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Untersuchungen zum Schwermetallgehalt der Sedimente des Hamburger Hafens sowie Untersuchungen ueber deren Verwendbarkeit als Bodenverbesserer bzw. zum Anbau von Nutzpflanzen auf Spuelfeldern

Im Hamburger Hafen fallen jaehrlich ca. 1,5 Mio. Kubikmeter feinkoernige Sedimente an, die zur Aufrechterhaltung eines geregelten Schiffsverkehrs laufend mittels Baggereinsatz entfernt werden muessen. Wegen der hohen Metallbelastung dieser Sedimente koennen diese nicht mehr als Bodenverbesserer naehrstoffaermerer landwirtschaftlicher Kulturflaechen verwendet werden, sondern muessen auf Spuelfelder - ausgelegt als Dauerdeponien - verbracht werden. Da die zur Verfuegung stehenden Flaechen aber nur noch kurzfristig zur Aufnahme des Baggergutes ausreichen, sollte untersucht werden, unter welchen Bedingungen eventuell doch ein Anbau von Nutzpflanzen moeglich waere, oder ob man die Spuelfelder sich selbst ueberlassen kann und muss, da auf ihnen eine natuerliche Sukzession verschiedener Pflanzengesellschaften in Richtung auf ein Weidengebuesch bzw. auf einen Auenwald ablaeuft. Diese Waelder koennten dann eventuell als Erholungsgebiet 'genutzt' werden.

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen, Teilvorhaben 2: Implementierungsforschung am Standort Geisenheim

Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate. So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.

