Unser Beitrag zum Verbundprojekt "E L B E - Ö K O L O G I E"
	Wasser- und Stoffrückhalt im Tiefland des Elbeeinzugsgebietes (WaStor)
	Projektleitung: Prof. J. Quast Koordination: Dr. J. Steidl Laufzeit: 1997 - 2001 Förderung: BMBF - PT Biologie Energie Ökologie (BEO)
	Partnerinstitutionen: Ökologiezentrum an der Universität Kiel (ÖZK), Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Berlin (IGB), Posdam Institut für Klimaforgenforschung (PIK) Landesanstalt für Landwirtschaft Brandenburg (LfL) (seit 1.1.2002 Landesamt für Verbraucherschutz und Landwirtschaft)
	Ergebnisse: Schlussbericht 2002 Veröffentlichungen Promotionen: Bauer, Oliver (in Vorb.): Potenziale des Wasserrückhalts in Niederungen zur Minderung der Nährstoffbelastung von Fließgewässern. BTU Cottbus Martini, Manfred (2000): Einfluss von Talniederungen auf den Stoffaustrag im Einzugsgebiet Buckener Au/obere Stör. Dissertation. Christian-Albrecht-Universität zu Kiel.
	Projektbeschreibung
	Kontakte
	Weitere Links: WaStor im Forschungsverbund "Elbe-Ökologie" Das Informationssystem für den Forschungsverbund "Elbeökologie"(ELISE))

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Projektbeschreibung

Im Forschungsprojekt "Wasser- und Stoffrückhalt im Tiefland des Elbe-Einzugsgebietes" (WaStor) wurden zu Gunsten der Besserung der ökologischen Situation der Gewässer Möglichkeiten für die Minderung belastender Nährstoffeinträge aufgezeigt und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit für die Minderung der Gewässerbelastung aus diffusen landwirtschaftlichen Quellen untersucht. Die unlängst in Kraft getretene Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union fordert im Art. 13 für jedes Flusseinzugsgebiet Bewirtschaftungspläne, in denen geeignete Maßnahmen zum Erreichen der Umweltziele entsprechend Art. 4 beschrieben werden. Die Bewirtschaftungspläne müssen mit den in Anhang VII genannten Informationen zu signifikanten Belastungen und anthropogenen Einwirkungen auf den Zustand von Oberflächengewässern und das Grundwasser auch eine "Einschätzung der Verschmutzung durch diffuse Quellen, einschließlich einer zusammenfassenden Darstellung der Landnutzung" enthalten. Genau dafür wurden im Forschungsprojekt WaStor Methoden und Instrumentarien für eine Wirkungsanalyse landwirtschaftlicher Maßnahmen zur Minderung gewässerbelastender Nährstoffausträge und wasserwirtschaftlicher Maßnahmen zur Erhöhung des Wasser- und Stoffrückhaltes in den Flusseinzugsgebieten erarbeitet und in Gebietsstudien im brandenburgischen sowie im schleswig-holsteiner Elbe-Einzugsgebiet (Abb. 1) unter Einbeziehung von genesteten Untersuchungen im Rhin-, Stepenitz- und Stör-Einzugsgebiet gestestet. Grundlage für die Methodenentwicklung war die Analyse der wirksamen hydrologischen Systemstrukturen und der für die Nährstoffausträge in die Gewässer maßgebenden Prozesse des Transports von der landwirtschaftlichen Nutzfläche bis in die Gewässer oder vorgelagerte Niederungsgebiete sowie der Umwandlung gewässerbelastender Stoffverbindungen (Abb. 2). Diese Prozesse bewirken z. B. auf dem Austragspfad über das Grundwasser einerseits eine erhebliche Verzögerung der Wirkung von Nährstoffausträgen, die je nach Lage des Emissionsortes zum Gewässer von wenigen Monate bis Jahrhunderten betragen kann, andererseits aber auch eine Reduktion der gewässerbelastend wirkenden Stofffracht. Beides führt dazu, dass die tatsächlich in den Flüssen messbare Nitratfracht nur ein Bruchteil der mittels landwirtschaftlichen Flächenbilanzen abgeschätzten Nitratausträge in das Sickerwasser beträgt. Dies ist bei der Maßnahmeplanung zur Minderung der Gewässerbelastung aus diffusen landwirtschaftlichen Quellen derart zu berücksichtigen, dass konkrete Maßnahmen dort eingesetzt werden wo mit ihnen ein möglichst guter Effekt erreicht werden kann. Neben den austragsmindernden landwirtschaftlichen Maßnahmen wurden die sich durch einen aktiven Wasserrückhalt in großen entwässerter Niederungsgebieten für den Nährstoffrückhalt ergebenden Möglichkeiten untersucht. Darüber hinaus wurde der Einfluss des Managements und die Gestaltung gewässerbegleitender Feuchtgebiete auf die Gewässerbelastung analysiert. Konkrete Maßnahmen zur Erhöhung des Wasserrückhaltes in diesen Gebieten und zur Minderung der gewässerbelastenden Nährstoffausträge müssen letztlich von den landwirtschaftlichen Betrieben und der ländlichen Region getragen werden. Die Chancen dazu wurden im Rahmen des Forschungsprojektes von der Landesanstalt für Landwirtschaft mittels betriebswirtschaftlicher und sozioökonomischer Analysen untersucht. Auf der Grundlage von ebenfalls abgeleiteten Zielvorgaben für die Belastung der Havelgewässer wurden mit den Ergebnissen von WaStor eine Beitrag für die Erarbeitung Entscheidungsgrundlagen zum Einsatz und der Allokation geeigneter Maßnahmen zur Minderung der Gewässerbelastung geschaffen. Das Forschungsprojekt WaStor wurde in der Zeit vom 01.10.1997 vom bis zum 31.12.2001 vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie im Rahmen des Forschungsverbundes "Elbe-Ökologie" gefördert (FKZ: 0339585) und unter der Leitung des ZALF gemeinsam mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, dem Ökologie-Zentrum der Universität Kiel, dem Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Berlin sowie der Landesanstalt für Landwirtschaft Brandenburg sowie in enger Kooperationen mit dem Landesumweltamt Brandenburg und dem Landesamt für Natur und Umwelt Schleswig-Holstein bearbeitet. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes sind in das im März 2002 erschienene Handbuch zur Wasserrahmenrichtlinie (Erich Schmidt Verlag) eingeflossen und werden noch in 2002 als eigenständige Buchpublikation sowie im Rahmen eines Kompendiums zur Elbe-Ökologie veröffentlicht.	Abb. 1: Das Tiefland des Elbeeinzugsgebietes mit der Lage der Beispielsgebiete
	Abb. 2: Mögliche Pfade diffuser unterirdischer Nährstoffausträge von landwirtschaftlichen Flächen

