Nachhaltige Nutzung alpiner und voralpiner Grünlandböden unter sich änderndem Klima

Förderkennzeichen: 031B0027 A-E
Ansprechpartner: PD Dr. Ralf Kiese, Karlsruher Institut für Technologie
Mail: Ralf.Kiese@kit.edu
Projektpartner: Technische Universität München, Universität Bayreuth, Helmholtz Zentrum München, WWL Umweltplanung und Geoinformatik GbR, Bayrische Landesanstalt für Landwirtschaft

Laufzeit: 01.11.2018 - 31.10.2021
Projekt-Homepage: www.susalps.de

Projektziel

Ziel von SUSALPS ist eine evidenz- und prozessbasierte Verbesserung des Kenntnisstandes der Auswirkung derzeitiger und zukünftiger Klima- und Bewirtschaftungsbedingungen auf wichtige Funktionen vor-alpiner und alpiner Grünlandböden unter Berücksichtigung regionsspezifischer sozio-ökonomischer Rahmenbedingungen. Auf Basis dieser Erkenntnisse sollen nachhaltige Bewirtschaftungsformen für vor-alpine und alpine Grünländer unter Berücksichtigung ihrer Klimaschutzfunktion entwickelt werden.

Hintergrund

Vor-alpine und alpine Grünlandökosysteme sind mit > 1 Mio. ha in Süd-Deutschland weit verbreitet und haben über die Bereitstellung von Tierfutter für die Milch- und Fleischproduktion einen hohen ökonomischen Wert. Weiterhin erfüllen sie eine Reihe zentraler Ökosystemfunktionen wie Kohlenstoff-/ Stickstoffspeicher, Wasserretention, Erosionsschutz und Biodiversität. Durch den Klimawandel und Änderungen der Landnutzung sowie in der Bewirtschaftung ist diese Multifunktionalität von alpinen Grünlandökosystem allerdings stark gefährdet.

Ergebnisausblick

Die experimentellen Arbeiten erfassen die Auswirkungen von Klima- und Bewirtschaftungs-Veränderungen auf pflanzliche und mikrobielle Biodiversität, Nährstoffnutzungseffizienz, Biomasseproduktivität und Futterqualität, Umsetzung und Speicherung von organischer Bodensubstanz, Treibhausgasemissionen und Nährstoffauswaschung an zahlreichen Standorten in unterschiedlichen Höhenlagen/ Klimaten. Die Ergebnisse der Freilandstudien werden dazu genutzt

 

               1. Frühwarnsysteme (agrar-ökologische Indikatoren) für möglicherweise negative Veränderungen solcher Ökosysteme zu entwickeln und

               2. ein biogeochemisches Modell weiterzuentwickeln, zu validieren und dieses in Szenarienstudien einzusetzen, um beste Management-                      Optionen für eine nachhaltige Bewirtschaftung von Grünlandböden zu evaluieren.

 

Das biogeochemische Modell wird weiterhin mit einem Sozioökonomie-Modell gekoppelt, um sowohl die ökologischen als auch die sozioökonomischen Auswirkungen derzeitiger und klimafreundlicher Praktiken des Grünland-Managements zu bewerten. Für die praktische Umsetzbarkeit soll eine benutzerfreundliche Version für Landwirte/ Behörden als Entscheidungshilfe-System entwickelt werden.

 

Zwischenergebnisse Phase 1

Der holistische SUSALPS-Ansatz verbesserte das Verständnis der Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe voralpiner und alpiner Grünlandflächen, die Bedeutung der pflanzlichen und mikrobiellen Vielfalt und Aktivität für die Nährstoffkreislauf und die Ökosystemresilienz sowie eine Bewertung der sozioökonomischen Bedeutung von Grünland in der Untersuchungsregion. Wichtigste Ergebnisse sind, dass die pflanzliche Stickstoffaufnahme (N) vergleichsweise hoch ist und die N-Verluste im Grünland maßgeblich von N2 und NH3-Emissionen nach der Gülleausbringung dominiert werden. Damit sind gleichzeitig die Verluste und damit verbundenen Umweltrisiken für Nitratauswaschung und N2O-Emissionen gering. Der Export von Pflanzen-N und die ökosystemaren N-Austräge sind höher als die N-Einträge, was darauf hindeutet, dass das Pflanzenwachstum auch durch die Mineralisierung von N aus der organischen Bodensubstanz gefördert wird. Langfristig kann dies zur Verringerung von Boden C und N Vorräten führen, mit potenziell negativen Auswirkungen z.B. auf die Bodenfruchtbarkeit.

 

Ergebnisausblick Phase 2

Basierend auf den Ergebnissen der Phase 1 wurden die Forschungsziele erweitert und wie folgt angepasst:

               1. Verbessertes Verständnis von Klima- und Management-Auswirkungen auf die organische Bodensubstanz (C und N) und die    

                   Auswirkungen auf Bodenfunktionen des Grünlands.

               2. Bewertung der Auswirkungen von klima- und gesetzesbedingten (DüV) Managementveränderungen auf die Nährstoffnutzungseffizienz /

                   Umweltverluste, Menge und Qualität der Erträge im Grünland.

               3. Bewertung der Auswirkungen von Klima und Management auf die mikrobielle und pflanzliche Biodiversität sowie die Erträge und

                   Prüfung neuer Saatgutmischungen.

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