichzei-tig auch Konfliktstandorte darstellen. Aus der Überlagerung der Szenarienergebnisse wird genau ersichtlich, welche Energiepflanze auf welchem Standort ohne Konflikt an-baubar ist. Auf Grundlage dessen können für die Modellregion differenzierte Aussagen bezüglich der anzubauenden Art abgeleitet werden.

Für die beiden Szenario-Pflanzen Pappel und Zuckerrübe wurden durch die ökologi-sche Risikoanalyse nur Flächen ermittelt, die entweder konfliktträchtig oder für einen Anbau nicht geeignet sind. Somit kommen diese Arten in der differenzierten Flächen-verteilung der landwirtschaftlichen Nutzung nicht vor.

98% 95%

3%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Mais Miscanthus Kartoffel

Abbildung 6.3: Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel auf der landwirtschaftlichen Vorrangfläche

Die anderen drei Arten können ohne Konfliktpotential angebaut werden. Die Abbildung 6.3 zeigt, in welchem Maße die Pflanzen Mais, Miscanthus und Kartoffel auf der Vor-rangfläche für die Landwirtschaft potentiell vorkommen können. Dabei wird deutlich, dass Mais auf nahezu der gesamten Fläche angebaut werden kann (98 %). Auch Mis-canthus ist mit 95 % beinah auf der gesamten Vorrangfläche anbaubar. Einen sehr geringen Anteil von 3 % trägt die Kartoffel zum Gesamtbild bei.

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74 Britta Korte

Abbildung 6.4: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel auf der landwirtschaftlichen Vorrangfläche

Dabei können sich die Anbaueignungen der verschiedenen Pflanzen auf der Fläche überlagern. Dies zeigt auch die Abbildung 6.4 mit einer übersichtlichen Verteilung der Pflanzenarten auf der landwirtschaftlichen Vorrangfläche. Hier wird deutlich, dass sich die Anbaumöglichkeit von Mais und Miscanthus auf einem Großteil der Fläche überla-gern.

In Kapitel 5.3.3.1 wurde bereits angedeutet, dass Mais durch die Zuweisung zu dem Konfliktpartner Biotopentwicklungspotential nur auf geringen Flächen ein Konfliktpoten-tial aufweist. Die Kultur erhält damit eine bessere Bewertung als angenommen wurde. Betrachtet man die Tabelle 5.3 mit der Übersicht über die umweltrelevanten Anbau-merkmale, zeigt sich, dass dem Mais aufgrund seiner Anbaumerkmale mehrere Kon-fliktpartner gegenübergestellt werden können und für eine objektive Einschätzung wohl auch müssen.

Vor allem birgt die geringe Dauer der Bodenbedeckung ein hohes Erosionsrisiko in der Modellregion. Daher wird für die Aussage späterer Handlungsempfehlungen noch zu-sätzlich die Erosionsgefährdung der Flächen mit der landwirtschaftlichen Vorrangfläche verschnitten. Auf Flächen mit einem hohen Risiko, wie es im Untersuchungsgebiet vorkommt (vgl. Kapitel 5.1.1), soll dementsprechend kein Maisanbau erfolgen.

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 75

77%

95%

3%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Mais Miscanthus Kartoffel

Abbildung 6.5: Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel nach Beachtung der Erosions-gefahr

Fließt das Erosionsrisiko in die Betrachtung mit ein, wird im Vergleich zur vorherigen Situation (98 % Anbaueignung) deutlich, dass Mais nun einen geringeren Flächenan-spruch (77 %) einnimmt (vgl. Abbildung 6.5). Die beiden anderen Kulturen erfahren keine Änderung. Eine Anbaueignung der Kartoffel ist auf den Flächen, die ein hohes Erosionsrisiko aufweisen, nicht zu verzeichnen. Vom Miscanthus geht kein Risiko der Erosion aus. Dementsprechend rückt an die Stelle von Mais der Anbau von Mis-canthus. Dies liegt in der Überlagerung der Anbaueignungen begründet.

In Abbildung 6.6 wird dies für die Fläche noch einmal deutlich herausgestellt, vor allem im Vergleich zur Abbildung 6.3. Zu sehen ist, dass eine reine Flächenbelegung mit Miscanthus zugenommen hat, zu Lasten der Mischfläche Mais/ Miscanthus.

Abbildung 6.6: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel nach Beachtung der Erosionsgefahr

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76 Britta Korte

Abgeleitete Handlungsempfehlungen

Aus den oben gewonnenen Erkenntnissen können nun die Handlungsempfehlungen für einen umweltverträglichen Anbau der Szenario-Energiepflanzen sowie der Verwen-dung der Naturschutzflächen für die Modellregion abgeleitet werden. Für den entspre-chenden Flächenbezug der Empfehlungen wird die Abbildung 6.7 hinzugezogen.

(1) Im Süden des Untersuchungsraumes sind Flächen teilweise bereits unter Schutz gestellt (FFH-Gebiet, Naturschutzgebiet). Auf diesen Flächen soll der Status, ent-sprechend den Zielen der Unterschutzstellung, gesichert werden (Naturschutz si-chern).

(2) Auf den restlichen Vorrangflächen für den Naturschutz finden sich vor allem inten-siv genutzte Grünlandstandorte sowie teilweise Ackerflächen. Hier wird eine Ent-wicklung der Flächen angestrebt (Naturschutz entwickeln).

(3) Im Untersuchungsgebiet können konfliktfrei die Energiepflanzen Mais, Miscanthus und Kartoffel angebaut werden. Zur lagegenauen Verteilung siehe Abbildung 6.7 (Anbau Mais – Anbau Mais/ Miscanthus/ Kartoffel).

(4) Auf den Flächen mit hoher Erosionsgefahr ist ein Maisanbau zu unterlassen (Ero-sionsgefahr).

(5) Auf den Flächen mit Erosionsgefahr soll ein Anbau von Miscanthus vorgesehen werden (Anbau Miscanthus mit Erosionsgefahr).

Abbildung 6.7: Flächenverteilung der Handlungsempfehlungen der Modellregion

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 77

7 DISKUSSION

Methoden

Bei den in dieser Arbeit verwendeten Methoden handelt es sich fast durchgehend um heuristische Ansätze31. Solche Verfahren führen oft zu schnellen praktischen Lösungen einer Problemstellung, können aber auch verfälschte Entscheidungen hervorbringen. Sie sind weniger geeignet, die Wirkungszusammenhänge exakt abzubilden. Die bei diesen Verfahren entstehenden ordinalen und kardinalen Skalierungen und Einstufun-gen beruhen i. d. R. auf Erfahrungswerten. Diese grobe Klassifizierung kann für be-stimmte Fragestellungen unter Umständen nur unzureichend genau sein. Des Weite-ren kann die Eichung der Skalen für unterschiedliche Untersuchungsgebiete ungeeig-net sein32. Andererseits sind die Verfahren jedoch einfach zu implementieren, da ein exaktes Wissen über Wirkungszusammenhänge von verschiedenen Parametern nicht vorausgesetzt wird. Für eine erste grobe Abschätzung der Problemstellung reichen sie dennoch aus. Das Ziel der flächenscharfen Abbildung konnte vollständig gewährleistet werden. Zudem liegen die Vorteile in einer guten Handhabbarkeit, die eine Einschät-zung des Untersuchungsraumes zulassen.

Landschaftsfunktionen

Im Hinblick auf die Operationalisierung der Naturschutzziele, konnten mit den verwen-deten Landschaftsfunktionen nicht alle in Kapitel 2.2 genannten Teilziele abgebildet werden. Das Teilziel der Sicherung von Vielfalt, Eigenart, Schönheit sowie des Erho-lungswertes von Natur und Landschaft stellte einen zu komplexen Rahmen dar und wurde daher außen vor gelassen. Hierbei handelt es sich um äußerst subjektiv wahr-nehmbare Eigenschaften der Naturgüter, die mit dem vorhandenen Datenmaterial nicht messbar waren und auch zeitlich einer großen Variabilität unterliegen dürften.

Zudem wurden das Klima betreffende Funktionen außer Acht gelassen. Die Relevanz einer Betrachtung dieser Funktionen war auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche nicht gegeben. Eine Änderung der klimatischen Situation wird nicht erwartet, da die Nutzung weiterhin landwirtschaftlichen Charakters sein wird.

Das Bewertungsverfahren zur natürlichen Ertragsfunktion greift auf die Ergebnisse der RBS zurück. Da die Daten der RBS aus den 1930er Jahren stammen, kommt es

31Heuristische Prinzipien sind Hilfsmittel bzw. vorläufige Annahmen der Forschung, von denen man sich neue Erkenntnisse erhofft.

32Die meisten Verfahren wurden mit Erfahrungswerten aus Europa skaliert und müssen so nicht generell weltweit anwendbar sein.