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Kontakte

Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung Müncheberg (ZALF) e. V., Eberswalder Str. 84, 15374 Müncheberg

Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e.V. (IGB), Müggelseedamm 260, 12587 Berlin

Ökologie-Zentrum der Universität Kiel (ÖZK), Schauenburgerstr. 112, 24118 Kiel

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Telegrafenberg, 14412 Potsdam

Landesamt für Verbraucherschutz und Landwirtschaft (LVL), Dorfstraße 7, 14513 Teltow/Ruhlsdorf

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Veröffentlichungen mit Bezug zu Projektergebnissen

BAUER, O. (IN VORB.): Potentiale des Wasserrückhaltes in Niederungen zur Minderung des Nährstoffbelastung von Fließgewässern. Diss. BTU-Cottbus.

BAUER, O., J. STEIDL, O. DIETRICH (2001): Modellansatz zur Abschätzung des Wasser- und Stoffrückhalts in Niederungen - Fallbeispiel Rhineinzugsgebiet. Proceedings of the International Conference "Youth Seeks Progress", Kaunas/ Litauen, 23.11.2001. S. 229-234.

BEBLIK, A., P. CEPUDER, J. DREYHAUPT, J. FANK, F. FEICHTINGER, U. FRANKO, U. HABERLANDT, K. C. KERSEBAUM, V. KRYSANOVA, U. STEINHARDT (2001): Stickstoffmodellierung für Lysimeter des Parthe Gebietes - II. Modellanwendungen - Konzepte und Simulationsergebnisse. In: J. Dreyhaupt (Hrsg.): Stickstoffmodellierung für Lysimeter des Parthe Gebietes. UfZ-Bericht 17/2001, Leipzig-Halle, 25 - 59.

BEHRENDT, H. UND OPITZ, D. (2001): Preliminary approaches for the classification of rivers according to the indi­cator phytoplankton. In: Bäck,S. & Karttunen, K.(eds.), Classification of Ecological Status of Lakes and rivers, Tema-Nord 2001: 584, 32-36.

BEHRENDT, H. UND OPITZ, D. (1999): Die eutrophierten Berliner Gewässer - Ein neuer Ansatz zur Bewertung und Möglichkeiten der Reduzierung der Algenmassenentwicklungen. Zukunft Wasser, Dokumentation zum Symposium zur Nachhaltigkeit im Wasserwesen in der Mitte Europas, Berlin, 17./18.Ju­ni 1998, 37-45.

