SFB 299 3. Phase

Bearbeiter/Bearbeiterin:

Dipl.-Landsch.-Ökol. Wolfgang Reiher

Laufzeit:

2003-2005

Schlagwörter:

ATOMIS, Extraktionsversuche, Monte Carlo Simulation, Pedotransferfunktion, Regionalisierung, SAMO, Schwermetalle, Sorptionsversuche, vorsorgender Bodenschutz

Kurzbeschreibung:

In dieser Arbeit wurde das Modell ATOMIS (Assessment Tool for Metals in Soils) entwickelt, das für die Schwermetalle Ni, Cu, Zn und Cd landnutzungsabhängige, szenarienbasierte Projektionen zum Verhalten in landwirtschaftlich genutzten Oberböden in einer Landschaft zulässt. Über Sorptions- und Extraktionsversuche abgeleitete Pedotransferfunktionen, werden genutzt, um den Schwermetallgehalt in der Bodenlösung ausgehend vom geogenen Hintergrundgehalt und unter Berücksichtigung sorptionsbestimmender Bodeneigenschaften zu berechnen. Über den Schwermetalllösungsgehalt wird der standortspezifische Schwermetallentzug über Sickerwasser und Pflanzen ermittelt. Einträge bestehen neben der Deposition in der Düngung. Landnutzungs- und Bewirtschaftungsdaten nutzend wird eine Abschätzung der potenziellen zukünftigen Entwicklung des Schwermetallstatus in Böden ermöglicht. Die Beurteilung der Nachhaltigkeit einer Landnutzung erfolgt im Hinblick auf den Schwermetallstatus der Böden nach dem Vorsorgekonzept des Bundes-Bodenschutzgesetzes. ATOMIS ist integraler Bestandteil des Modellverbunds ITE2M, mit dem im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Landnutzungskonzepte für periphere Regionen (SFB 299) Landnutzungsszenarien ökonomisch und ökologisch bewertet werden. Die Modellanwendung und beispielhafte Ergebnisse sowie die ökonomische Bewertung von Vorsorgewerten werden anhand von ITE2M-Szenarien, die durch die vormalige und die aktuelle gemeinsame EUAgrarpolitik charakterisiert sind, für ein mittelhessisches Einzugsgebiet demonstriert. Darüber hinaus werden über ein auf dem Latin Hypercube Sampling basierenden Monte Carlo Verfahren Unsicherheiten der die Schwermetallsorption bestimmenden Parameter wie auch der regional verteilten variablen Standortdaten berücksichtigt. Über eine auf den Methoden der Unsicherheitsanalyse basierende Sensitivitätsanalyse werden die Parameter und standörtlichen Variablen ermittelt, die in besonderer Weise zur Modellunsicherheit beitragen.

Die Arbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 299 "Landnutzungskonzepte für periphere Regionen" durchgeführt.

Projektträger:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Veröffentlichungen:

2004

REIHER W., DÜRING R.-A., GÄTH S. (2004): Development of Heavy Metal Contents in Soils According to Land Use and Management Systems - A Heavy Metal Balance Approach (10 pp.). Proceedings of the EUROSOIL 2004, Freiburg.

2005
REIHER W., DÜRING R.-A., GÄTH S. (2005): Langfristige Schwermetallbilanzierung mit dem Modell ATOMIS (Assessment Tool for Metals in Soils). DBG-Mitteilungen, 107: S. 517-518.

REIHER W., WEINMANN B., DÜRING R.-A., GÄTH S. (2005): Pricing opportunity costs to meet soil quality concepts in matters of heavy metal inputs into agricultural soils. In: Sustainable Land Use in Intensively Used Agricultural Regions, Conference proceedings, Leipzig, Germany, 20. - 23. September, S. 20.

REIHER W., WEINMANN B., DÜRING R.-A., GÄTH S. (2005): Assessing opportunity costs accomplishing agriculture in matters of heavy metal inputs into soils. In: Multifunctionality of Landscapes - Analysis, Evaluation, and Decision Support, Giessen, Germany, 18. - 19. Mai, S. 255.

2006

HORN A. L., REIHER, W., DÜRING R.-A. UND GÄTH S. (2006). Efficiency of pedotransfer functions describing Cadmium sorption in soils. Water, Air, and Soil Pollution, 170, S. 229-247.

REIHER, W., WEINMANN, B., DÜRING, R.-A., GÄTH, S. (2006): Pricing opportunity costs to meet soil quality concepts in matters of heavy metal inputs into agricultural soils. In: Meyer, B.C. (Ed.), 2006. Sustainable Land Use in Intensively Used Agricultural Regions, Landscape Europe, Alterra Report No. 1338, S. 62-67.

REIHER W., BREUER L., WEINMANN B., POHLERT T., BACH M., DÜRING R.-A., GÄTH S., FREDE H.-G. (2006). The integrated model network ITE2M: model set-up and assessment of agricultural land use and management options. In: Voinov, A., Jakeman, A., Rtizzoli, A. (eds). Proceedings of the iEMSs Third Biennial Meeting: “Summit on Environmental Modelling and Software”. International Environmental Modelling and Software Society, Burlington, USA, July 2006. CD ROM.

2008

REIHER W. (2008): Entwicklung eines regionalisierten Modells zur Projektion des landnutzungsabhängigen Schwermetallstatus von Oberböden. Boden und Landschaft, Band 52, Justus-Liebig-Universität Gießen, Dissertation.