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78 Britta Korte

zwar zu gewissen Unschärfen (siehe Abschnitt Zuverlässigkeit der Daten). Mit diesem Ergebnis wird jedoch nur eine Einschätzung der Ertragfunktion bezweckt, die als Ar-gumentationsgrundlage dienen soll. In der Literatur33 sind zudem vergleichbare Ergeb-nisse abzulesen, so dass diese Methode ihren Zweck erfüllt. Operationalisiert wird die Ertragsfunktion über die Erosions- bzw. Verdichtungsgefahr, so dass diese ebenfalls betrachtet werden müssen.

Die Verdichtungsgefahr basiert auf den Bodendaten MMK bzw. KA 4. Dabei entste-hende Transfer-Probleme werden im Abschnitt Zuverlässigkeit der Daten diskutiert. Vorteilhaft an dieser Methode ist, dass die Datenbank der MMK sich für eine flächen-hafte Übersichtsdarstellung der Gefährdungsklassen anbietet, da in ihr die Haupt- und Nebenbodenformen zu Standortgruppen zusammengefasst sind. In den Standortgrup-pen finden sich die Bodenartengruppen (nach KA 4) wieder. Auf Grundlage des Bo-denartendreiecks der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA 4) kann eine Einstufung der Standorte in Schadverdichtungsgefährdungsklassen (SVGK 1 bis 5) entstehen (vgl. Kapitel 3.1.1).

Die Daten zur Erosionsgefährdung wurden vom ZALF übernommen und basieren auf Grundlage des Modells VERMOST (Vergleichsmethode Standort), das sich auf die ABAG und das DGM bezieht. Mit diesem standardisierten Verfahren ist eine Einschät-zung komplexer Gebiete möglich (DEUMLICH et al. 2004).

Das Bewertungsverfahren zur Grundwasserdargebotsfunktion bezieht sich auf die Modellierung der Wasserhaushaltsgleichung. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine ausgewogene Berücksichtigung der Einflussfaktoren und eine einfache Handha-bung aus. Es wurde ursprünglich konzipiert für den Maßstab 1:200.000, ist aber auch für Maßstäbe bis etwa 1:50.000 einsetzbar (RÖDER 1992). Da in dieser Arbeit die Maß-stäbe 1:50.000 und 1:100.000 relevant sind, war die Anwendung unkritisch, was auch durch die praktische Umsetzung unterstützt wurde. Bei größeren Maßstäben ist die Anwendbarkeit erneut zu untersuchen.

Das Bewertungsverfahren zur Biotopfunktion bezieht sich im Wesentlichen auf das Bewerten von Biotoptypen für die potentielle Eignung von Leitarten (Vögel). Somit kommt vor allem die Biotoptypenkartierung zum Einsatz, sowie die Rote Liste gefähr-deter Vogelarten (JEDICKE 1997). Über Verknüpfungsregeln (vgl. Kapitel 3.1.4, RECK 1996) erhält man die Bewertung der Biotope als potentieller Lebensraum für Tierarten. Dieses Verfahren der Leitarten zeichnet sich zwar durch eine einfache und schnelle Handhabung aus. Es ist jedoch fraglich, ob die Verknüpfung zur gewählten Skalierung nach RECK, mit dem Leitartenmodell von FLADE kompatibel ist. Die Leitarten sind nur in intakten Lebensraumqualitäten aufzufinden. Eine Habitateignung wird nicht überprüft,

33 Exkursionsbericht vom ZALF (DEUMLICH et al. o. J.)

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 79

da die Bewertung der Lebensräume hinsichtlich ihrer Qualität nicht ermittelt wird. Für eine Bewertung der Biotopfunktion ist es daher sinnvoll, einen anderen Bewertungsan-satz zu wählen. Des Weiteren ist zu hinterfragen, ob eine Hinzunahme weiterer Arten (Tiere und Pflanzen) eine differenziertere Betrachtung ergibt.

Das Bewertungsverfahren zum Biotopentwicklungspotential nutzt Angaben zu Bo-denwasserhaushalt und Nährstoffversorgung. Die Angaben zum Bodenwasserhaushalt (bodenkundliche Feuchtestufe) sind aus der KA 4 ableitbar (Transfer-Problem vgl. Aufbereitung der Daten). Mit der Einschätzung dieser Methode kann nur eine relativ pauschale Klassifizierung erreicht werden (VON HAAREN 2004), was auf Grund des gewählten Zielmaßstabes34 jedoch als angemessen angesehen wird. Vor diesem Hin-tergrund werden nur die oben genannten Parameter ausgewählt, da diese für die Ent-wicklung schutzwürdiger Biotope relevant sind und keine umfassende Beschreibung der Böden erfolgen sollte.

Anbaueignung

Bezüglich der Einteilung der Klassen zur Bewertung der Standortparameter wurde auf bestehende Bewertungen zurückgegriffen. Die Einteilungen der Skalierungen sind auch hier einer gewissen Beliebigkeit unterworfen. Sie beruhen überwiegend auf Erfah-rungswissen, das so nicht in allen Regionen vorhanden bzw. gültig sein muss. Neben den in dieser Arbeit verwendeten Parametern, können für spezielle Fragestellungen auch andere Faktoren in Frage kommen (z.B. in Wüstenregionen Salzverträglichkeit). Die in der Arbeit vorgenommene Aggregationsmethode der Parameter zu einem Ge-samturteil wurde aufgrund seiner schnellen Anwendbarkeit verwendet, ist aber auch nur für grobe Abschätzungen zulässig. Die Vorgehensweise anhand des K.O.-Kriteriums, die zum Ausschluss einer Pflanze führt, ist aus biologischer Sicht zu hinter-fragen.

Eine andere Möglichkeit wäre eine gewichtete Aggregation der quadrierten Standort-klassen zu einem Gesamturteil. Große Abweichungen (3) vom Optimum (1) würden auch zu einer hohen Wertausprägung führen. Die einzelnen wi (Gewicht des Parame-ters) gewichten die Abweichungen der gesamten Standortklassen zueinander. Je nied-riger das Gesamturteil, desto besser die Anbaueignung. Ein Gesamturteil G von 1 be-deutet, dass alle Parameter im Optimum liegen. Eine Skalierung von G müsste anhand von Erfahrungswerten vorgenommen werden. Der Ansatz wurde aber nicht weiter ver-folgt, da die oben genannte Methodik zur Zielstellung der Arbeit vollkommen ausrei-chend war.

34 Übersichtskarten in 1:100.000 und 1:50.000

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80 Britta Korte

Formel 7.1: Alternative Möglichkeit zur Ermittlung der Anbaueignung

SKw 2

i

n

1ii*G ∑

=

= [7-1]

G = Gesamturteil

n = Anzahl der Parameter

wi = Gewicht des Parameters, zwischen 0 und 1, wobei gilt, Summe aller Gewichte = 1

SK = Standortklasse (bewertete Bodenparameter bezüglich Ansprüche einer Pflanze)

Szenarien und ökologische Risikoanalyse

Der auf einer Analogieprojektion basierende Ansatz der ökologischen Risikoanalyse ist aufgrund der Praktikabilität für Daten auf Ordinalskalenniveau ein wichtiger Methoden-baustein in der vorliegenden Arbeit. Die Analyse stellt das Grundmuster für die ver-wendeten Überlagerungen von Auswirkungen mit den Empfindlichkeiten dar. Mit die-sem zwar simplen Prognosetyp können dennoch die Auswirkungen des Anbaus von Energiepflanzen methodisch abgeschätzt werden.

Die angewandten Szenarien dienten dazu, den Betrachtungsrahmen der vorliegenden Arbeit einzugrenzen, da aus arbeits- und zeittechnischen Gründen nur eine begrenzte Durchführung von Analysen realisierbar war. Die Ergebnisse der Risikoanalyse haben allerdings gezeigt, dass die Wahl der Konfliktpartner sich nicht ganz einfach gestaltet. Gewählt wurden solche Szenarien, bei denen ein sehr hohes Konfliktpotential zwi-schen der Energiepflanze und der Funktion angenommen wurde. Vor allem bei der Pflanze Mais wird aber deutlich, dass Konfliktsituationen mit verschiedenen Funktionen vorherrschen, die bei einer Analyse zum umweltverträglichen Anbau mitbetrachtet werden müssen. Es ist dementsprechend nicht ausreichend, die Energiepflanze mit nur einer Funktion zu verschneiden. Zu überlegen ist hier, ob die Lösung darin liegt, weit-aus mehr Szenarien zu betrachten, so dass eine Pflanze hinsichtlich ihrer Auswirkun-gen für mehrere Funktionen analysiert wird. Oder muss ein ganz anderer Weg gefun-den werden? Denkbar wäre vielleicht auch, Standorte erst hinsichtlich ihrer Sensibilität gegenüber den umweltrelevanten Anbaumerkmalen (vgl. Tabelle 2.5 oder 5.1) zu be-werten. Daraufhin kann eine geeignete Energiepflanze ausgewählt und die Anbaueig-nung dieser für einen Standort ermittelt werden. Dementsprechend würden nicht die Pflanzen in die Szenarien einfließen, sondern die Risiko- bzw. Wirkfaktoren ausgehend von Energiepflanzen für einen Standort.

