Karte mit der jährlichen Differenz der Kohlenstoffvorräte zwischen dem „High C-Input“ Szenario im Jahr 2040 und des Ausgangsvorrats zum Zeitpunkt 2020 mit den österreichischen Daten und dem analytischen Ansatz in tC/ha/a

© Endbericht ASOCseq

ASOCseq: Karte des Potentials österreichischer Böden zur Sequestrierung von organischem Kohlenstoff

Projektleitung

Andreas Baumgarten

Forschungseinrichtung

AGES

Projektnummer

101636

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Abstract (deutsch)

1) Teilnahme an der Entwicklung einer globalen Karte der organischen Kohlenstoffbindung im Boden (GSOCseq), die von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) ins Leben gerufen wurde, indem eine nationale ASOCseq-Karte erstellt wird, die in die GSOCseq-Karte integriert wird. Diese Karte für österreichische landwirtschaftliche Böden wird auf der noch bestehenden ASOC-Karte basieren, die 2018 bereits Teil einer globalen FAO-Karte des organischen Kohlenstoffs im Boden geworden ist.

2) Die ASOCseq-Karte wird das Potenzial der österreichischen landwirtschaftlichen Böden zur Bindung von organischem Kohlenstoff im Boden aufzeigen. Um kohärente Ergebnisse zu erhalten, hat die FAO ein Handbuch veröffentlicht und Algorithmen zur Verfügung gestellt, die die nationalen Bemühungen um eine einheitliche Vorgehensweise unterstützen.

Wir werden noch vorhandene Datensätze verwenden (SOC-Vorräte von ASOC, Tongehalte aus dem BEAT-Projekt, Klimadaten von SPARTACUS usw.). Die FAO-Algorithmen basieren auf dem Modell RothC, einem weit verbreiteten und recht einfachen Modell zur Simulation der Humusdynamik. Das Ergebnis unseres Projekts wird eine Karte sein, die das Potenzial der österreichischen landwirtschaftlichen Böden zur Bindung von organischem Kohlenstoff im Boden zeigt.

Schlagwörter (deutsch)

Bodenkohlenstoff, Humus, Kohlenstofffestlegung

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Austrian Soil Organic Carbon Sequestration Map

Abstract (englisch)

1) Participating in the development of a global soil organic carbon sequestration map (GSOCseq) launched by the UN Food and Agriculture Organization (FAO) by creating a national ASOCseq to be integrated into the GSOCseq. This map for Austrian agricultural soils will be based on the still existing ASOC map, which has already become part of a global FAO soil organic carbon map in 2018.


2) The ASOCseq map will show the potential of Austrian agricultural soils to sequester soil organic carbon. In order to gather coherent results FAO has published a manual and provided algorithms supporting the national efforts to be done uniformly.

We are going to use still existing data sets (SOC stocks form ASOC, clay contents from BEAT project, climate data provided by SPARTACUS etc.). The FAO algorithms are based on the modell RothC which is a commonly used and quite simple model for simulating humus dynamic. A map showing the potential of Austrian agricultural soils to sequester soil organic carbon will be the outcome of our project.

Projektziele

1) Teilnahme an der Erstellung einer weltweiten Karte zum Thema Kohlenstoffspeicherung; Ziel ist die Eingliederung der ASOCseq-Karte in die globalen Karte (GSOCseq – Global Soil Organic Carbon Sequestration Map) der UN Food and Agriculture Organization (FAO). Diese Karte baut auf der bereits vorhandenen ASOC Karte auf, die auch Teil einer weltweiten FAO-Bodenkohlenstoffkarte ist.


2) Dazu soll eine österreichische Karte erstellt werden, die auf Basis der FAO Berechnungsvorgaben das Potential der landwirtschaftlich genutzten Böden aufzeigt, organischen Kohlenstoff zu speichern.

