Eutrophierende Stickstoffeinträge
Diagramm
Grafik: BfN (2010), Daten: UBA (2008)
Kurzfassung
| Themenfelder der NBS | B 3.1 Flächendeckende diffuse Stoffeinträge, C 10 Versauerung und Eutrophierung |
|---|---|
| Definition | Der Indikator gibt Auskunft über Beeinträchtigungen der biologischen Vielfalt aufgrund der Überschreitungen der Belastungsgrenzen durch eutrophierende Stickstoffeinträge (Critical Loads of Nutrient Nitrogen). |
| Gemessene oder beobachtete Größe | Anteil der bewerteten Flächen empfindlicher Ökosysteme ohne Überschreitungen ökosystemspezifischer Belastungsgrenzen für eutrophierende Stickstoffeinträge (Critical Loads of Nutrient Nitrogen) |
| Letzter berichteter Wert | 4,3 % (Stand: 2004) |
| Ziel/Zielwert | Flächendeckende Einhaltung der Belastungsgrenzen für empfindliche Ökosysteme bis zum Jahr 2020 |
| Status |  Der aktuelle Wert liegt noch sehr weit vom Zielbereich entfernt (Zielerreichungsgrad < 50 %). |
| Trend | n.v. |
| Kernaussage | Im Jahr 2004 wurden nur auf 4,3 % der bewerteten Flächen empfindlicher Ökosysteme die Belastungsgrenzen eingehalten. Während luftgetragene Stickstoffeinträge aus Verkehr und Industrie von 1990 bis 2004 abgenommen haben, weisen die Ammoniakemissionen und daraus folgende Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft bislang keinen Abwärtstrend auf. |
| Indikatorensystem | KIS, SEBI |
Einführung
Stickstoffemissionen aus der Industrie gelangen in die Luft und reichern sich in Ökosystemen an. © Kandis / 
photocase.com
Stickstoffverbindungen gelangen aus verschiedenen Quellen der Industrie, des Verkehrs, der Haushalte und der Landwirtschaft in die Atmosphäre. Dort können sie über weite Strecken als Gas oder als mikroskopisch kleine Teilchen (Aerosole) verfrachtet werden. Durch Absinken, Aufprall, Regen oder Kondensation erreichen diese Verbindungen wieder die Erdoberfläche. Besonders Lebensräume, die von Natur aus nährstoffarm sind, und die dort vorkommenden Pflanzen und Tiere werden durch die Anreicherung von Stickstoffverbindungen (Eutrophierung) geschädigt. In der Folge kommt es zur Verdrängung der an Magerstandorte angepassten Pflanzen durch nährstoffliebende Arten. Indirekt sind hiervon auch viele Tierarten betroffen, die an bestimmte Pflanzenarten gebunden sind. Die biologische Vielfalt kann auf diese Weise nicht nur in terrestrischen, sondern auch in aquatischen Ökosystemen geschädigt werden, da überschüssige Stickstoffverbindungen durch Ausspülung in die Gewässer gelangen.
„Mehr als die Hälfte der Gefäßpflanzen ist nur unter nährstoffarmen Bedingungen konkurrenzfähig und damit durch hohe Stickstoffeintragsraten in ihrem Bestand gefährdet.“ (BMU 2007: 80)
Stoffliche Einträge haben erhebliche Auswirkungen auf die biologische Vielfalt, da sie die Lebens- und Standortbedingungen verändern (BMU 2007: 80).
Weltweit wird in Zukunft eine steigende Belastung durch eutrophierende Stickstoffeinträge erwartet (MEA 2005: 8 ff).
Ökosystemspezifische Belastungsgrenzen für den Eintrag von Schad- oder Nährstoffen über die Atmosphäre werden international als Critical Loads (CL) bezeichnet. Werden diese Grenzen eingehalten oder unterschritten, sind nach heutigem Wissen weder akut noch langfristig Schädigungen der betroffenen Ökosysteme zu erwarten. Es kann allerdings Jahrzehnte dauern, bis Ökosysteme sichtbar geschädigt werden, und umgekehrt ebenso lange, bis sie sich von langjährigen Überschreitungen wieder erholen. Da Stoffe in der Atmosphäre weiträumig und grenzüberschreitend verfrachtet werden, gibt es verschiedene Vereinbarungen auf internationaler Ebene mit dem Ziel einer Verminderung der ausgestoßenen Mengen bestimmter Substanzen. Sowohl die NEC-Richtlinie (National Emission Ceilings Directive) der EU als auch das Göteborg-Protokoll der CLRTAP (Convention on Long-range Transboundary Air Pollution) definieren für 2010 nationale Höchstmengen der Emission von Ammoniak und Stickstoffoxiden.
Definition
Der Indikator bilanziert den Anteil der bewerteten Flächen empfindlicher Ökosysteme ohne Überschreitungen ökosystemspezifischer Belastungsgrenzen für eutrophierende Stickstoffeinträge (Critical Loads of Nutrient Nitrogen). Entsprechend der Zielsetzung der Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt wird bis zum Jahr 2020 eine flächendeckende Einhaltung der Belastungsgrenzen für empfindliche Ökosysteme angestrebt. Denn nur im Falle einer Einhaltung oder Unterschreitung dieser kritischen Belastungsgrenzen sind nach heutigem Wissen weder akut noch langfristig Schäden an den betroffenen empfindlichen Ökosystemen zu erwarten.