Es ist mit Hilfe der Szenarien zudem nur möglich, die Konfliktsituation deutlich hervor-zuheben. Synergien hingegen sind nicht so offensichtlich dargestellt. Sie würden sich dementsprechend ergeben (reziprok abbilden), wenn die Energiepflanze, statt eines Konfliktes, einen positiven Einfluss auf den Standort ausüben würde. In der Modellre-gion ist dies zu verzeichnen, wenn auf Flächen mit hoher Erosionsgefahr ein Maisan-

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 81

bau durch den Anbau von Miscanthus ersetzt wird, da dieser mit seiner ganzjährigen Bodenbedeckung einer Erosion entgegenwirkt.

Die in den Szenarien vorkommenden Funktionen sind zu gleichen Anteilen in die Beur-teilung der Standorte eingeflossen. Da die Funktionen untereinander jedoch auch Ziel-konflikte aufweisen, wäre eine Abwägung der Funktionen hinsichtlich ihrer Relevanz denkbar. In der Arbeit wurde diesem Aspekt nicht weiter nachgegangen.

Bei den Konfliktsituationen der Szenarien wurde nicht mitbetrachtet, dass ein Risiko, welches von einer Pflanze ausgeht, durch bestimmte Maßnahmen gemindert werden kann. Beispielsweise kann durch den Einsatz spezieller Maschinen und Reifen die Verdichtungsgefahr beim Anbau von Zuckerrüben gemindert werden. Dies könnte eine Minderung der Konfliktsituation nach sich ziehen und einen Anbau auf zurzeit konflikt-trächtigen (und daher vom Anbau ausgenommenen) Standorten ermöglichen.

Zuverlässigkeit der Daten

Aufgrund des Alters oder des Maßstabes kann es bei Anwendung der Daten zu Un-schärfen bzw. Ungenauigkeiten in den Ergebnissen der Analysen kommen. Welche Probleme sich ergeben und wie ihre Auswirkungen einzustufen sind, wird im Folgen-den diskutiert.

Die Biotoptypenkartierung basiert auf den Luftbildern der Jahre 1991 bis 1993. Die kartierten Grenzen der landwirtschaftlichen Nutzfläche stimmen zum Teil nicht mehr mit den heutigen überein35. Eine Kartierung vor Ort war aus zeit- und arbeitstechni-schen Gründen jedoch nicht möglich, so dass neuere Daten nicht zur Verfügung stan-den. Zum Erproben des Abbildens flächenscharfer, standortbezogener Analysen erfül-len die Daten dennoch ihren Zweck.

Die Daten der Reichsbodenschätzung liegen als einziges großmaßstäbiges Karten-werk für die gesamte Ackerfläche vor. Sie stammen allerdings aus den 1930er Jahren, so dass der seither erzielte Erkenntniszuwachs fehlt. Später durchgeführte Maßnah-men der Landeskultur (Boden-, Hydro- und Reliefmelioration) bleiben daher unberück-sichtigt. Die Daten wurden ausschließlich zu Vergleichszwecken herangezogen und über Angaben aus der Literatur zusätzlich verifiziert. Dementsprechend sind keine gro-ßen Ungenauigkeiten zu erwarten.

Die Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung stammt aus dem Jahre 1981 und ist der aktuellste hochauflösende Bodendatensatz für das Land Branden-burg. Die Karte wurde im Maßstab 1:25.000 auf Grundlage von Messtischblättern alten

35 Die Verschiebung der Grenzen kann sich bspw. aus Aufforstung oder aber auch Stilllegung von Flächen ergeben.

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82 Britta Korte

Schnitts in der Übersichtsdarstellung der Bodendecke im Maßstab 1:100.000 erstellt. Für die vorliegende Arbeit und den gewählten Zielmaßstab erscheint dies hinreichend genau und unproblematisch.

Das Digitale Geländemodell liefert aktuelle Daten aus dem Jahre 2001. Zu Anmerkun-gen über die Rasterweite von 25 m siehe auch Abschnitt Modellierung im GIS.

Aufbereitung der Daten

Für die Ermittlung der Anbaueignung und für einige Bewertungsmethoden der Land-schaftsfunktionen wurden vertiefende Bodendaten (Tabelle Anhang 14) benötigt, die aus der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA 4) (AG BODEN 1994) abgeleitet wurden. Dazu musste eine Übertragung der Bodenarten aus der MMK in die Nomenklatur der KA 4 erfolgen. Anzumerken ist, dass es hierbei zu Ungenauigkeiten kommt, die auf eine nicht eindeutige Zuweisung der Korngrößenzusammensetzung der Bodenarten aus beiden Werken zurückzuführen ist. Allerdings wirken sich die Abweichungen, ent-standen bei der Übertragung, nur unwesentlich auf die Parameter aus, da ähnliche Bodenarten ähnliche Kennwerte aufweisen (ZEBISCH 2004).

Insgesamt ist zu beachten, dass eine Aufbereitung der Datensätze erforderlich war. Da nur die landwirtschaftliche Nutzfläche als Untersuchungsraum im Fokus lag, erfolgte eine Selektierung dieser Standorte (Acker und Grünland) aus der Biotoptypenkartie-rung. Ein daraus erstelltes Shape diente als so genanntes Clip Feature für die Daten-sätze RBS und MMK. Durch das Verschneiden der Datensätzen wurde erreicht, dass nur solche Flächen vorkommen, zu denen Daten vorliegen (Schaffen von „sauberen Datensätzen“).

Für die standortbezogene36 Modellierung wurden aus dem Vektordatensatz der MMK die Feldgrenzen der Standorttypen gerastert, welche in weiteren Anwendungen als so genanntes Zonegrid benötigt wurden. Dies war für einen späteren Vergleich der Er-gebnisse notwendig.

Da die Analysen im Wesentlichen auf den Bodenverhältnissen basieren und diese über die Standortregionaltypen der MMK zu erfassen sind, beziehen sich die flächenschar-fen Grenzen auf diese. Für eine bessere Übertragbarkeit der Handlungsempfehlungen wäre eine Übertragung der Ergebnisse auf die Schlaggrenzen der Biotoptypenkartie-rung wahrscheinlich interessant. Dabei stellt sich das Problem, dass diese Grenzen nicht identisch sind. Eine Übertragung muss daher bspw. über die Bildung des arithme-tischen Mittels erfolgen, um Aussagen zu treffen, ob auf diesem Acker überwiegend

36Die Standortregionaltypen liefern relevante Bodendaten, mit Hilfe derer weitere Parameter aus der Bo-denkundlichen Kartieranleitung (AG BODEN 1994) abgeleitet werden können. Dazu werden auf Raster-ebene die Grenzen der Standorttypen benötigt.

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Konflikte vorherrschen oder ob auf diesem Acker eine problemlose Anbaueignung ü-berwiegt. Dabei können erhebliche Abweichungen zur ermittelten Situation entstehen, so dass sich die Konfliktsituation und somit auch die Handlungsempfehlungen ver-schieben könnten, obwohl es für die Fläche(n) vielleicht so nicht zutreffend wäre.

Modellierung im GIS

Die Analysen und Modellierungen der vorliegenden Arbeit erfolgten in ArcGIS 9 mit Hilfe des Modelbuilders und der Erweiterung SpatialAnalyst. Die Vorzüge des Model-builders liegen in der Möglichkeit der schnellen Aktualisierung von Ergebnissen bei Änderungen von Parametern. Mit Hilfe des SpatialAnalyst konnten verschiedene Funk-tionen zum Einsatz kommen, die für eine Analyse nötig sind. Dazu zählen im Wesentli-chen einfache MapAlgebra und zonale Funktionen, für dessen genauere Beschreibung an dieser Stelle auf die Dokumentation zum SpatialAnalyst verwiesen wird.