Praxisrelevanz

Die FAO arbeitet derzeit an einer Karte zur Darstellung des Sequestrierungspotentials der Böden, allerdings basierend auf relativ einfachen Modellen und Klimadaten mit geringer räumlicher Auflösung. Es ist zu erwarten, dass die dadurch für Österreich generierten Daten zu unpräzise sind und daher nicht sinnvoll in der Praxis eingesetzt werden können. Die mangelnde Präzision könnte auch zu fehlerhaften Interpretationen in EU-weiten Diskussionen zu klimarelevanten Maßnahmen führen.

Österreich hat die Möglichkeit, selbst präzisiere Daten zu ermitteln und diese der FAO für die Berücksichtigung in der Karte zur Verfügung zu stellen. Es ist davon auszugehen, dass diese Karte in weiterer Folge in der EU sowohl in der Diskussion zum Carbon Farming, zur Treibhausgasbilanz als auch zur Maßnahmenevaluierung herangezogen wird. Insofern ist es sinnvoll, hier möglichst präzise Daten für Österreich zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus können diese Daten auch für nationale Maßnahmenpläne herangezogen werden.


Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass diese Karte auch vom JRC (das hier federführend in der FAO mitarbeitet) für EU-interne Arbeiten und Publikationen zum Thema Carbon Farming herangezogen werden wird. Deshalb ist es umso wichtiger, dass sich Österreich an diesem Vorhaben mit eigenen Daten beteiligt.

