Projekt 07886/01

Reduzierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer durch Erhöhung natürlicher Retentionsmechanismen in einem Einzugsgebiet des nordostdeutschen Tieflandes (Modellgebiet Demnitzer Mühlenfließ) – Wissenschaftliche Begleituntersuchungen und A[…]

Projektdurchführung

Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei im Forschungsverbund Berlin e. V.
Müggelseedamm 301
12587 Berlin

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Zur Verbesserung der Wasserqualität eutrophierter Flüsse und Seen des nordostdeutschen Tieflandes ist eine deutliche Senkung diffuser Einträge notwendig. Diffuse Nährstoffeinträge über die Eintragspfade Grundwasser, Dränwasser und Erosion werden durch die in den letzten Jahrzehnten erfolgte Überdüngung in der Landwirtschaft verursacht. Zu ihrer Reduzierung wurde beispielhaft ein Restaurierungskonzept für ein Nebengewässer der Spree erarbeitet, das die Erhöhung der P-Retention durch Sedimentation und Einbau in Biomasse in Landschaftselementen mit Retentionsfunktionen zum Ziel hat. Die Umsetzung des Konzeptes erfolgte schwerpunktmäßig von 1996 bis 1999 durch den Wasser- und Bodenverband Untere Spree. Die Maßnahmen umfassten den Rückbau der extremen Eintiefungen der Fließstrecken (Anlage von Sohlgleiten, Sohlanhebung) und die Anlage eines flachen Teiches am Zufluss eines Dränsystems. Das Makrophytenwachstum soll durch das Aussetzen der Gewässerberäumung gefördert werden.
Die Zielsetzungen des Projektes umfassen:
· Erfolgskontrolle der Maßnahmen durch Quantifizierung der Stoffflüsse in ausgewählten Fließabschnitten
· Koordination noch nicht erfolgter bzw. die Planung zukünftiger Maßnahmen
· Öffentlichkeitsarbeit zur Verbesserung der Akzeptanz der Maßnahmen seitens der Landnutzer und Eigentümer (sozioökonomische Aspekte)
· Begleitende Forschungen zu Prozessen, die hauptsächlich die Nährstoffretention fördern oder mindern
· Ableitung allgemeiner Handlungsempfehlungen


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden· Erfassung der P-Konzentrationen und der Durchflüsse an vier automatischen Messstationen
· Auswertung der aktuellen und älteren Daten hinsichtlich auftretender Trends
· Detailuntersuchungen zum P-Rückhalt in einem restaurierten Niedermoorabschnitt und einem durchflossenem Teich anhand der Kartierung, Analytik und Nivellierung der Sedimentauflage
· Regelmäßige Repräsentation der Ergebnisse in der Öffentlichkeit