Raster Vektor

einfache Datenstruktur exakte Wiedergabe von Linien und Formen

Darstellung von kontinuierlichen Datenfeldern (z. B. Höhenmodelle) möglich

Topologie enthalten

räumliche Operationen einfach und vielfältig umfangreiche Attributverwaltung Pro

Überlagerungen einfach

z. T. hoher Speicherbedarf komplexe Datenstruktur

Topologie nicht enthalten Überlagerungen rechenaufwendig Contra

Linien und Grenzen mit „Treppenstufeneffekt“ räumliche Analysen nur beschränkt möglich

Abbildung 7.1: Vor- und Nachteile der Datenmodelle Raster – Vektor (ZEBISCH 2004)

Neben dem Vorteil, dem Anspruch zu genügen, flächenscharf und standortbezogen zu modellieren, bietet ein Rasterdatenformat weitere Vorteile der einfachen Datenstruktur, einfachen Überlagerung sowie der vielfältigen räumlichen Operationen. Kritisch anzu-merken sind der hohe Speicherbedarf sowie ein Fehlen der Topologie. Des Weiteren ergibt sich in Form des „Treppenstufeneffektes“ eine unscharfe Grenzziehung. Eine andere Möglichkeit der Abbildung, die diese Nachteile nicht aufweist, wäre ein vektor-basiertes Verfahren. Vektorbezogene Datenmodelle sind jedoch für eine räumliche Analyse nur beschränkt möglich. Neben komplexen Datenstrukturen geht von der Überlagerung von Flächen, wie sie in der Arbeit häufig zur Anwendung kam, ein hoher Rechenaufwand aus. Vor diesem Hintergrund wird für diese Problemstellung der ras-terdatenbasierter Modellansatz vorgezogen. Untersuchungen von ZEBISCH (2004) ha-ben gezeigt, dass mit einer Auflösung der Datensätze von 25 m eine hinreichende Ge-nauigkeit bei vertretbarem Rechenaufwand erzielt wird. Deshalb erfolgte eine Konver-tierung der benötigten Datensätze in diese Rasterweite.

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84 Britta Korte

8 SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK

Schlussbetrachtung

Das Ziel der Arbeit war es, vor dem Hintergrund einer umweltverträglichen Bereitstel-lung von Energiepflanzen (Biomasse), eine Methode zu implementieren, die es ermög-licht, Synergien und Konflikte mit den Zielen des Naturschutzes flächenscharf abzubil-den. Durch den Ansatz (vgl. auch Abbildung 1.2) der Überlagerung von Flächen, mit den Ansprüchen des Naturschutzes einerseits und der Anbaueignung und den Auswir-kungen von Energiepflanzen andererseits, konnten dies für die Standortregionaltypen der Böden abgebildet werden.

Über die Landschaftsfunktionen konnten die Ansprüche des Naturschutzes trotz einiger Unschärfen abgebildet werden. Die Funktionen haben eine Einschätzung der Situation in der Modellregion ermöglicht, auf deren Grundlage Aussagen über die Sensitivität der Standorte getroffen werden konnten. Dies stellte die Grundlage für eine Abschätzung des Risikos dar.

Durch eine Standortbewertung auf Grundlage der Bodenverhältnisse konnten Flächen ermittelt werden, auf denen der Anbau von Energiepflanzen möglich ist. Es war sogar eine Differenzierung der Flächen, hinsichtlich ihrer Eignung (sehr gut – nicht geeignet) für den Anbau einer Pflanze möglich. Mit der Bestimmung der Anbaueignung wurden die Standorte hervorgehoben, auf denen potentiell überhaupt eine Konfliktsituation auftreten konnte. Durch die umweltrelevanten Anbaumerkmale einer Pflanze ist das von ihr ausgehende Risiko einstufbar. Mit der ökologischen Risikoanalyse konnte die Konfliktsituation flächenscharf für die Standorte prognostiziert werden.

Als funktionales Hilfsmittel für die flächenscharfe Betrachtung war der Einsatz einer rasterbasierten Modellierung im GIS hilfreich. In Verbindung mit Verknüpfungstabellen ließen sich die Bewertungsprozesse ins GIS übertragen und konnten automatisiert werden. Außerdem konnten räumlich verortbare Aussagen zu den Konfliktsituationen formuliert werden.

Für entsprechende Handlungsempfehlung sollten die Synergien und Konflikte als Grundlage dienen. Bezogen auf den Untersuchungsraum konnten auch erste generelle Handlungsempfehlungen für die Konfliktbereinigungen formuliert sowie für Flächen ohne Anbaueignung zugewiesen werden. Allerdings können diese nicht für ein detail-liertes Naturschutzkonzept dienen, sondern bilden eine erste grobe Einstufung zum umweltverträglichen Energiepflanzenanbau in der Modellregion.

Zum Thema Synergien zwischen dem Naturschutz und der landwirtschaftlichen Nut-zung lässt sich sagen, dass bei konventionellen Ackerpflanzen (Mais, Zuckerrübe, Kar-toffel etc.), keine expliziten Synergien festzustellen sind. Auftreten können diese bei

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einem extensiven Anbau, wie es bei Kurzumtriebsplantagen (Pappeln, Weiden), Ener-giegräsern (Miscanthus) und extensiven Grünlandsystemen der Fall ist. Dabei können diese Synergien bspw. dem Artenschutz, dem Erosions- und Gewässerschutz, dem Erhalt oder Aufbau des Oberbodens oder dem Hochwasserschutz dienen.

Ausblick

Durch die Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) 2004 und dem verstärkten Bau von Biogasanlagen37, ist ein Anstieg der energetischen Nutzung von Biomasse (auch in der Modellregion) zu erwarten. Der Ausbau von Energiepflanzen sollte daher so umweltverträglich wie möglich gestaltet werden.

Zukünftig kann und muss eine Diskussion über den umweltverträglichen Anbau von Biomasse durch den flächenscharfen Raumbezug unterstützt werden. Dazu kann die vorgestellte Methode als Grundlage dienen. Um repräsentative Aussagen treffen zu können, liegt ein weiterer Forschungsbedarf in der Optimierung der Konfliktdarstellung. Dafür ist es sinnvoll, ein größeres bzw. heterogeneres Gebiet mit einzubeziehen. Auch muss der Katalog der untersuchten Energiepflanzen erweitert werden.

Die Methode liefert ausschließlich eine Analyse der potentiellen Nutzfläche für Ener-giepflanzen, bezogen auf zu erwartende Konflikte. Mit Hilfe dieser Ergebnisse ist daher das Erstellen ganzheitlicher Lösungsansätze mit Strategien für einen umweltverträgli-chen Anbau von Biomasse gefragt. Für eine Umsetzbarkeit solcher Strategien ist die Betrachtung aller relevanten Gruppen von Bedeutung. Beispielsweise müssen neben den ökonomischen auch politische Rahmenbedingungen in diese Strategien mit ein-fließen.

Abgesehen von einem angepassten Einsatz von Technologien sind zudem neue An-baumethoden wie Systeme des Mehrkulturenanbaus mit einzubinden. Darüber hinaus sind auch gesetzliche Steuerungen durch geeignete Instrumente denkbar – sei es durch Implementierung in bestehende oder durch Entwicklung neuer Instrumente.

Weiterer Forschungsbedarf liegt auch in der Untersuchung von Auswirkungen der Biomasseproduktion auf das Landschaftsbild, da dies mit unter den Begriff eines um-weltverträglichen Anbaus fällt.

37Zuwachs an Neuanlagen: neuinstallierte elektrische Leistung im Jahre 2004 = 90 MW, neuinstallierte elektrische Leistung im Jahre 2005 = 200 MW (BMU 2005b)

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86 Britta Korte

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90 Britta Korte

Daten

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ZALF (Zentrum für Agrar- und Landwirtschaftsforschung): RBS (1960): Basis von 1:25.000 auf 1:10.000 hochgezeichnete Bodenschätzungskarte.

ZALF (Zentrum für Agrar- und Landwirtschaftsforschung): DGM 25 2001 für Bran-denburg, Landesvermessungsamt Brandenburg

Bilder

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 91

ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildung 1.1: Aufbau der Arbeit ............................................................................................................... 3 Abbildung 1.2: Methodikaufbau (eigene Darstellung) ................................................................................ 4 Abbildung 2.1: Ziele des Natur- und Umweltschutzes (nach § 1 BNatSchG)............................................. 9 Abbildung 2.2: Definition der natürlichen Ertragsfunktion (nach VON HAAREN 2004) ................................ 10 Abbildung 2.3: Definition der Grundwasserdargebotsfunktion (nach VON HAAREN 2004) ......................... 11 Abbildung 2.4: Definition der Retentionsfunktion (nach VON HAAREN 2004) ............................................. 11 Abbildung 2.5: Beziehung der Retention zu anderen Funktionen (nach GÄNSRICH & WOLLENWEBER 1995,

verändert) ..................................................................................................................................... 12 Abbildung 2.6: Definition der Biotopfunktion (nach VON HAAREN 2004) .................................................... 12 Abbildung 2.7: Definition des Biotopentwicklungspotential (nach VON HAAREN 2004) .............................. 13 Abbildung 3.1: Zuordnung der Böden zu SVGK als Grundlage der Karte „Potentielle

