Refine
Has Fulltext
- yes (2) (remove)
Document Type
- Monograph/Edited Volume (1)
- Postprint (1)
Is part of the Bibliography
- yes (2) (remove)
Keywords
- land use (2) (remove)
Institute
- Institut für Umweltwissenschaften und Geographie (2) (remove)
Ziel dieser Arbeit war es, die Stickstoff- und Phosphorprozesse im nordostdeutschen Tiefland detailliert zu untersuchen und Handlungsoptionen hinsichtlich der Landnutzung zur nachhaltigen Steuerung der Stickstoff- und Phosphoreinträge in die Fließgewässer aufzuzeigen. Als Grundvoraussetzung für die Modellierung des Nährstoffhaushaltes mussten zunächst die hydrologischen Prozesse und die Abflüsse für die Einzugsgebiete validiert werden. Dafür wurde in dieser Arbeit das ökohydrologische Modell SWIM verwendet. Die Abflussmodellierung umfasste den Zeitraum 1991 - 2000. Die Ergebnisse dazu zeigen, dass SWIM in der Lage war, die hydrologischen Prozesse in den Untersuchungsgebieten adäquat wiederzugeben. Auf der Grundlage der Modellierung des Wasserhaushaltes wurden mit SWIM die Stoffumsatzprozesse für den Zeitraum 1996 - 2000 simuliert. Um dabei besonders das Prozessgeschehen im Tiefland zu berücksichtigen, war die Erweiterung von SWIM um einen Ammonium-Pool mit dessen Umsatzprozessen erforderlich. Außerdem wurde der Prozess der Nährstoffversickerung so ergänzt, dass neben Nitrat auch Ammonium und Phosphat durch das gesamte Bodenprofil verlagert und über die Abflusskomponenten zum Gebietsauslass transportiert werden können. Mit diesen Modellerweiterungen konnten die Stickstoff und Phosphorprozesse in den Untersuchungsgebieten gut abgebildet werden. Mit dem so validierten Modell wurden weitere Anwendungen ermöglicht. Nährstoffsimulationen für den Zeitraum 1981 bis 2000 dienten der Untersuchung des abnehmenden Trends in den Nährstoffkonzentrationen der Nuthe. Die Untersuchungsergebnisse lassen deutlich erkennen, dass sich die Konzentrationen nach 1990 hauptsächlich auf Grund der Reduzierung der Einträge aus punktförmigen Quellen und Rieselfeldern verringert haben. Weitere Modellrechnungen zur Herkunft der Nährstoffe haben ergeben, dass Nitrat überwiegend aus diffusen Quellen, Ammonium und Phosphat dagegen aus punktförmigen Quellen stammen. Als besonders sensitiv auf die Modellergebnisse haben sich die Parameter zu Landnutzung und -management und die Durchwurzelungstiefe der Pflanzen herausgestellt. Abschließend wurden verschiedene Landnutzungsszenarien angewendet. Die Ergebnisse zu den Szenariorechnungen zeigen, dass fast alle vorgegebenen Landnutzungsszenarien zu einer Verringerung der Stickstoff- bzw. Phosphoremissionen führten. Die Anwendung von Szenarien, die alle relevanten Zielvorgaben und Empfehlungen zum Ressourcenschutz berücksichtigen, zeigen die größten Veränderungen.
Floodplains are threatened ecosystems and are not only ecologically meaningful but also important for humans by creating multiple benefits. Many underlying functions, like nutrient retention, carbon sequestration or water regulation, strongly depend on regular inundation. So far, these are approached on the basis of what are called ‘active floodplains’. Active floodplains, defined as statistically inundated once every 100 years, represent less than 10% of a floodplain’s original size. Still, should this remaining area be considered as one homogenous surface in terms of floodplain function, or are there any alternative approaches to quantify ecologically active floodplains? With the European Flood Hazard Maps, the extent of not only medium floods (T-medium) but also frequent floods (T-frequent) needs to be modelled by all member states of the European Union. For large German rivers, both scenarios were compared to quantify the extent, as well as selected indicators for naturalness derived from inundation. It is assumed that the more naturalness there is, the more inundation and the better the functioning. Real inundation was quantified using measured discharges from relevant gauges over the past 20 years. As a result, land uses indicating strong human impacts changed significantly from T-frequent to T-medium floodplains. Furthermore, the extent, water depth and water volume stored in the T-frequent and T-medium floodplains is significantly different. Even T-frequent floodplains experienced inundation for only half of the considered gauges during the past 20 years. This study gives evidence for considering regulation functions on the basis of ecologically active floodplains, meaning in floodplains with more frequent inundation that T-medium floodplains delineate.