BEHRENDT, H. UND PÖTHIG, R. (1999): Zusammenhänge zwischen dem Phosphorgehalt in Böden und Grundwass­er im Norddeutsch­en Tiefland. Proceedings Werkstattgespräch „Umsatz von Nährstoff­en und Reaktionspartnern unterhalb des Wurzelraumes und im Grundwasse­r, TU Dresden, Inst. F. Grundwasserwirtschaf­t, Dresden, 25-26.3.1999, 41-48.

BEHRENDT, H. UND SCHOLZ, G. (1998): The contribution of subsurface drainages to the diffuse load of river basins in the flatlands of Northern Germany. Third Internat.Conference on Diffuse Pollution, Edinbourgh, Scottland, 31.8.-4.9.1998, Vol.III, 14-21.

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BEHRENDT, H., ECKERT, B. UND OPITZ, D. (2000): Die Havel als Belastungsquelle für die Elbe; die Senkenfunktion der stauregulierten Havelabschnitte. Zukunft Wasser, Dokumentation zum 2. Berliner Symposium Aktionsprogramm Spree/Havel 2000, Berlin, 7./8.Juli 1999, 33-39.

BEHRENDT, H., FAIT, M., GELBRECHT, J., HUBER, P., KORNMILCH, M. UND UEBE, R. (1999): Geogen bedingte­ Grundbe­lastung der Fließgewässer Spree und Schwarze Elster und ihrer Einzugsgebiete. Studien & Tagungsberichte  LUA Brandenburg, Bd 23, 32 S.

BEHRENDT, H., OPITZ, D., PAGENKOPF, W.-G. UND SCHMOLL, O. (2002):  Stoffeinträge in die Gewässer des Landes Brandenburg, Fachbeiträge des LUA Brandenburg, 89 S.

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HABERLANDT, U., V. KRYSANOVA, U. FRANKO, K. C. KERSEBAUM, A. J. BEBLIK (IN PRESS): Assessment of nitrogen leaching from agricultural soils - model comparison, upscaling and integration of results. Proceedings of  the Conference on Water Resources and Environment Research in Dresden.

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JELINEK, S. (1999): Wasser- und Stoffhaushalt im Einzugsgebiet der oberen Stör. Diss. Agrarwiss. Fak., Schriftenreihe des Inst. für Wasserwirtschaft und Landschaftsökologie der Universität Kiel, 29, 168 S.

JELINEK, S., KLUGE, W., WIDMOSER, P. (1999): Über das Abflussverhalten kleiner Einzugsgebiete in Norddeutschland. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, Bd. 43, H.1, 1-16.

KERSEBAUM, K.C., A.J. BEBLIK (2001): Performance of a nitrogen dynamics model applied to evaluate agricultural management practices. In: Shaffer, M.J., L. Ma, S. Hansen (Eds.): Modeling carbon and nitrogen dynamics for soil management. Lewis Publishers Press, Boca Raton, FL,USA, 549 - 569.

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KLUGE, W., JELINEK, S., MARTINI, M. (2000): Einfluss von Talniederungen auf die diffusen Stoffeinträge in Kleingewässer über den Grundwasserpfad. In: Friese, K., Witter, B., Miehlich, G., Rode, M. (Hrsg.): Stoffhaushalt von Auenökosystemen. Böden und Hydrologie, Schadstoffe, Bewertungen. Springer-Verlag, Berlin, 129-138.

LAHMER, W. (1998): Macro- and Mesoscale Hydrological Modelling in the Elbe River Basin (presentation). In: Proceedings of the Conference ‘Catchment Hydrological and Biochemical Processes in Changing Environment’ in Liblice, Czech Republic, September 22-24, 1998, p.57-61.

LAHMER, W. UND BECKER, A. (1998): Auswirkung von Landnutzungsänderungen auf den Wasserhaushalt eines mesoskaligen Einzugsgebietes. Vortrag auf dem 8. Magdeburger Gewässerschutzseminar „Gewässerschutz im Einzugsgebiet der Elbe“ vom 20. bis 23. Oktober 1998 in Karlovy Vary (Karlsbad). B.G. Teubner Stuttgart, Leipzig 1998, p. 315-318.

LAHMER, W. UND BECKER, A. (1999): Socio-Economic Implications of Land Use Change Modelling on a Regional Scale. Proceedings of the International Conference ‘Sustainable Landuse Management – The Challenge of Ecosystem Protection‘, Salzau Federal Cultural Center, Schleswig-Holstein, Germany, 28.9-1.10. 1999. EcoSys – Beiträge zur Ökosystem­forschung, Suppl. Bd. 28, p. 73-82.