Verdichtungsgefährdung der Böden Mecklenburg-Vorpommerns“ (FRIELINGHAUS o. J.)............... 22 Abbildung 3.2: Ökogramm zur Bestimmung des Biotopentwicklungspotentials (in Anlehnung an BRAHMS

et al. 1989, in VON HAAREN 2004, verändert) ................................................................................. 29 Abbildung 3.3: Relevanzbaum zur regelbasierten Bewertung der Standorteignung (eigene Darstellung, in

Anlehnung an SCHOLLES 2001) ..................................................................................................... 36 Abbildung 3.4: Risikomatrix (nach SCHOLLES 1999, verändert) ................................................................ 37 Abbildung 4.1: Lage der Modellregion Prenzlau Nord-West .................................................................... 39 Abbildung 4.2: Landwirtschaftliche Nutzfläche im Untersuchungsgebiet (Acker und Grünland) .............. 41 Abbildung 5.1: Flächenverteilung der Ergebnisse zum natürlichen Ertragspotential................................ 44 Abbildung 5.2: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Verdichtungsgefahr.............................................. 45 Abbildung 5.3: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Erosionsgefahr..................................................... 46 Abbildung 5.4: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Grundwasserneubildung ...................................... 47 Abbildung 5.5: Flächenverteilung der Ergebnisse zum Basispotential..................................................... 48 Abbildung 5.6: Flächenverteilung der Ergebnisse zur aktuellen Gebietsretention ................................... 48 Abbildung 5.7: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Beeinträchtigung der Gebietsretention................. 49 Abbildung 5.8: Flächenverteilung der Ergebnisse zur Biotopfunktion ...................................................... 50 Abbildung 5.9: Regionales Ökogramm zur Bestimmung des Biotopentwicklungspotentials (in Anlehnung

an BRAHMS et al. 1989, in VON HAAREN 2004, verändert)............................................................... 51 Abbildung 5.10: Flächenverteilung der Ergebnisse zum Biotopentwicklungspotential ............................. 52 Abbildung 5.11: Bewertung der Gründigkeit des Boden für tief-, mittel- und flachgründige Pflanzen ...... 55 Abbildung 5.12: Flächenverteilung der Anbaueignung von Miscanthus (Chinaschilf) .............................. 56 Abbildung 5.13: Flächenverteilung der Anbaueignung der Balsampappel............................................... 57 Abbildung 5.14: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais und Zuckerrübe ................................... 57 Abbildung 5.15: Flächenverteilung der Anbaueignung der Stärkekartoffel .............................................. 58 Abbildung 5.16: Mais ............................................................................................................................... 61 Abbildung 5.17: Kurzumtriebsplantage mit Pappel .................................................................................. 62 Abbildung 5.18: Zuckerrübe..................................................................................................................... 62 Abbildung 5.19: Chinaschilf (Miscanthus x giganteus)............................................................................. 63 Abbildung 5.20: Stärkekartoffel ................................................................................................................ 64

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92 Britta Korte

Abbildung 5.21: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 1 (Mais - Biotopentwicklung)..................... 65 Abbildung 5.22: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 1 (Mais -

Biotopentwicklung)........................................................................................................................ 65 Abbildung 5.23: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 2 (Pappel - Grundwasserneubildung) ....... 66 Abbildung 5.24: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 2 (Pappel -

Grundwasserneubildung).............................................................................................................. 66 Abbildung 5.25: Flächenverteilung der Ergebnisse Szenario 3 (Zuckerrübe - Verdichtungsgefahr) ........ 67 Abbildung 5.26: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 3 (Zuckerrübe -

Verdichtungsgefahr) ..................................................................................................................... 68 Abbildung 5.27: Flächenverteilung der Ergebnisse für Szenario 4 (Miscanthus - Biotopfunktion) ........... 68 Abbildung 5.28: Bewertungsmatrix der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 4 (Miscanthus -

Biotopfunktion).............................................................................................................................. 69 Abbildung 5.29: Flächenverteilung der Ergebnisse für Szenario 5 (Kartoffel - Retention) ....................... 69 Abbildung 5.30: Bewertungsmatrix mit Ergebnissen der Ökologischen Risikoanalyse von Szenario 5

(Kartoffel - Retention) ................................................................................................................... 70 Abbildung 6.1: Vorgehensweise beim Ableiten von Handlungsempfehlungen (eigene Darstellung) ....... 71 Abbildung 6.2: Verteilung der Vorrangflächen für Naturschutz und Landwirtschaft ................................. 72 Abbildung 6.3: Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel auf der landwirtschaftlichen

Vorrangfläche ............................................................................................................................... 73 Abbildung 6.4: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel auf der

landwirtschaftlichen Vorrangfläche ............................................................................................... 74 Abbildung 6.5: Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel nach Beachtung der Erosionsgefahr 75 Abbildung 6.6: Flächenverteilung der Anbaueignung von Mais, Miscanthus und Kartoffel nach Beachtung

der Erosionsgefahr ....................................................................................................................... 75 Abbildung 6.7: Flächenverteilung der Handlungsempfehlungen der Modellregion .................................. 76 Abbildung 7.1: Vor- und Nachteile der Datenmodelle Raster – Vektor (ZEBISCH 2004) ........................... 83

TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 2.1: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Bodenfeuchte ...................................................... 14 Tabelle 2.2: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Staunässeverträglichkeit ..................................... 15 Tabelle 2.3: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Gründigkeit.......................................................... 15 Tabelle 2.4: Einteilung der Pflanzenansprüche an die Nährstoffversorgung............................................ 15 Tabelle 2.5: Umweltrelevante Anbaumerkmale von Energiepflanzen ...................................................... 16 Tabelle 3.1: Verknüpfungstabelle zur Bewertung des Ertragspotentials .................................................. 21 Tabelle 3.2: Bewertung der Erosionsgefährdung (nach DEUMLICH et al. 2004) ........................................ 23 Tabelle 3.3: Bewertung der Grundwasserneubildungsstufen (in Anlehnung an MARKS et al. 1988) ........ 24 Tabelle 3.4: Bewertung des Basispotentials aus Hangneigung und Bodenart (nach GÄNSRICH und

WOLLENWEBER 1995)..................................................................................................................... 24 Tabelle 3.5: Landnutzung und ihre Bedeutung für das Retentionsvermögen (nach GÄNSRICH und

WOLLENWEBER 1995, 95, verändert).............................................................................................. 25 Tabelle 3.6: Bewertung der aktuellen Gebietsretention ........................................................................... 25

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark 93

Tabelle 3.7: Ermittlung der Beeinträchtigungsintensität der Standorte (nach GÄNSRICH & WOLLENWEBER 1995) ............................................................................................................................................ 26

Tabelle 3.8: Zuordnung der Biotoptypen und Leitarten nach FLADE (1994) ............................................. 27 Tabelle 3.9: Bewertung der Biotoptypen hinsichtlich ihrer Bedeutung als potentieller Lebensraum der

Leitarten (nach RECK 1996, verändert) ......................................................................................... 28 Tabelle 3.10: Parameter zur Ermittlung der pflanzenverfügbaren Wassermenge.................................... 30 Tabelle 3.11: Einteilung der Bodenfeuchte in Klassen............................................................................. 30 Tabelle 3.12: Parameter zur Ermittlung der Staunässe ........................................................................... 31 Tabelle 3.13: Einteilung der Staunässe in Klassen.................................................................................. 31 Tabelle 3.14: Parameter zur Ermittlung der Durchwurzelbarkeit.............................................................. 31 Tabelle 3.15: Einteilung der Gründigkeit in Klassen................................................................................. 32 Tabelle 3.16: Parameter zur Ermittlung der Nährstoffversorgung (Beispiele) .......................................... 32 Tabelle 3.17: Einteilung der Nährstoffversorgung in Klassen .................................................................. 32 Tabelle 3.18: Bewertung der pflanzenverfügbaren Bodenwassermenge................................................. 33 Tabelle 3.19: Bewertung der Staunässeverträglichkeit ............................................................................ 34 Tabelle 3.20: Bewertung der Durchwurzelbarkeit .................................................................................... 35 Tabelle 3.21: Bewertung der Nährstoffverfügbarkeit................................................................................ 35 Tabelle 4.1: Standortdaten zur Modellregion (nach DEUMLICH et al., o. J., verändert).............................. 40 Tabelle 4.2: Flächenverteilung der Nutzungsarten in der Modellregion Prenzlau Nord-West .................. 40 Tabelle 4.3: Übersicht der verfügbaren Daten ......................................................................................... 42 Tabelle 5.1: Szenario-Energiepflanzen und ihre Standortansprüche....................................................... 53 Tabelle 5.2: Auszüge aus den Bewertungsergebnissen der Standortparameter ..................................... 54 Tabelle 5.3: Umweltrelevante Anbaumerkmale der Szenario-Energiepflanzen ....................................... 59