Die Nationale Strategie zur biologischen Vielfalt legt als Ziel für flächendeckende diffuse Stoffeinträge fest: „Bis zum Jahre 2020 werden die Belastungswerte (critical loads und levels) für Versauerung, Schwermetall- und Nährstoffeinträge (Eutrophierung) und für Ozon eingehalten, so dass auch empfindliche Ökosysteme nachhaltig geschützt sind.“ (BMU 2007: 54)
Aufbau
Ökosystemspezifische Belastungsgrenzen geben an, welche Menge eines Stoffes pro Fläche und Zeitspanne nach aktuellem Wissensstand in einem bestimmten Ökosystem deponiert werden kann, ohne dass auf lange Sicht Schäden auftreten. Stoffeinträge dürfen also langfristig gerade noch so hoch sein, dass die Stoffe durch interne Prozesse gespeichert oder aufgenommen werden können bzw. in unbedenklicher Größe wieder aus dem System herausgelangen. Zwischen Ein- und Austrägen eutrophierender Stickstoffverbindungen ist somit die Einstellung eines Gleichgewichtes erforderlich. Dabei sind zeitweilige Abweichungen vom Gleichgewichtszustand tolerierbar, solange das System aus sich selbst heraus regenerationsfähig bleibt.
Als empfindliche Ökosysteme in Hinblick auf eutrophierende Stickstoffeinträge gelten u.a. folgende Typen der Landnutzung: nährstoffarme Wiesen und Weiden, Laub-, Nadel- und Mischwälder, grundwasserbeeinflusstes natürliches Grünland, Heiden und Moorheiden, Sümpfe und Torfmoore. Um die spezifischen Belastungsgrenzen für diese Ökosystemtypen festzulegen, werden u.a. die Vegetationszusammensetzung, die Gesteinsart und der Bodenchemismus berücksichtigt. Folgende Daten werden herangezogen, um mit Hilfe von Modellierungen die Überschreitung der Belastungsgrenzen für eutrophierende Stickstoffeinträge zu berechnen:
- Bodenübersichtskarte Deutschlands (BÜK 1000) und Wald-BÜK
- Karte der mittleren jährlichen Sickerwasserrate aus dem Boden
- Karte der Landnutzungsverteilung (Corine Land Cover 2000)
- Klimadaten Deutschlands
Aussage
Überschreitung der Belastungsgrenzen für eutrophierenden Stickstoff im Jahr 2004 (Quelle: BGR, Hannover; DWD, Offenbach; UBA, Berlin; ÖKO-DATA, Strausberg)
Im Jahr 2004 wurden nur auf etwas mehr als 4 % der betrachteten Flächen empfindlicher Ökosysteme die Belastungsgrenzen für eutrophierenden Stickstoff nicht überschritten. Der Anteil verbesserte sich aber schon deutlich seit 1990, als die Grenzen lediglich auf 0,02 % der Fläche eingehalten wurden. Der Flächenanteil mit geringen Überschreitungen (weniger als 10 kg N pro ha und Jahr) sank von 2000 bis 2004 von 22,0 % auf 7,8 %. Der Flächenanteil mit sehr hohen Überschreitungen (mehr als 30 kg N pro ha und Jahr) stieg in diesem Zeitraum von 10,4 % auf 22,7 % deutlich an. Die Verteilung der Werte in Deutschland im Jahr 2004 zeigt die nebenstehende Karte.
Die Überschreitungen der Belastungsgrenzen durch lang anhaltende sowie aktuelle Einträge von Stickstoffverbindungen zeigen die Wahrscheinlichkeit von Schäden in den betroffenen empfindlichen Ökosystemen an. Die Flächensignaturen auf der Karte stellen dar, um wie viel die Belastungsgrenzen auf bestimmten Flächen im Modell überschritten werden. Die angezeigte Wahrscheinlichkeit bedeutet nicht, dass im betrachteten Jahr biologische Wirkungen sichtbar oder Schädigungen tatsächlich festgestellt wurden. Dies ist u.a. dadurch begründet, dass negative Auswirkungen mit großer zeitlicher Verzögerung eintreten können.
Während Stickstoffeinträge aus Verkehr und Industrie in den Jahren von 1990 bis 2004 abgenommen haben, weisen die Ammoniakemissionen und daraus folgende Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft bislang keinen Abwärtstrend auf. Die durch nationale und internationale Luftreinhaltemaßnahmen erreichten Verbesserungen in Hinblick auf Eutrophierungen sind im Vergleich zu den Erfolgen bei versauernden Einträgen gering. Um die Belastungsgrenzen bis zum Jahr 2020 einzuhalten, sind künftig große Anstrengungen erforderlich. Insbesondere im Bereich der Landwirtschaft müssen Ammoniakemissionen weiter reduziert werden. Dies kann u.a. durch angepasste, stickstoffreduzierte Fütterungsverfahren, geeignete Lagerung, emissionsarme Ausbringung und möglichst kurze Einarbeitungszeiten von Wirtschaftsdüngern erreicht werden.
Eine Neuberechnung der bereits bilanzierten Werte und der folgenden Jahreswerte findet derzeit im Auftrag des Umweltbundesamtes statt. Dabei werden u.a. Critical Loads im Rahmen des Luftreinhalteübereinkommens der UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) sowie hochauflösende Depositionsdaten nach dem internationalen Stand des Wissens aktualisiert. Die Ergebnisse werden noch für das Jahr 2010 erwartet.