Ergebnisse und Diskussion

Infolge der intensiven Entwässerung ist die Abflussspende des Demnitzer Mühlenfliesses sehr variabel und im Vergleich zu weniger gestörten Einzugsgebieten deutlich erhöht. Die weit über dem natürlichen Background liegenden Phosphorkonzentrationen und -frachten am Gebietsausgang variieren ebenfalls stark. Verantwortlich dafür sind wechselnde Einträge aus Grundwasser, Dränagen und Oberflächenabfluss. Eine verbesserte P-Retention infolge der Sanierungsmaßnahmen ließ sich anhand leicht sinkender Konzentrationen des partikulären Phosphors nachweisen. Die Trendwende für partikulären Phosphor fällt in den Zeitraum der Extensivierung der Gewässerunterhaltung und der ersten aktiven Rückbaumaß-nahmen durch den Wasser- und Bodenverband (1996). Ursache ist der dauerhafte Rückhalt von sedimentierten Partikeln in den neu entstandenen Totzonen der sanierten Fließabschnitte. Die in einem Niedermoorabschnitt und in einem durchflossenen Teich nach unterschiedlichen Methoden gemessenen durchschnittlichen jährlichen P-Retentionsraten von 4,3-10,8 g m-2 sind vermutlich auch auf andere, ähnliche Fließe übertragbar. Trotz aller Schwankungen ist die Akkumulation der Sedimente dauerhaft, was die nachgemessene Aufhöhung des künstlich eingetieften Profils dokumentiert. Der starke Makrophytenwuchs bewirkt einerseits eine Stabilisierung der abgelagerten Sedimente und andererseits die Au-bildung von strömungsberuhigten Bereichen, in denen bevorzugt Material sedimentiert. Im Falle starker Hochwasserereignisse kann zwar abgelagertes Material resuspendiert werden, andererseits führt während derartiger Ereignisse die Überschwemmung der angrenzenden (Niedermoor-) Wiesen gleichzeitig zur Retention außerhalb des Grabenbettes. All das ist jedoch bei weitem nicht ausreichend, um eine grundlegende Senkung der nach wie vor sehr hohen Phosphorkonzentrationen und -austräge zu bewirken.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse wurden auf unterschiedlichen Ebenen publiziert bzw. der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Das umfasst die Publikation in nationalen und internationalen Fachzeitschriften sowie eine Reihe von Vorträgen mit Bezug zu dem Thema. Des weiteren sind wichtige Ergebnisse des Projektes durch Darstellung im Internet, einem Faltblatt, einem Fernsehbericht, diverse Posterbeiträge und im Rahmen mehrerer Exkursionen (Tagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, Statusseminar zum Projekt, Fachtagung des LUA Brandenburg, u.a.) der Öffentlichkeit zugänglich gemacht worden. Die entsprechenden behördlichen Einrichtungen (Landesumweltamt Brandenburg, Umweltamt des Landkreises, Wasser- und Bodenverband) wurden (und werden) durch häufigen Austausch auf die Problematik aufmerksam gemacht. Im Rahmen mehrerer studentischer Projektarbeiten und Exkursionen konnte das Projekt als angewandtes Beispiel in die studentische Ausbildung integriert werden. Innerhalb des IGB erfolgte eine Absprache bzw. Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen bzw. Projekten.


Fazit

Die Strategie der Umsetzung von Sanierungsmaßnahmen auf der Ebene kleinerer, überschaubarer Einzugsgebiete in Form von kleinen Schritten hat sich als erfolgreich erwiesen. Die Steuerung durch den ortsansässigen Wasser- und Bodenverband sowie die frühzeitige Einbeziehung der Landnutzer war eine Voraussetzung zur Akzeptanz und damit der Realisierbarkeit des Konzeptes. Jedoch zeigen die vorliegenden Ergebnisse am Beispiel des Demnitzer Mühlenfließes, dass durch die Umsetzung eines solchen Sanierungskonzeptes ohne wesentliche Nutzungseinschränkungen für die Landwirtschaft, ein verbesserter Phosphorrückhalt nur teilweise erreicht werden konnte. Eine signifikante Senkung der gesamten Phosphorausträge fand nicht statt. Die Ursachen dafür sind, dass zum einen die Phosphorausträge aus den Landwirtschaftsflächen unverändert hoch sind und zum anderen die Phosphorretention innerhalb des Fließes an natürliche Grenzen stößt. Um längerfristige Fortschritte zu erzielen, sind daher Maßnahmen sowohl zur Reduzierung der P-Einträge in das Fließgewässersystem als auch zur weiteren Verbesserung der Struktur der Gewässer notwendig. Eine Eintragssenkung kann durch eine mittelfristige Reduzierung der P-Überschüsse der Böden und durch eine erosionsmindernde Landnutzung erzielt werden. Ein langfristig verbesserter P-Rückhalt ließe sich auch durch die Revitalisierung von für das nordostdeutsche Tiefland früher charakteristischen Binneneinzugsgebieten (Sölle) erzielen. Das würde gleichzeitig die Gebietswasserabflüsse reduzieren. Weiterhin ist die Regeneration der natürlichen Stoffsenkenfunktionen der Auen und gewässerbegleitenden Niedermoore notwendig. All diese Forderungen haben bei einer konsequenten Umsetzung in der Regel eine Nutzungsauflassung oder zumindest eine starke Nutzungseinschränkung auf den natürlichen Retentionsflächen (Auen und Niedermoore, Sölle und deren nächste Umgebung) zur Folge. Solche Veränderungen können jedoch nur unter Wahrung der ökonomischen Interessen der Flächennutzer bzw. -eigentümer vorgenommen werden.