Tabellen Anhang

Tabelle Anhang 1: Verknüpfungstabelle Basispotential – Hangneigung und Bodenart ......................... - 1 - Tabelle Anhang 2: Verknüpfungsmatrix Basispotential.......................................................................... - 1 - Tabelle Anhang 3: Bewertung des Basispotentials aus Hangneigung und Bodenart (nach GÄNSRICH und

WOLLENWEBER 1995, 95)............................................................................................................. - 1 - Tabelle Anhang 4: Verknüpfungsmatrix aktuelle Gebietsretention......................................................... - 1 - Tabelle Anhang 5: Bewertung der aktuellen Gebietsretention aus RetVmg und BP.............................. - 2 - Tabelle Anhang 6: Verknüpfungstabelle - Parameter Hangneigung und Bodenart für die

Abflussquotienten ....................................................................................................................... - 2 - Tabelle Anhang 7: Verknüpfungsmatrix Abflussquotienten A/Au........................................................... - 2 - Tabelle Anhang 8: Ermittlung des Abflussquotienten (nach DÖRHÖFER und JOSOPAIT, 1980) ................ - 3 - Tabelle Anhang 9: Ermittlung der ET-Stufen zur Berechnung der Grundwasserneubildungsrate ......... - 3 - Tabelle Anhang 10: Ermittlung der SVGK für die Standortregionaltypen............................................... - 4 - Tabelle Anhang 11: Einstufung der potentiellen Leitvogelarten in Gefährdungskategorien nach RL

Deutschland und RL Brandenburg (nach JEDICKE 1997) ............................................................ - 5 - Tabelle Anhang 12: Energiepflanzen zur energetischen Nutzung (vgl. KALTSCHMITT & HARTMANN 2001)- 7 - Tabelle Anhang 13: Ausgewählte Energiepflanzen und ihre Standortansprüche .................................. - 8 - Tabelle Anhang 14: Übersicht der Parameter zur Ermittlung der Standortparameter .......................... - 10 - Tabelle Anhang 15: Bewertungsergebnisse der Standortparameter für die Standortregionaltypen..... - 12 -

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94 Britta Korte

FORMELVERZEICHNIS Formel 3.1: Ermittlung der Wassererosionsgefahr (SCHWERTMANN et al. 1990) ....................................... 22 Formel 3.2: Berechnung der Grundwasserneubildungsrate (DÖRHÖFER und JOSOPAIT 1980).................. 23 Formel 7.1: Alternative Möglichkeit zur Ermittlung der Anbaueignung..................................................... 80

KARTENVERZEICHNIS Karte 1: Biotop- und Nutzungstypenkartierung der Modellregion Prenzlau Nord-West Karte 2: Ökologische Risikoanalyse Szenario 1: Mais - Biotopentwicklungspotential Karte 3: Ökologische Risikoanalyse Szenario 2: Pappel - Grundwasserdargebotsfunktion Karte 4: Ökologische Risikoanalyse Szenario 3: Zuckerrübe - natürliches Ertragspotential Karte 5: Ökologische Risikoanalyse Szenario 4: Miscanthus - Biotopfunktion Karte 6: Ökologische Risikoanalyse Szenario 5: Stärkekartoffel - Retentionsfunktion Karte 7: Handlungsempfehlungen für die landwirtschaftliche Nutzfläche

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 1 -

ANHANG

Tabellen

zur Retentionsfunktion

Tabelle Anhang 1: Verknüpfungstabelle Basispotential – Hangneigung und Bodenart

Hangneigung in Grad

Code 1. Stelle Bodenart Code

2. Stelle

0° - 0,5° 1 überwiegend sandig 1

> 0,5° - 3° 2 terrestrische Böden

überwiegend lehmig 2

> 3° - 7° 3 halbhydromorphe Böden 3

>7° - 12° 4 hydromorphe Böden 4

Tabelle Anhang 2: Verknüpfungsmatrix Basispotential

Matrix Bodenart

1 2 3 4

1 11 12 13 14

2 21 22 23 24

3 31 32 33 34

Hang-nei-

gung

4 41 42 43 44

Tabelle Anhang 3: Bewertung des Basispotentials aus Hangneigung und Bodenart (nach GÄNSRICH und WOLLENWEBER 1995, 95)

Basispotential (BP) Code Kombinationen

sehr hoch 5 11, 12, 21, 31

hoch 4 22, 41

mittel 3 32

gering 2 13, 23, 33, 42, 43

sehr gering 1 14, 24, 34, 44

Tabelle Anhang 4: Verknüpfungsmatrix aktuelle Gebietsretention

Matrix BP

1 2 3 4 5

3 31 32 33 34 35Ret Vmg

4 41 42 43 44 45

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- 2 - Britta Korte

Tabelle Anhang 5: Bewertung der aktuellen Gebietsretention aus RetVmg und BP

aktuelle Gebietsre-tention

Code Kombi-nationen

sehr hoch 5 44, 45

hoch 4 35, 43

mittel 3 33, 34, 42

gering 2 32, 41

sehr gering 1 31

zum Grundwasserdargebot

Tabelle Anhang 6: Verknüpfungstabelle - Parameter Hangneigung und Bodenart für die Abfluss-quotienten

Hangneigung in Grad Code 1. Stelle

0° - 0,5° 1

> 0,5° - 3° 2

> 3° - 7° 3

>7° - 12° 4

>12° - 18° 5

Bodenart Code 2. Stelle

terrestrische Böden 1

halbhydromorphe Böden 2

hydromorphe Böden 3

Tabelle Anhang 7: Verknüpfungsmatrix Abflussquotienten A/Au

Matrix Bodenart

1 2 3

1 11 12 13

2 21 22 23

3 31 23 33

Hang-neigung

4 41 24 43

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 3 -

Tabelle Anhang 8: Ermittlung des Abflussquotienten (nach DÖRHÖFER und JOSOPAIT, 1980)

Verknüpfungscode der Matrix

Abflussquotien-ten A/Au

A/Au * 50

Reklassifizierung

11 1,0 50

21 1,2 60

31 1,5 75

41 1,7 85

12, 22, 32, 42 2,0 100

13, 23, 33, 43 2,5 125

Tabelle Anhang 9: Ermittlung der ET-Stufen zur Berechnung der Grundwasserneubildungsrate

STT MMK

Bezeichnung STT in MMK

SRT MMK

Bodenart KA 4 Bodenart Code ET

Stufe

111 sickerwasserbestimmte Sande D1a1 Ss terrestrisch 1 2

D2a1 Sl2 4

D2a3 Sl2, Sl3 4 121 sickerwasserbestimmte Sande und Sande mit Tieflehm

D2a4 Sl3

terrestrisch 1

4

122 grundwasserbestimmte Sande D2b1 Ss halbhydromorph 2 3

D3a1

D3a2

D3a3 131 sickerwasserbestimmte

Tieflehme und Sande

D3a4

Sl2, Ls2 (50% jew.) terrestrisch 1 (6,5) 7

D3b1 Sl2, Sl3 5 132

grundwasser- und staunässebestimmte Sande und Tieflehme D3b3 Ss, Sl3

halbhydromorph 2 4

D4a1 Ls2 9

D4a2 Ls2 9 141 sickerwasserbestimmte Tieflehme

D4a3 Sl3, Ls3

terrestrisch 1

(5,5) 6

D4b1 Ls2 10

D4b2 Ls2 10

D4b4 Ls2 10

D4b7 Sl2, Ls2 (7,5) 8

142 staunässe- und/oder grundwasserbestimmte Lehme und Tieflehme

D4b9 Ls2

halbhydromorph 2

10

D5a1 Ls2

D5a2 Ls2 151 sickerwasserbestimmte Lehme und Tieflehme

D5a3 Ls2

terrestrisch 1 9

D5b1 Ls2

D5b2 Ls2

152 staunässe- und/oder grundwasserbestimmte Tieflehme

D5b6 Ls2

halbhydromorph 2 10

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- 4 - Britta Korte

STT MMK

Bezeichnung STT in MMK

SRT MMK

Bodenart KA 4 Bodenart Code ET

Stufe

D5b7 Ls2

D5b8 Ls2

161 sickerwasserbestimmte Lehme D6a3 Lt2 terrestrisch 1 10

162 staunässe- und/oder grundwasserbestimmte Lehme und Tone

D6b2 Lt2 halbhydromorph 2 11

Mo1c4 hn z3

Mo1c6 hn z3 213 sandunterlagerte Moore

Mo1c7 hn z3

hydromorph 3 11

Mo2b3 hn z3 222 tiefgründige Torfmoore

Mo2b4 hn z3 hydromorph 3 11

223 mudde- und/oder lehm-unterlagerte oder –überlagerte Moore

Mo2c1 hn z3 hydromorph 3 11

zum Natürlichen Ertragspotential

Tabelle Anhang 10: Ermittlung der SVGK für die Standortregionaltypen

STT MMK

StRT MMK Bezeichnung STT in MMK*1 Bodenart KA4 SVGK

111 D1a1 sickerwasserbestimmte Sande Ss 5

D2a1 Sl2

D2a3 Sl2, Sl3

121

D2a4

sickerwasserbestimmte Sande und Sande mit Tieflehm

Sl3

4

122 D2b1 grundwasserbestimmte Sande Ss 5

D3a1 Sl2, Ls2 (50% jew.)