Berichte

Abschlussbericht , 28.02.2022

Kurzfassung

Die FAO (UN Food and Agriculture Organization) begann im Frühjahr 2021 an einer Karte zur weltweiten Darstellung des SOC-Sequestrierungspotentials der Böden zu arbeiten. Dabei wurde ein bottom-up Ansatz verfolgt, wonach die UN-Mitgliedstaaten von ihrem jeweiligen Staatsgebiet eine SOCseq-Karte erstellten und schließlich diese nationalen Teilkarten zu einer globalen Gesamtkarte zusammengeführt werden sollten. Um eine einheitliche Vorgehensweise und damit eine Kohärenz der Ergebnisse erreichen zu können, wurden die Methoden und Werkzeuge vorgegeben bzw. zur Verfügung gestellt. Allerdings sollte im gegenständlichen Projekt eine Verbesserung der nationalen Karte erzielt werden, indem nationale, präzisere Grundlagendaten verwendet wurden. Die zu erarbeitende österreichweite Karte (ASOCseq) soll schließlich ein Teil der globalen Karte (GSOCseq) werden. Für die Erstellung der geplanten Karte, welche vorwiegend unter Verwendung der EDV-Software „R“ erfolgte, wurden von der FAO grundsätzlich sämtliche Kommandos (Scripts) zur Verfügung gestellt. Damit sollte eine einheitliche Vorgehensweise bei der Entwicklung der nationalen Karten gewährleistet werden. Für die Einbindung von Österreich-spezifischen Grundlagendaten war eine Anpassung dieser Scripts in unterschiedlicher Ausführlichkeit notwendig. Es erfolgten Berechnungen auf der Basis der von der FAO standardmäßig zur Verfügung gestellten Daten (Equilibrium Ansatz – FAO; FAO analytischer Ansatz – FAO AA; Österreichische Daten mit analytischem Ansatz – AT AA). Die Berücksichtigung der detaillierten österreichischen Daten führte zu einer deutlichen Verbesserung der Ergebnisse. Bei der Modellierung wurden drei Phasen unterschieden: Spin Up-Phase, Warm-Up-Phase und Forward-Phase. Ausgangsbasis der SOC-Vorräte des Bodens für das Modell war die Austrian Soil Organic Carbon (ASOC) Karte, die bereits in der Vergangenheit im gleichnamigen Projekt entwickelt wurde. Nunmehr liegen die Ergebnisse vor, die dem FAO Manual folgend erzielt wurden und die Voraussetzungen für eine Integration der nationalen Karte (ASOCseq) in die globale (GSOCseq) grundsätzlich erfüllen. Das Ergebnis der Warm Up-Phase ist der Kohlenstoffvorrat zum Zeitpunkt t0 des Modells (2018) und dient als Ausgangsbasis für die Berechnung der Prognosen in der Forward-Phase. Die Ergebniskarten zeigen, dass sich, basierend auf den drei unterschiedlichen Berechnungen in Bezug auf die verwendeten Datengrundlagen, 50% der Kohlenstoffvorräte in Österreich zum Zeitpunkt t0 zwischen 39 und 101 tC/ha bewegen. Dabei ergab sich bei der Verwendung der detaillierten österreichischen Daten (Klimadaten, ASOC – Karte) eine geringere Spanne (39 – 96 tC/ha). Für die Prognosen des Bodenkohlenstoffs im Jahr 2038 bzw. 2040 wurden je Simulationslauf vier Ergebniskarten unter vier unterschiedlichen Szenarien (Business as Usual (BAU) und drei unterschiedliche Managementszenarien – plus 5%, 10% und 20% Kohlenstoffeintrag) erstellt. Die Ergebniskarten zeigen, dass sich die Kohlenstoffvorräte der landwirtschaftlich genutzten Böden in Österreich größtenteils zwischen 43 und 103 tC/ha im Szenario BAU, zwischen 43 und 104 tC/ha im Szenario „Low“, zwischen 44 und 105 tC/ha im Szenario „Medium“ sowie zwischen 45 und 108 tC/ha im Szenario „High“ bewegen. Dabei ergaben die Modellierungen auf Basis der detaillierten österreichischen Daten jeweils die geringsten Steigerungen (BAU: 43 – 70 tC/ha; Low: 43 – 71 tC/ha; Medium: 44 – 72 tC/ha; High: 45 – 74 tC/ha). Insgesamt gibt es also nur sehr geringe Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien. Die Auswertung der Ergebnisse auf regionaler Ebene ermöglicht eine grundsätzliche Interpretation des Sequestrierungspotentials basierend auf den bodenkundlichen und klimatischen Gegebenheiten und kann als eine Basis für die Abschätzung der möglichen Wirkung von Maßnahmen herangezogen werden, die den Humusgehalt entweder stabilisieren oder steigern. Die nationalen Ergebnisse werden für deren Integration in die globale GSOCseq-Karte an die FAO übermittelt.

Berichtsdateien

ASOCseq_Endbericht__final.pdf

Abstract (deutsch)

Zur Erstellung einer weltweiten Karte des Sequestrierungspotentials von Böden für Kohlenstoff (SOCseq) wurde den UN Mitgliedsstaaten von der FAO entsprechende Methoden und Werkzeuge vorgegeben bzw. zur Verfügung gestellt. Die einzelnen nationalen Karten wurden vorwiegend unter Verwendung der EDV-Software „R“ erstellt, wobei für Österreich neben den von der FAO zur Verfügung gestellten Boden und Klimadaten auch detaillierte nationale Daten verwendet. Die Berücksichtigung dieser Daten führte zu einer deutlichen Verbesserung der Ergebnisse.

Bei der Modellierung wurden drei Phasen unterschieden: Spin Up-Phase, Warm-Up-Phase und Forward-Phase. Ausgangsbasis der SOC-Vorräte des Bodens für das Modell war die Austrian Soil Organic Carbon (ASOC) Karte.