LAHMER, W., BECKER, A., PFÜTZNER, B.. (1999): Modelling Land Use Change on a Regional Scale. In: Proceedings of the International Conference ‘Problems in Fluid Mechanics and Hydrology‘. Prague, Czech Republic, June 23 - 26.

LAHMER, W., KLÖCKING, B., PFÜTZNER, B. (1999): Meteorological Input Variables in Meso and Macroscale Hydrological Modelling. In: Extended abstracts of the International Conference on Quality, Management and Availability of Data for Hydrology and Water Resources Management, Koblenz, 22-26 March, 1999, p. 165-168.

LAHMER, W., BECKER, A., PFÜTZNER, B. (1999): Großskalige hydrologische Modellierung von Landnutzungsänderungen vor dem Hintergrund unsicherer Eingangsdaten. In: N. Fohrer und P. Döll (Hrsg.): Modellierung des Wasser- und Stofftransports in großen Einzugsgebieten. Workshop am 19./20. November 1998 in Rauischholzhausen bei Gießen. Kassel University Press, S. 153-161.

LAHMER, W., PFÜTZNER, B., BECKER, A. (2000b). Assessment of Land Use and Climate Change Impacts on the Mesoscale. Physics and Chemistry of the Earth, Part B, Vol 26/7-8, pp 565-575, scheduled publication date June 2001.

LAHMER, W., PFÜTZNER, B., BECKER, A. (2000c). Data-related Uncertainties in Meso- and Macroscale Hydrological Modelling. In: Heuvelink, G.B.M. and Lemmens, M.J.P.M (Eds.). Accuracy 2000. Proceedings of the 4th international symposium on spatial accuracy assessment in natural resources and environmental sciences. Amsterdam, July 2000, p. 389-396.

LAHMER, W., R. DANNOWSKI, J. STEIDL, B. PFÜTZNER [BEARB.] (2000): Flächendeckende Modellierung von Wasserhaushaltsgrößen für das Land Brandenburg: Beitrag zum Projekt "Stabilisierung und Verbesserung des Landschaftswasserhaushaltes in Brandenburg" des Landesumweltamtes Brandenburg: 24-38; (Studien und Tagungsberichte: Schriftenreihe des Landesumweltamtes Brandenburg; 27). Potsdam.

LEY, M., BEHRENDT, H., HUBER, P., PÖTHIG, R. UND UEBE, R.. (1998): Natural background concentrations of selected substances in rivers of the northeastern flatland region of Ger­many.  Third Int. Conference on Diffuse Pollution, Edinbourgh, Scottland, 31.8.-4.9.1998, Vol.III, 183-189.

MARTINI, M. (2001): Einfluss von Talniederungen auf den Stoffaustrag im Einzugsgebiet Buckener Au/obere Stör (Schleswig-Holstein). Forschungsberichte aus den Naturwissenschaften, Mensch und Buch Verlag, Berlin, 192 S.

NEUBERT, G. UND THIEL, R. (IN VORB.): Sozioökonomische Auswirkungen und Bewertung von Maßnahmen des Wasser- und Stoffrückhaltes im Elbeeinzugsgebiet Brandenburgs. In: Schriftenreihe des LVL, Teltow/Ruhlsdorf.

QUAST, J (1999): Wege zu einem nachhaltigen Miteinander von Landnutzung, Naturschutz und Wasserwirtschaft. Arch. Acker-Pfl. Boden. 44: 323–347.

QUAST, J. (2000): Recent strategies of polder management on the Oder river. - In: International Scientific Conference: Land Reclamation and Landscape Management, 8-9 June, 2000: 66-70, Kaunas.

QUAST, J., C. MERZ, J. STEIDL (2000): Überlagerung von Grundwasserdynamik und Stoffumwandlungsprozessen in Grundwasserleitern von Flussauen mit eingedeichten Poldern. In: Friese, Witter, Miehlich, Rode (Hrsg.): Stoffhaushalt von Auenökosystemen, Springer-Verlag, 2000, S. 149-158.

QUAST, J., J. STEIDL (HRSG.) (IN VORB.): Minderung diffuser Nährstoffeinträge in Gewässer im pleistozänen Tiefland - Ergebnisse aus der Elbe-Ökologie-Forschung des BMBF –. Teubner.