D3a2 Sl2, Ls2 (50% jew.)

D3a3 Sl2, Ls2 (50% jew.)

131

D3a4

sickerwasserbestimmte Tiefleh-me und Sande

Sl2, Ls2 (50% jew.)

4

D3b1 Sl2, Sl3 132

D3b3

grundwasser- und staunässebe-stimmte Sande und Tieflehme

Ss, Sl3 4

D4a1 Ls2

D4a2 Ls2

141

D4a3

sickerwasserbestimmte Tiefleh-me

Sl3, Ls3

4

D4b1 Ls2

D4b2 Ls2

D4b4 Ls2

D4b7 Sl2, Ls2 (50% jew.)

142

D4b9

staunässe- und/oder grundwas-serbestimmte Lehme und Tief-lehme

Ls2

3

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 5 -

D5a1 Ls2

D5a2 Ls2

151

D5a3

sickerwasserbestimmte Lehme und Tieflehme

Ls2

4

D5b1 Ls2

D5b2 Ls2

D5b6 Ls2

D5b7 Ls2

152

D5b8

staunässe- und/oder grundwas-serbestimmte Tieflehme

Ls2

3

161 D6a3 sickerwasserbestimmte Lehme Lt2 4

162 D6b2 staunässe- und/oder grundwas-serbestimmte Lehme und Tone

Lt2 2

Mo1c4 hn z3

Mo1c6 hn z3

213

Mo1c7

sandunterlagerte Moore

hn z3

/

Mo2b3 hn z3 222

Mo2b4

tiefgründige Torfmoore

hn z3 /

223 Mo2c1 mudde- und/oder lehmunterla-gerte oder –überlagerte Moore

hn z3 /

zur Biotopfunktion

Tabelle Anhang 11: Einstufung der potentiellen Leitvogelarten in Gefährdungskategorien nach RL Deutschland und RL Brandenburg (nach JEDICKE 1997)

Vogelarten Angaben in RL D Angaben in RL BB

Aaskrähe - -

Bachpieper 2 2

Bartmeise V R

Beutelmeise - -

Blaukehlchen 3 2

Brachvogel 2 1

Drosselrohrsänger 2 3

Eisvogel 3 2

Feldschwirl - -

Flussregenpfeifer - -

Flussseeschwalbe - 2

Flussuferläufer 3 2

Gänsesäger 3 1

Gebirgsstelze - 3

Gelbspötter - -

Girlitz - -

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- 6 - Britta Korte

Grauammer 2 1

Graugans - -

Großtrappe 1 1

Hänfling - -

Haubentaucher - -

Höckerschwan - -

Kampfläufer 1 1

Karmingimpel R R

Kiebitz 3 3

Kleinralle 1 1

Knäkente 3 2

Kranich - 2

Kolbenente 2 -

Lachmöwe - -

Löffelente - R

Moorente 1 1

Nachtigall - -

Neuntöter V 3

Ortolan 2 3

Raubwürger 1 2

Rohrdommel 1 1

Rohrschwirl V 3

Rohrweihe - -

Rothalstaucher V 2

Rotschenkel 3 1

Schilfrohrsänger 2 2

Schlagschwirl - R

Schnatterente - R

Schwarzhalstaucher V 2

Sperbergrasmücke - R

Sprosser - -

Steinkauz 2 1

Stieglitz - -

Sumpfohreule 1 1

Tafelente - -

Teichralle V -

Teichrohrsänger - -

Trauerseeschwalbe 1 1

Tüpfelralle 3 2

Turmfalke - -

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 7 -

Turteltaube - 3

Uferschnepfe 2 1

Uferschwalbe 3 3

Wachtel V 2

Wachtelkönig 1 1

Waldohreule - -

Wasseramsel - -

Wasserralle - -

Weißstorch 3 3

Wiesenweihe 1 1

Zippammer 1 -

Zwergdommel 1 1

Zwergtaucher 3 -

RL – Rote Liste, D – Deutschland, BB – Brandenburg, (0) Ausgestorben, verschollen, (1) vom Aussterben bedroht, (2) stark gefährdet, (3) gefährdet, (P/R) potentiell gefährdet/ extrem selten, (V) Vorwarnliste, (G) Gefährdung anzunehmen, (-) keine Angaben in RL

Sonstige

Tabelle Anhang 12: Energiepflanzen zur energetischen Nutzung (vgl. KALTSCHMITT & HARTMANN 2001)

Energiepflanzen

Lignocellulosepflanzen

Kurzumtriebsplantage

(Pappel, Salix)

Miscanthus

Getreideganzpflanzen

(Weizen, Roggen, Triticale, Mais)

Rutenhirse

Rohrglanzgras

Futtergräser

(Weidelgras, Knaulgras, Glatthafer, Rohrschwingel)

Ölpflanzen

Raps

Sonnenblume

Hanf

Zuckerpflanzen

Zuckerrübe

Zuckerhirse

Stärkepflanzen

Kartoffel

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- 8 - Britta Korte

Topinambur

Getreide

(Gerste, sowie Getreideganzpflanzen [siehe oben])

Tabelle Anhang 13: Ausgewählte Energiepflanzen und ihre Standortansprüche

Artname botanischer Name

Feuchte-Klasse

Staunässe-Klasse

Gründig-keits-Klasse

Nährstoff-Klasse

Code

Miscanthus38,41 (Chinaschilf)

Miscanthus x giganteus 2 0 2 1 2021

Balsampap-pel38,39

Populus tricho-carpa 2 0 3 1 2031

Mais40,41 Zea mays L. 3 0 1 1

Weizen40,41 Triticum aesti-vum 3 0 1 1

Zuckerrübe41 Beta vulgaris var. Altissima L. 3 0 1 1

3011

Raps41,42 Brassica napus L. 3 0 1 2 3012

Ausdauerndes Weidelgras38 Lolium perenne 3 0 2 1 3021

Kartoffel38 Solanum tube-rosum L. 3 0 3 2 3032

Sonnenblume41 Helianthus annuus L. 4 0 1 2 4012

Glatthafer38 Arrhenatherum elatius 4 0 2 1

Knaulgras38 Dactylis glome-rata 4 0 2 1

Rohrschwin-gel38

Festuca arun-dinacea 4 0 2 1

Zuckerhirse38 Sorgum sac-charatum 4 0 2 1

4021

Roggen38 Secale cereale 5 0 1 3 5013

38 KALTSCHMITT & HARTMANN 2001 39 LÜDEMANN 1998 40 FNR 2004 41 WINTZER et al. 2000 42 MANN 1998

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 9 -

Feuchte: 1-feucht, 2-feucht/frisch, 3-frisch, 4-mäßig frisch, 5-trocken

Staunässe: 0-nicht Staunässe verträglich, 1-Staunässe verträglich

Gründigkeit: 1-tiefgründig, 2-mittelgründig, 3-flachgründig

Nährstoffe: 1-hoher Nährstoffbedarf, 2-mittlerer Nährstoffbedarf, 3-geringer Nährstoffbedarf

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 10 -

Tabelle Anhang 14: Übersicht der Parameter zur Ermittlung der Standortparameter

STT-MMK

Bezeichnung STT in MMK*1

StRT-MMK

Dom Boden-

art

Kurzzei-chen KA4

nFk (in Vol-%) We (in dm) k Ah (in

dm)

KRWe (120

mm/d) KRWe

GFAb (We+k Ah) in

dm

KAKpot (in cmol/g)

HFT MMK

111 sickerwasserbe-stimmte Sande

D1a1 S Ss 10,5 6 9 0 -- 15 2 11

D2a1 sl Sl2 17,5 7 18 0 -- 25 4 11

D2a3 sl, s-s/l Sl2, Sl3 17,5; 18 (7, 8) 7,5 (18, 22) 20 0 -- 27,5 4, 6 12

121 sickerwasserbe-stimmte Sande und Sande mit Tieflehm

D2a4 s-s/l Sl3 18 8 22 0 -- 30 6 11

122 grundwasserbe-stimmte Sande

D2b1 s Ss 10,5 6 9 0,9 0,1 15,9 2 62

D3a1 s/l+s Sl2, Ls2 (50% jew.)

17,5; 15,5 (7, 10) 8,5 (18, 20) 19 0 -- 27,5 4, 13 11

D3a2 s/l+s Sl2, Ls2 (50% jew.)