Wie Klimawirkungsketten helfen, Klimarisiken zu verstehen

<p> <p>Der Klimawandel wirkt auf unterschiedliche Weise in vielen Sektoren. Klimawirkungsketten machen komplexe Zusammenhänge sichtbar, ermöglichen eine systematische Analyse und zeigen kritische Punkte für Anpassung auf. Für die nächste Klimarisikoanalyse des Bundes 2028/29 hat das UBA die Klimawirkungsketten überarbeitet. Sie bieten allen Akteuren einen Ausgangspunkt für eigene Klimarisikoanalysen.</p> </p><p>Der Klimawandel wirkt auf unterschiedliche Weise in vielen Sektoren. Klimawirkungsketten machen komplexe Zusammenhänge sichtbar, ermöglichen eine systematische Analyse und zeigen kritische Punkte für Anpassung auf. Für die nächste Klimarisikoanalyse des Bundes 2028/29 hat das UBA die Klimawirkungsketten überarbeitet. Sie bieten allen Akteuren einen Ausgangspunkt für eigene Klimarisikoanalysen.</p><p> <p>Die Folgen des Klimawandels sind weitreichender, als Schlagzeilen über steigende Temperaturen es vermuten lassen. Die klimatischen Veränderungen wirken auf zahlreiche Sektoren direkt, indem sie natürliche Ressourcen beeinträchtigen, aber auch die menschliche Gesundheit sowie Gebäude, Infrastrukturen und Materialien. Das Beispiel Hitze und Trockenheit zeigt, wie breit die Betroffenheit der Sektoren sein kann: Böden trocknen aus und Flusspegel sinken. Auf Äckern verdorren die Pflanzen. Wälder leiden, denn Bäume werden durch Trockenheit anfälliger für Schädlinge. Die Hitze beeinträchtigt die Konzentration und die körperliche Leistungsfähigkeit in Schulen und am Arbeitsplatz. In Krankenhäusern werden Menschen wegen Kreislaufproblemen behandelt.&nbsp;</p> <p>Gleichzeitig interagieren diese Effekte in den eng verknüpften natürlichen, sozialen und wirtschaftlichen Systemen. So kann eine klimatische Veränderung weitreichende, <strong>kaskadierende Folgen</strong> nach sich ziehen. Insbesondere die Folgen für natürliche Systeme wie Boden, Wasserhaushalt und Ökosysteme bleiben nicht auf die Natur beschränkt (siehe Abbildung oben). Anhaltendes Niedrigwasser auf den Binnenwasserstraßen etwa beeinträchtigt die Schifffahrt, da Frachtschiffe nur noch mit reduzierter Ladung fahren können. Die Folge sind Verzögerungen in den Lieferketten und steigende Kosten für Transport und anschließende Produktionsprozesse mit entsprechenden wirtschaftlichen Einbußen. So beeinflusst die direkte physische Betroffenheit der natürlichen Systeme indirekt auch die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Systeme.&nbsp;</p> <p>Einzelne Sektoren sind potenziell unterschiedlich betroffen, je nach Standort und Systemeigenschaften. Wie stark Hitze und Trockenheit sich auf landwirtschaftliche Kulturen auswirkt, hängt etwa von Standort, Bodeneigenschaften, Sorte und Anbaumethoden ab.</p> <p>Klimarisiken betreffen also gleichzeitig <strong>vielfältige Sektoren</strong> und eine <strong>Vielzahl von Einflussgrößen</strong> bestimmt ihr Ausmaß. Hinzu kommt, dass Kaskadeneffekte entstehen können. Diese Komplexität stellt alle Akteure der Klimaanpassung – von Landes- und Kommunalverwaltungen sowie Trägern weiterer öffentlicher Aufgaben bis hin zu Unternehmen – vor große Herausforderungen: Mit welchen Klimarisiken müssen sie sich angesichts der vielfältigen Einflüsse und Wirkzusammenhänge auseinandersetzen? Und wie können diese Zusammenhänge bei der Planung von Maßnahmen berücksichtigt werden?</p> Klimatischer Einfluss, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/exposition">Exposition</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/sensitivitaet">Sensitivität</a>: Wie Wirkung entsteht <p>Um diese komplexen Zusammenhänge zu betrachten, eignen sich sogenannte <strong>Klimawirkungsketten (engl. „impact chains“)</strong>. Klimawirkungsketten stellen die Folgen des Klimawandels als Ursache-Wirkungs-Beziehungen dar, indem sie weitere Einflussfaktoren und mögliche Interaktionen berücksichtigen. Das Konzept hilft, mögliche <strong>Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft</strong> zu erfassen und darzustellen.</p> <p>Eine Klimawirkungskette beschreibt in drei Schritten, wie der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> zu Risiken für Gesellschaft, Wirtschaft oder Umwelt führen kann (siehe folgende Abbildung). Der erste Baustein ist der <strong>klimatische Einfluss (engl. climate hazard)</strong> selbst – wie Hitze, Trockenheit oder <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a>. Der zweite Baustein ist die räumliche <strong>Exposition (engl. exposure)</strong>. Dieser beschreibt, welche Systeme dem klimatischen Einfluss ausgesetzt sein können, etwa Gebäude, landwirtschaftliche Flächen oder Ökosysteme. Doch selbst wenn ein System betroffen ist, entsteht daraus nicht automatisch ein Risiko. Dafür ist die <strong>Sensitivität des Systems (engl. sensitivity oder vulnerability)&nbsp;</strong>entscheidend. Dieser dritte Baustein beschreibt Faktoren, die beeinflussen, ob ein System mehr oder weniger empfindlich auf einen klimatischen Einfluss reagiert.