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Boden-Biodiversität, Kohlenstoff-Sequestrierungspotenzial und Energie- und Treibhausgasbilanzen von Energiepflanzen-Anbausystemen sowie Handlungsempfehlungen für die gute fachliche Praxis der landwirtschaftlichen Bodennutzung

Soil biodiversity, carbon sequestration potential and energy- and greenhouse gas-balances of bioenergy cropping systems as well as recommendations for good professional practice in agriculture

  • Vor dem Hintergrund des globalen Klimawandels stellt die energetische Verwertung von Biomasse (NaWaRo, Bioenergie) eine Option zur Minderung der globalen Treibhausgas-Emissionen dar. Im Jahr 2011 betrug der Anteil der Bioenergie am deutschen Endenergieverbrauch 8,2 %. Zur Einhaltung politischer Klimaschutzziele ist von einer Ausweitung der NaWaRo-Anbaufläche auszugehen. Aus Sicht des vorsorgenden Bodenschutzes ist dabei relevant, dass mit dem Biomasseanbau sowohl positive als auch negative Effekte für das Schutzgut Boden einhergehen können. Befürchtet werden u.a. ein weiterer Rückgang der (Boden-)Biodiversität in den Agrarlandschaften sowie eine Reduktion der organischen Kohlenstoffvorräte des Bodens (Verlust an Bodenqualität, Quelle für Treibhausgase) infolge der Intensivierung der landwirtschaftlichen Bodennutzung. Dahingegen könnten extensive Landnutzungsformen jedoch bspw. auch zu einer Förderung der Biodiversität beitragen. Für die zukünftige Ausrichtung des Biomasseanbaus ist daher eine umfassende Evaluation der vorhandenen Anbausysteme notwendig. Anhand der Energiepflanzen Raps, Mais und Miscanthus wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Effekte des Biomasseanbaus auf die für die Bodenfunktionen relevanten Schlüsselfaktoren Boden-Biodiversität und Humusgehalt ermittelt. Raps und Mais waren im Vergleich zu Miscanthus durch eine geringere Biodiversität gekennzeichnet. Langjähriger Miscanthus-Anbau führte zudem zu einer C-Akkumulation im Boden. Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Quantifizierung der Netto-Energieerträge, der Energieeffizienz sowie des Treibhausgas-Minderungspotenzials der Anbausysteme. Alle bilanzierten Energiepflanzen-Anbausysteme erzielten Energiegewinne und führten zu einer Reduktion der Treibhausgasemissionen. Den naturwissenschaftlichen Studien schloss sich eine Analyse der gegenwärtigen Regelungen zur guten fachlichen Praxis (gfP) als zentralem Steuerungselement des vorsorgenden Bodenschutzes an. Diese diente zur Klärung der Frage, ob es hinsichtlich des Biomasseanbaus einer NaWaRo-spezifischen Konkretisierung der Grundsätzekataloge zur gfP im Recht der Landwirtschaft bedarf. Auf den Ergebnissen der natur- und rechtswissenschaftlichen Studien aufbauend wurden die mit der energetischen Verwertung von Biomasse einhergehenden Effekte auf die Schutzgüter Boden und Klima anhand des internen Zielkonfliktes des -§ 1 Abs. 3 Nr. 2 und 4 BNatSchG, welcher exemplarisch für das Spannungsfeld zwischen Landwirtschaft und Naturschutz steht, bewertet. Insgesamt ist der Ausbau der erneuerbaren Energien ein geeignetes und erforderliches Mittel zum Schutze des Klimas und der Luft. Sofern die Grundsätze der gfP zum Schutze des Bodens konsequent umgesetzt werden, muss der Anbau nachwachsender Rohstoffe zur Bioenergie-Produktion in diesem Zusammenhang als allgemein verhältnismäßig, im Besonderen aber auch als angemessene Maßnahme hinsichtlich der sonstigen Anforderungen des Bodenschutzes, angesehen werden. Den Abschluss der Arbeit bildet ein nicht als abschließend zu verstehender Katalog NaWaRo-spezifischer sowie allgemeiner Konkretisierungsvorschläge zur guten fachlichen Praxis.
  • The energetically use of biomass from energy crops is one option to reduce global greenhouse gas emissions. In 2011, bioenergy accounted for 8.2% of the total final energy consumption in Germany. It is obvious that the cultivated area dedicated to bioenergy crops will increase in the near future in order to meet national climate change mitigation policies. With regard to precautionary soil protection aspects, bioenergy cropping might have both positive and negative effects on the soil. For example, it is generally feared that soil biodiversity and soil organic carbon content might further decline due to an increasing intensity in agriculture. On the other hand, extensive types of land-use may promote biodiversity. Thus, a profound evaluation of current bioenergy cropping systems is essential to provide indications for the future direction of bioenergy cropping policies. Within the dissertation, the effects of three bioenergy cropping systems, in particular "rapeseed", "maize", and "miscanthus", on soil biodiversity and soil organic carbon content were determined, as both are key factors for soil functioning in general. As a result, rapeseed and maize were characterized by a significantly reduced biodiversity compared to the more extensively cultivated miscanthus. Moreover, long-term miscanthus cropping led to soil carbon accumulation. Another focus was on the quantification of net energy production, energy efficiency, and greenhouse gas mitigation potential, whereby the investigated cropping systems produced more energy than was needed for the provision and use of the renewable energy carriers (biogas from maize, biodiesel/RME from rapeseed, and miscanthus chips) and thereby also reduced greenhouse gas emissions. The natural science studies were complemented by a jurisprudential evaluation of the applicable regulations concerning "good agricultural practice", which is the main instrument of precautionary soil protection within e.g. the Federal Soil Protection Act and further agricultural legal norms, but at the same time it is a vague legal term. The dissertation thus finally provides recommendations to further specify good professional practice in agriculture.

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Metadaten
Author:Daniel Felten
URN:urn:nbn:de:hbz:385-8772
ISBN:978-3-9816141-0-7
Document Type:Book
Language:Multiple languages
Date of completion:2014/08/21
Contributing corporation:Deutsche Forschungsgemeinschaft
Release Date:2014/08/21
Tag:Dauerkultur; Landwirtschaftliches Fachrecht; Lebenszyklusanalyse; Miscanthus; Nachhaltigkeit
agricultural legislation; life cycle assessment; miscanthus; perennial crop; sustainability
GND Keyword:Bioenergie; Bodenkunde; Landwirtschaft; Umweltrecht
Institutes:Fachbereich 6 / Geographie und Geowissenschaften
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 55 Geowissenschaften, Geologie / 550 Geowissenschaften

$Rev: 13581 $