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QUAST, J., J. STEIDL, K. MÜLLER, H. WIGGERING (2002): Minderung diffuser Stoffeinträge. In: von Keitz, S. u. M. Schmalholz (Hrg.): Handbuch der EU-Wasserrahmenrichtlinie. Berlin: Erich Schmidt. S. 177 – 220.

QUAST, J., J. STEIDL, O. BAUER (2001): Regionale Systemanalysen zu Minderungsstrategien gegen diffuse Nährstoffeinträge in Gewässer im Elbetiefland. In: Arch. Acker-, Pflanzenbau u. Bodenkunde. 47, S. 37-52.

STEIDL, J. (2000): Bedingungen und Möglichkeiten des Wasser- und Stoffrückhalts im Tiefland des Elbeeinzugsgebiets. In: Statusseminar Elbe-Ökologie. Tagungsband. Erschienen als BfG-Mitteilung der Projektgruppe Elbe-Ökologie Nr. 6. Koblenz – Berlin, 86-89.

STEIDL, J. (2000): Räumliche und zeitliche Belastungen im Elbeeinzugsgebiet. Kap. 4.4: Landschaftswasser- und Stoffhaushalt im Einzugsgebiet der Elbe (deutscher Teil). - In: Die Elbe und ihre Nebenflüsse : Belastung, Trends, Bewertung, Perspektiven / Prange, A., R. Furrer J. W. Einax [Bearb.] / ATV-DVWK Arbeitsgruppe "Schadstoffe und Ökologie der Elbe". [Hrsg.: ATV-DVWK, Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall]: 109-119; Hennef: (GFA - Gesellschaft zur Förderung der Abwassertechnik e.V.).

STEIDL, J., C. MERZ, R. DANNOWSKI (1999): GIS-gestützte Parameterisierung hydrogeologischer Datenmodelle für die Grundwassermodellierung in jungpleistozänen Einzugsgebieten. – In: Fohrer, N. und P. Döll (Hrsg): Modellierung des Wasser- und Stofftransports in großen Einzugsgebieten, 197–205, Kassel University Press.

STEIDL, J., O. BAUER, O. DIETRICH, K. C. KERSEBAUM, J. QUAST (IN DRUCK):  Möglichkeiten zur Minderung der Gewässerbelastung aus diffusen landwirtschaftlichen Quellen im pleistozänen Tiefland. In: Mitteilungen der Fachgemeinschaft Wissenschaftliche Hydrologie der ATV-DVWK.

STEIDL, J., O. DIETRICH, O. BAUER, J. QUAST (IN DRUCK): Ermittlung von Minderungspotentialen für diffuse Nährstoffeinträge in Gewässer des pleistozänen Elbe-Tieflands. In: Elbe – neue Horizonte des Flussgebietsmanagements. 10. Magdeburger Gewässerschutzseminar, Spindlermühle, (Hrsg.) UFZ Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH.

THIEL, R. (IN VORB.): Betriebswirtschaftliche Auswirkungen von Maßnahmen des Wasser- und Stoffrückhaltes im Elbeeinzugsgebiet Brandenburgs. Diss. Humboldt-Universität zu Berlin.

TREPEL, M. (2001): Gedanken zur zukünftigen Nutzung schleswig-holsteinischer Niedermoore. Die Heimat. Zeitschrift für Natur- und Landeskunde von Schleswig-Holstein und Hamburg. Bd. 108, 186-194.

TREPEL, M., KLUGE , W. (IN PRESS): Das Pfad-Transformations-Konzept als Grundlage für ein Wasser- und Stoffstrommanagement in Flusseinzugsgebieten. Kassel Univ. Press

TREPEL, M., KLUGE, W. (2002): Analyse von Wasserpfaden und Stofftransformationen in Feuchtgebieten zur Bewertung der diffusen Austräge. KA Wasserwirtschaft, Wasser, Abfall. 49, 6, 807-815.

TREPEL, M., KLUGE, W. (SUBM.): WETTRANS: a flowpath matrix model for assessment of water and nitrogen transformation in riparian wetlands. Hydrological Processes

TREPEL, M., PALMERI, L. (2002): Quantifying nitrogen retention in surface flow wetlands for environmental planning at the landscape-scale. Ecol. Engineering.

VAN DER AA, M., TREPEL, M., VAN GAANS, P.F.M., BLEUTEN, W., KLUGE W. (2001): Modelling water flow and fluxes of a valley mire for use restoration. Landnutzung und Landentwicklung, 42, 72-78.

VENOHR, M., BEHRENDT, H. UND KLUGE, W. (2002): Nutrient emission and in-stream nutrient loss in small catchments: the River Stör case study (Northern Germany). Water Quality and Ecosystem Modeling (submitted).

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