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Ansatzpunkte%20Anpassungskapazit%C3%A4t.jpg"> </a> <strong> Klimarisiken ohne Anpassung entstehen durch klimatischen Einfluss, Sensitivität und Exposition. </strong> Quelle: KWRA 2021 </p><p> <p>Eine Klimawirkungskette zeigt darüber hinaus auf, welche <strong>Beziehungen zwischen den einzelnen Klimawirkungen&nbsp;</strong>bestehen. Die Pfeilverbindungen stellen dar, wie ökologische, technische oder wirtschaftliche Prozesse dazu führen, dass sich ein klimatischer Einfluss Schritt für Schritt ausbreitet. Damit lässt sich strukturieren und nachvollziehen, wo Klimarisiken entstehen und wie sie sich in andere Systeme übertragen und verstärken können. Indem Klimawirkungen in Wirkungsketten betrachtet werden, können damit auch zunächst verdeckte oder unterschätze <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimafolgen">Klimafolgen</a> sichtbar werden.</p> Wann wird ein Ereignis zu einem Risiko? Klimawirkungsketten in Risikoanalyse und Anpassung <p>Klimawirkungsketten sind eine <strong>zentrale Methode für Klimarisikoanalysen.</strong> Sie helfen zunächst dabei, komplexe Zusammenhänge zu sammeln und zu strukturieren. Bei der Analyse dienen sie als eine Art Landkarte für mögliche Klimawirkungen, deren Einflussfaktoren und Zusammenhänge. Auf diese Weise helfen die Wirkungsketten dabei, die Analyse zu strukturieren – von der Prioritätensetzung bis hin zur Operationalisierung jeder einzelnen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawirkung">Klimawirkung</a> mittels Daten, Literatur und Facheinschätzungen. Sie ermöglichen es, Klimarisikoanalysen systematisch durchzuführen, zu interpretieren und nachzuvollziehen. Dabei können quantitative und qualitative Informationen gleichermaßen berücksichtigt werden.</p> <p>Klimawirkungsketten geben zudem <strong>Hinweise, wo Anpassungsmaßnahmen besonders wirksam sein könnten</strong>. Denn indem sie übersichtlich darstellen, wie komplexe Faktoren bei der Entstehung einer Klimawirkung zusammenspielen, machen sie mögliche Eingriffspunkte entlang der Kette sichtbar. Der Ansatz verschiebt damit den Blick von der Frage „Welche Klimafolgen könnten auftreten?“ zur Frage <strong>„Welche Prozesse und Bedingungen führen dazu, dass ein Ereignis zu einem Risiko wird?“</strong>. Wenn etwa durch Dürren Ernten geringer ausfallen, könnten Maßnahmen an verschiedenen Stellen ansetzen. Durch Bewässerungssysteme kann die Wasserversorgung der Pflanzen verbessert werden. Die Wahl dürreresistenter Sorten und Kulturen kann dafür sorgen, dass die Pflanzen Trockenheit besser überstehen. Gezielter Humusaufbau kann den Wasserrückhalt im Boden verbessern. Nicht zuletzt kann ein Betrieb den Anbau und das Betriebsmodell diversifizieren, um den Verlust einzelner Kulturen abzupuffern.</p> Jetzt veröffentlicht: Überarbeitete Klimawirkungsketten der Klimarisikoanalyse für Deutschland 2028/29 <p>Klimawirkungsketten wurden vom Umweltbundesamt <strong>erstmals in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/vulnerabilitaetsanalyse">Vulnerabilitätsanalyse</a> 2015</strong> als methodisches Grundgerüst eingesetzt und im Zuge der Klimawirkungs- und Risikoanalyse 2021 weiterentwickelt. Strukturiert nach den Handlungsfeldern des Klimaanpassungsgesetzes bilden die Klimawirkungsketten die Folgen des Klimawandels für Deutschland ab.&nbsp;</p> <p>In Vorbereitung der nächsten Klimarisikoanalyse für Deutschland 2028/29 wurden die Klimawirkungsketten der Vorgängeranalyse vereinfacht. Ähnliche Klimawirkungen, die bislang separat betrachtet wurden, sind nun in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/Aggregierte%20Klimawirkungsketten_0.pdf"><strong>aggregierten Klimawirkungen</strong></a> zusammengefasst und neu benannt. Dabei wurden die ehemals alleinstehenden Klimawirkungen überarbeitet. Als Teilaspekte der aggregierten Klimawirkung bleiben sie für die Analyse erhalten. Weiterhin wurden einzelne neue Klimawirkungen ergänzt. Diese Überarbeitung soll die anstehende Klimarisikoanalyse 2028/29 schlanker und übersichtlicher gestalten. Gleichzeitig bleibt der Überblick über alle relevanten Klimawirkungen und deren Einflussgrößen erhalten.</p> <p>Die Klimawirkungsketten der Klimarisikoanalyse des Bundes 2028/29 bieten für Klimarisikoanalysen anderer Akteure einen hilfreichen Ausgangspunkt. Klimawirkungsketten können grundsätzlich als <strong>flexibles Werkzeug</strong> für solche Analysen erstellt und angepasst werden. Ihr Fokus und der Detailgrad der Ausgestaltung hängen vom Betrachtungsgegenstand und Kontext ab. Das bedeutet, dass sich die Inhalte und Faktoren der Klimawirkungsketten in Abhängigkeit von der betrachteten Branche oder Region stark unterscheiden können. Um Klimawirkungsketten zu erarbeiten, bietet sich eine <strong>partizipative Herangehensweise</strong> oder eine Umsetzung im Team an. Dies ermöglicht es, viele Perspektiven auf Auswirkungen und Interaktionen zu berücksichtigen. Weitere Hinweise zur Erstellung und Anwendung von Klimawirkungsketten als Teil einer Klimarisikoanalyse sind im Leitfaden<em>&nbsp;</em><a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimarisikoanalysen-auf-kommunaler-ebene">Klimarisikoanalysen auf kommunaler Ebene</a> enthalten.</p> <p><strong>Autorin:&nbsp;</strong>Johanna Siebenlist (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>)</p> <p><em>Dieser Artikel wurde als Schwerpunktartikel im Newsletter ⁠Klimafolgen⁠ und Anpassung Nr. 101 veröffentlicht.&nbsp;</em><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/newsletter"><em>Hier</em></a><em> können Sie den Newsletter abonnieren.</em></p> <p>&nbsp;</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Gross N transformations and N2O fluxes in biochar-amended soils