Das Ergebnis der Warm Up-Phase ist der Kohlenstoffvorrat zum Zeitpunkt t0 des Modells (2018) und dient als Ausgangsbasis für die Berechnung der Prognosen in der Forward-Phase. Die Ergebniskarten zeigen, dass sich, basierend auf den drei unterschiedlichen Berechnungen in Bezug auf die verwendeten Datengrundlagen, 50% der Kohlenstoffvorräte in Österreich zum Zeitpunkt t0 zwischen 39 und 101 tC/ha bewegen. Dabei ergab sich bei der Verwendung der detaillierten österreichischen Daten eine geringere Spanne (39 – 96 tC/ha). Für die Prognosen des Bodenkohlenstoffs im Jahr 2038 bzw. 2040 wurden je Simulationslauf vier Ergebniskarten unter vier unterschiedlichen Szenarien (Business as Usual (BAU) und drei unterschiedliche Managementszenarien – plus 5%, 10% und 20% Kohlenstoffeintrag) erstellt.

Die Kohlenstoffvorräte der landwirtschaftlich genutzten Böden in Österreich bewegen sich größtenteils zwischen 43 und 103 tC/ha im Szenario BAU, zwischen 43 und 104 tC/ha im Szenario „Low“, zwischen 44 und 105 tC/ha im Szenario „Medium“ sowie zwischen 45 und 108 tC/ha im Szenario „High“. Dabei ergaben die Modellierungen auf Basis der detaillierten österreichischen Daten jeweils die geringsten Steigerungen (BAU: 43 – 70 tC/ha; Low: 43 – 71 tC/ha; Medium: 44 – 72 tC/ha; High: 45 – 74 tC/ha). Auch die Unterschiede zwischen den einzelnen Szenarien waren nicht sehr ausgeprägt.

Eine Auswertung der Ergebnisse auf regionaler Ebene ermöglicht eine grundsätzliche Interpretation des Sequestrierungspotentials basierend auf den bodenkundlichen und klimatischen Gegebenheiten und kann als eine Basis für die Abschätzung der möglichen Wirkung von Maßnahmen herangezogen werden, die den Humusgehalt entweder stabilisieren oder steigern.

Abstract (englisch)

In order to create a global map of the carbon sequestration potential of soils (SOCseq), the FAO provided the UN member states with appropriate methods and tools. The individual national maps were mainly produced using the computer software "R", whereby detailed national data was used for Austria in addition to the soil and climate data provided by the FAO. Taking these data into account led to a significant improvement in the results.

Three phases were distinguished in the modelling: spin-up phase, warm-up phase and forward phase. The Austrian Soil Organic Carbon (ASOC) map was used as the starting point for the SOC stocks of the soil in the model.

The result of the warm-up phase is the carbon stock at time t0 of the model (2018) and serves as the starting point for calculating the forecasts in the forward phase. The result maps show that, based on the three different calculations in relation to the data bases used, 50% of the carbon stocks in Austria at time t0 range between 39 and 101 tC/ha. Using the detailed Austrian data resulted in a lower range (39 - 96 tC/ha). For the projections of soil carbon in 2038 and 2040, four result maps were produced for each simulation run under four different scenarios (Business as Usual (BAU) and three different management scenarios - plus 5%, 10% and 20% carbon input).

The carbon stocks of Austria's agricultural soils range for the most part between 43 and 103 tC/ha in the BAU scenario, between 43 and 104 tC/ha in the "Low" scenario, between 44 and 105 tC/ha in the "Medium" scenario and between 45 and 108 tC/ha in the "High" scenario. The modelling based on the detailed Austrian data showed the smallest increases in each case (BAU: 43 - 70 tC/ha; Low: 43 - 71 tC/ha; Medium: 44 - 72 tC/ha; High: 45 - 74 tC/ha). The differences between the individual scenarios were also not very pronounced.

An evaluation of the results at the regional level allows a basic interpretation of the sequestration potential based on soil and climatic conditions and can be used as a basis for estimating the possible effect of measures that either stabilise or increase the humus content.

Autor/innen

Andreas Baumgarten, Hans-Peter Haslmayr, Michael Schwarz, Heide Spiegel, Hans-Peter Stüger, Marcel Schwarz, Robert Jandl, Herbert Formayer, Philipp Maier