17,5; 15,5 (7, 10) 8,5 (18, 20) 19 0 -- 27,5 4, 13 11

D3a3 s/l+s Sl2, Ls2 (50% jew.)

17,5; 15,5 (7, 10) 8,5 (18, 20) 19 0 -- 27,5 4, 13 12

131 sickerwasserbe-stimmte Tieflehme und Sande

D3a4 s-s/l+l Sl2, Ls2 (50% jew.)

17,5; 15,5 (7, 10) 8,5 (18, 20) 19 0 -- 27,5 4, 13 11, 12

D3b1 s-m/d, s-s/l

Sl2, Sl3 17,5; 15,5 (7, 8) 7,5 (18, 22) 20 0 -- 27,5 4, 6 62 132 grundwasser- und staunässebestimmte Sande und Tiefleh-me D3b3 s, s-s/l Ss, Sl3 10,5; 18 (6, 8) 7 (9, 22)

15,5 0 0,1 22,5 4, 6 51

141 sickerwasserbe- D4a1 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 11

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Britta Korte - 11 -

STT-MMK

Bezeichnung STT in MMK*1

StRT-MMK

Dom Boden-

art

Kurzzei-chen KA4

nFk (in Vol-%) We (in dm) k Ah (in

dm) KRWe (120

mm/d) KRWe

GFAb (We+k Ah) in

dm

KAKpot (in cmol/g)

HFT MMK

D4a2 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 11, 12 141

stimmte Tieflehme

D4a3 s+l Sl3, Ls3 18; 15 (8, 10) 9 (22, 14) 18 0 -- 27 6, 12 11, 12

D4b1 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 21, 41

D4b2 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 21, 41, 61, 62

D4b4 m/d+m/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 52

D4b7 s/l+s Sl2, Ls2 17,5; 15,5 (7, 10) 8,5 (18, 20) 19 0 -- 27,5 4, 13 51

142

staunässe- und/oder grundwasserbe-stimmte Lehme und Tieflehme

D4b9 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 41

D5a1 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 11

D5a2 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 12

151 sickerwasserbe-stimmte Lehme und Tieflehme

D5a3 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 12, 21

D5b1 s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 21, 22, 41

D5b2 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 21, 41

D5b6 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 41, 61, 62

D5b7 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 42

152 staunässe- und/oder grundwasserbe-stimmte Tieflehme

D5b8 l+s/l Ls2 15,5 10 20 0 -- 30 13 51, 52

161 sickerwasserbe-stimmte Lehme

D6a3 l-t,l Lt2 15 10 13 0 -- 23 17 11

162 staunässe- und/oder grundwasserbe-stimmte Lehme und Tone

D6b2 l Lt2 15 10 13 0 -- 23 17 43

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 12 -

STT-MMK

Bezeichnung STT in MMK*1

StRT-MMK

Dom Boden-

art

Kurzzei-chen KA4

nFk (in Vol-%) We (in dm) k Ah (in

dm) KRWe (120

mm/d) KRWe

GFAb (We+k Ah) in

dm

KAKpot (in cmol/g)

HFT MMK

Mo1c4 h/d-s hn z3 58 4 4 96 0,8 8 52

Mo1c6 h/d+h+s hn z3 58 4 4 96 0,8 8 52, 53

213

sandunterlagerte Moore

Mo1c7 h/d+h/y+h+s

hn z3 58 4 4 96 0,8 8 53

Mo2b3 h-h/d hn z3 58 4 4 96 0,8 8 53 222 tiefgründige Torf-moore

Mo2b4 h-h/y+h/d

hn z3 58 4 4 96 0,4 8 53

223 mudde- und/oder lehmunterlagerte oder –überlagerte Moore

Mo2c1 h/y hn z3 58 4 4 96 0,4 8 53

Tabelle Anhang 15: Bewertungsergebnisse der Standortparameter für die Standortregionaltypen

STT-MMK StRT-MMK Bodenart KA4 Wpfl (in mm) Bodenfeuchte-

Klasse HFT-MMK Staunässe We (in dm) Gründigkeit KAKpot (in cmol/g)

Nährstoffver-sorgung

111 D1a1 Ss 63 4 11 0 6 2 2 3

D2a1 Sl2 122,5 4 11 0 7 2 4 3

D2a3 Sl2, Sl3 133,13 4 12 0 (7, 8) 7,5 2 (4, 6) 5 2

121

D2a4 Sl3 144 3 11 0 8 2 6 2

122 D2b1 Ss 63,9 4 62 0 6 2 2 3

131 D3a1 Sl2, Ls2 (50% jew.)

140,25 3 11 0 (7, 10) 8,5 2 (4, 13) 8,5 2

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Britta Korte - 13 -

STT-MMK StRT-MMK Bodenart KA4 Wpfl (in mm) Bodenfeuchte-

Klasse HFT-MMK Staunässe We (in dm) Gründigkeit KAKpot (in cmol/g)

Nährstoffver-sorgung

D3a2 Sl2, Ls2 (50% jew.)

140,25 3 11 0 (7, 10) 8,5 2 (4, 13) 8,5 2

D3a3 Sl2, Ls2 (50% jew.)

140,25 3 12 0 (7, 10) 8,5 2 (4, 13) 8,5 2

131

D3a4 Sl2, Ls2 (50% jew.)

140,25 3 11, 12 0 (7, 10) 8,5 2 (4, 13) 8,5 2

D3b1 Sl2, Sl3 123,75 4 62 0 (7, 8) 7,5 2 (4, 6) 5 2 132

D3b3 Ss, Sl3 99,75 4 51 0 (6, 8) 7 2 (4, 6) 5 2

D4a1 Ls2 155 3 11 0 10 2 13 2

D4a2 Ls2 155 3 11, 12 0 10 2 13 2

141

D4a3 Sl3, Ls3 148,5 3 11, 12 0 (8, 10) 9 2 (6, 12) 9 2

D4b1 Ls2 155 3 21, 41 0 10 2 13 2

D4b2 Ls2 155 3 21, 41, 61, 62 0 10 2 13 2

D4b4 Ls2 155 3 52 0 10 2 13 2

D4b7 Sl2, Ls2 (50% jew.)

140,25 3 51 0 (7, 10) 8,5 2 (4, 13) 8,5 2

142

D4b9 Ls2 155 3 41 0 10 2 13 2

D5a1 Ls2 155 3 11 0 10 2 13 2

D5a2 Ls2 155 3 12 0 10 2 13 2

151

D5a3 Ls2 155 3 12, 21 0 10 2 13 2

D5b1 Ls2 155 3 21, 22, 41 1 10 2 13 2

D5b2 Ls2 155 3 21, 41 0 10 2 13 2

152

D5b6 Ls2 155 3 41, 61, 62 0 10 2 13 2

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 14 -

STT-MMK StRT-MMK Bodenart KA4 Wpfl (in mm) Bodenfeuchte-

Klasse HFT-MMK Staunässe We (in dm) Gründigkeit KAKpot (in cmol/g)

Nährstoffver-sorgung

D5b7 Ls2 155 3 42 1 10 2 13 2 152

D5b8 Ls2 155 3 51, 52 0 10 2 13 2

161 D6a3 Lt2 150 3 11 0 10 2 17 1

162 D6b2 Lt2 150 3 43 1 10 2 17 1

Mo1c4 hn z3 328 1 52 0 4 3 hoher Anteil Humus 1

Mo1c6 hn z3 328 1 52, 53 0 4 3 hoher Anteil Humus 1

213

Mo1c7 hn z3 328 1 53 0 4 3 hoher Anteil Humus 1

Mo2b3 hn z3 328 1 53 0 4 3 hoher Anteil Humus 1 222

Mo2b4 hn z3 328 1 53 0 4 3 hoher Anteil Humus 1

223 Mo2c1 hn z3 328 1 53 0 4 3 hoher Anteil Humus 1

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GIS-gestützte Konzeption zur umweltverträglichen Biomassenutzung in der Uckermark - 15 -

Karten

Karte 1: Biotop- und Nutzungstypenkartierung der Modellregion Prenzlau Nord-West

Karte 2: Ökologische Risikoanalyse Szenario 1: Mais - Biotopentwicklungspotential

Karte 3: Ökologische Risikoanalyse Szenario 2: Pappel - Grundwasserdargebotsfunktion

Karte 4: Ökologische Risikoanalyse Szenario 3: Zuckerrübe - natürliches Ertragspotential

Karte 5: Ökologische Risikoanalyse Szenario 4: Miscanthus - Biotopfunktion

Karte 6: Ökologische Risikoanalyse Szenario 5: Stärkekartoffel - Retentionsfunktion

Karte 7: Handlungsempfehlungen für die landwirtschaftliche Nutzfläche

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Die selbständige und eigenhändige Anfertigung versichere ich an Eides statt.

Berlin, den 9.9.2005, Britta Korte