Recently, the application of biochar to soils has been discussed as a win-win-win strategy to improve soil fertility, sequester carbon, reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and to enable CO2-negative energy production from renewable feedstock. First results suggest that biochar application affects the N transformations in the soil - The interactions between biochar and soil N transformations are still poorly understood. The aim of this project is to quantify the simultaneously occurring gross N transformations and sources of N2O fluxes in soils after biochar application. The methodology developed by C. Müller and established at the Department of Plant Ecology (15N labeling-tracing-modeling) (2-5) will be used to investigate the effect of biochar on soil N dynamics. Three 15N-tracing studies will be conducted to evaluate the short-term, intermediate and longer-term effects of biochar on N dynamics: (1) a study using 15N-labelled biochars (adapt technique for biochar); (2) a study examining intermediateterm effects in a biochar-hydrochar field study that started in April 2011 at the Dept. of Plant Ecology, and (3) a study in an European field experiment where fully randomized biochar plots were installed in 2009. The study is designed in such a way that Bachelor- and Master studies will address certain aspects in support of the main study. A process-based understanding of the soil N dynamics is key to evaluate if biochar may be a suitable global-change mitigation tool.

Einfluss von Duengung und Bodenpflegemassnahmen auf den Krankheits- und Schaedlingsbefall in einer Apfelanlage

Durch geeignete Duengungs- und Bodenpflegemassnahmen soll der Krankheits- und Schaedlingsbefall reduziert werden, um Pflanzenschutzmittel einzusparen. Geprueft werden organische und mineralische Duengung in je 2 verschieden hohen Gaben sowie ganzjaehrige Bodenoffenhaltung und Gruenduengungseinsaat. Fuer den Mehltau und die Mehrzahl der untersuchten Schaedlinge wurde ein staerkerer Befall auf den offengehaltenen Parzellen gegenueber der Gruensaat festgestellt. Hochsignifikante Unterschiede ergaben sich fuer den Mehltau (Podosphaera leucotricha), die Apfelblattgallmilbe (Eriophyes malinus), die Mehlige (Rosige), Apfelblattlaus (Dysaphis plantaginea), den Apfelwickler (Laspeyresia pomonella) und fuer die Zahl der abgelegten Wintereier verschiedener Aphiden und des kleinen Frostspanners (Operophthera brumata).

Bewertung des Einflusses von Emissionen und Rueckstaenden auf Umwelt und Gesundheit

Es steht im Interesse der Umweltforschung und Umwelterziehung Vorurteile ueber Belastungen durch Emissionen und Rueckstaende aus Braunkohlekraftwerken kritisch zu hintertragen und an einfachen Modell-Systemen Schad- und Nutzwirkungen von Kraftwerksreststoffen (Braunkohlenasche und Rauchgasgips) zu erfassen (Ziel). Es wird davon ausgegangen, dass bei einer richtigen Verwendung (Recycling) durchaus positive Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit zu erwarten sind (Hypothese). Als Ergebnis ist festzustellen, dass mit einer Kombination von Braunkohlenasche und Rauchgasgips eine Verbesserung von sauren Boeden und des Pflanzenwachstums, sowie eine Behebung von Mangelsituationen an Spurenelementen (Bor, Selen, Molybdaen, u.a.) bei sachgerechter Anwendung moeglich ist (Ergebnis).

Begruenung von Rueckstandshalden der Kaliindustrie in Niedersachsen und Hessen, ab 1994 in Thueringen

Untersuchung von Moeglichkeiten, Rueckstandshalden aus der Aufbereitung der Kalisalze zu begruenen. Durchfuehrung von Begruenungsversuchen (Feld- und Gefaessversuche) mit und ohne Auftrag von Boden oder anderen Abdeckmaterialien mit dem Ziel, einen dauerhaften Pflanzenbewuchs auf der Haldenoberflaeche zu schaffen.

Verwendung von Kompost im Garten- und Landschaftsbau

Teil 1: Bodenverbesserung bei Pflanzflächen für Stauden und Gehölze: Nur in wenigen Fällen trifft der Garten- und Landschaftsbau auf Standorte, die eine Bepflanzung bzw. Nutzung ermöglichen, ohne dass eine Regeneration gestörter Böden eingeleitet bzw. unterstützt wird. Das breit gefächerte Aufgabenfeld des Garten- und Landschaftsbaus beinhaltet somit - gleichsam als Vorbedingung für die Gestaltung von Freiräumen aller Art - umfangreiche Maßnahmen zur Herstellung geeigneter Vegetationstragschichten, wobei vorwiegend organische Masse verwendet wird. Der sich hieraus ableitende, hohe Bedarf an organischer Substanz prädestiniert den GaLaBau für die Kompostanwendung, wodurch in diesem Bereich erhebliche Mengen pflanzlicher Abfallstoffe dem Naturkreislauf nutzbringend wieder zugeführt werden können. Untersucht wird der langfristige Einfluss einer Kompostgabe zur Bodenverbesserung bei der Pflanzung von Stauden und Gehölzen. Teil 2: Substratbestandteil für Lärmschutzwände, Pflanzcontainer und Rasengittersteine: Aufgrund geringer Kosten werden im Garten- und Landschaftsbau häufig lokal angebotene Oberbodengemische als Vegetationssubstrat favorisiert. Diese Gemische enthalten jedoch häufig Unkrautsamen oder austriebsfähige Pflanzenteile und unterliegen zudem einem deutlichen Volumenschwund, da in Folge der Verarbeitung des Bodens ein Fragmentgefüge geschaffen wird, das sich mittel- bis langfristig als wenig beständig erweist. Durch die auftretende Sackung werden die ursprünglich günstigen physikalischen Eigenschaften der Substrate (z.B. Wasserdurchlässigkeit, Luftkapazität) stark beeinträchtigt. Zudem erschwert die - je nach Herkunft- meist sehr unterschiedliche Beschaffenheit des Oberbodens die Standardisierung von Substratmischungen erheblich. Derartige Substrate sind somit wenig geeignet, um eine dauerhaft optimale Entwicklung der Begrünung sicherzustellen. Gegenstand der Untersuchungen ist der langfristige Einfluss zielgerichtet konzipierter Kompostsubstrate zur Begrünung von Lärmschutzwänden, Pflanzcontainern und Rasengittersteinen.

Waldbodendauerbeobachtungsflächen (BDF) (D21, D25)

Landesweites Beobachtungssystems zur Gewinnung von Basisdaten für den vorsorgenden Bodenschutz durch Beobachtung der Entwicklung der Waldböden anhand 77 Waldboden-Dauerbeobachtungsflächen.

Betonkastenversuch - Phosphorduengung

Versuchsfrage: a) Welches ist die aus oekonomischer und oekologischer Sicht langjaehrig optimale P-Duengung auf unterschiedlichem Bodenmaterial? b) Wo liegt langfristig die anzustrebende P-Bodenversorgung bei unterschiedlichem Bodenmaterial? c) Wie hoch liegt das Ertragspotential unterschiedlichen Bodenmaterials bei einheitlichem Standortklima? - Versuch in besonderer Anlage- 64 Betonkaesten (1 m3 Inhalt)- 4 Bodenmaterialien, jeweils 4 P-Duengungsstufen, 4-fache Wiederholung.

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