Cover des Endberichts

© Elmar Schmaltz

BegrünteFließwegeAT: Identifizierung von Maßnahmenflächen für begrünte Fließwege und Pufferstreifen für ÖPUL

Projektleitung

Matthias Zessner

Forschungseinrichtung

TU Wien

Projektnummer

101638

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Schlagwörter (deutsch)

Begrünter Fließweg, Pufferstreifen, Erosion, Oberflächenabfluss, Einzugsgebiet

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Identification of location for grassed waterways and buffer strips for implementation into the Austrian ÖPUL program

Abstract (englisch)

The aim of the project “Grassed Waterways Austria” is to identify agricultural fields in erosion-prone catchments in Austria on which the creation of grassed waterways and roadsides (buffer strips) can significantly reduce sediment and phosphorus input in polluted waters, by using the “PhosFate” model. In addition to the identification of these fields, grassed waterways and entry paths should also be localized and precisely indicated. An implementation of management direction and precipitation information as well as a routine for auto-calibration will significantly improve the model results, whilst the publication of the source code and a comprehensive model manual will provide maximum transparency of the modelling approach. Methods for regionalisation will enable to identify agricultural fields outside the modelled catchment areas, which are suitable for grassed waterways and buffer strips. The model results are frequently cross-checked during the project in consultation with agricultural experts. In addition to the precise localization and in order to support farmers in identifying and creating grassed waterways or buffer strips, a list of recommendations for implementation in the field will be compiled. The results of the project will form a comprehensive basis for the implementation of grassed waterways and buffer strips in the revised Austrian program for environmentally friendly agriculture (ÖPUL) and will offer farmers valuable support in implementing these measures.

Projektziele

Das Projekt baut auf drei Arbeitspaketen auf, welche die Bereiche Projektkoordination und Datenmanagement, Modellberechnungen und Evaluierung der Modellergebnisse sowie deren Aussagekraft für die Praxis und Umsetzbarkeit, abdecken.

In einem ersten Schritt sollen jene Einzugsgebiete in Österreich ausgewählt werden, welche sowohl eine hohe Erosionsgefahr aufweisen als auch Fließgewässer mit einer erhöhten Sediment- und Phosphorbelastung beinhalten. Diese Informationen werden aus den Ergebnissen des ÖPUL-Evaluierungsprojekts „ErosAT“ und der Gebietskulisse belasteter Gewässer aus der GZÜV-Erhebung gewonnen. Für diese Einzugsgebiete werden die notwendigen Datengrundlagen gesammelt und aufbereitet, so dass in einem zweiten Schritt Modellrechnungen mit dem Modell „PhosFate“ vorgenommen werden können

Das Arbeitspaket, welches die Modellierungsarbeiten beinhaltet, besteht hierbei aus fünf Teilschritten: Erweiterung und Parametrisierung, Kalibrierung und Validierung, Ergebnissaufbereitung, Regionalisierung und Open-Source Verfügbarkeit des Modell-Codes und der Berechnungsroutine. Beim Schritt der Parametrisierung sollen als neue Modellprozesse die Bearbeitungsrichtungen auf dem Schlag und Bemessungsniederschläge in das PhosFate-Modell miteinfließen. Das Modell wird in den ausgewählten Einzugsgebieten kalibriert und basierend auf den Gewässerzustandsdaten validiert, so dass Aussagen über die Modell-Performance und die Ergebnis-Güte getroffen werden können. Neben der Aufbereitung der Modellergebnisse soll ein Ansatz zur Regionalisierung der Ergebnisse entwickelt werden, so dass Aussagen über Ackerlandflächen getroffen werden können, die außerhalb der ausgewählten Einzugsgebiete liegen. Um eine maximale Transparenz zu gewährleisten, ist eines der Projektziele, ein Modellhandbuch zu erstellen sowie die Ergebnisse und den Modell-Code einer breiten Öffentlichkeit für Fachexperten, Anwender und Interessierte zugägnlich zu machen.

In einem letzten Schritt sollen die Modellergebnisse mit Landwirten im Feld überprüft werden. Dies soll innerhalb der Projektlaufzeit frühzeitig geschehen, so dass das Modell und die Ergebnisse der Modellrechnungen gegebenenfalls verbessert werden können. Die finalen Modellergebnisse sollen in einem leicht zu verarbeitenden bzw. anwendbaren Datenformat umgewandelt werden, um eine technische Implementierung ins AMA-GIS zu ermöglichen. Ein Handbuch mit Empfehlungen zur optimalen Umsetzung der Maßnahmen wird zusammengestellt. Darüber hinaus werden Strategien entwickelt, wie die Maßnahmen optimalen im ÖPUL implementiert werden können.

Die Hauptziele des Projekts lassen sich demnach wie folgt zusammenfassen:
(1) Die Ausweisung von Schlägen und relevanten Abflusswegen, auf denen die Anlage von Pufferstreifen und begrünten Fließwegen bzw. eine effiziente Reduktion des Sediment- und Phosphoreintrages in belastete Gewässer von erosionsgefährdeten Risikogebieten verspricht.
(2) Die genaue Lokalisierung der begrünten Fließwege und Pufferstreifen innerhalb dieser Schläge zur Unterstützung und Hilfestellung zur Umsetzung von Landwirten.

Praxisrelevanz

Die Ergebnisse des Projektes haben potentiell eine große Bedeutung für die Landwirtschaft und die Umwelt. Mit großer Wahrscheinlichkeit snd auch Implikationen für die Wasserwirtschaft, für die Umsetzung im ÖPUL und im Bereich der Forschung zu erwarten.

Durch die quantitativen Ergebnisse der Modellrechnungen in ausgewählten Einzugsgebieten wird man in Zukunft besser in der Lage sein, sowohl begrünte Fließwege als auch Pufferstreifen auf regionalem bzw. großskaligem Maßstab mit lokaler Aussagekraft abschätzen zu können. Durch innovative Weiterentwicklungen des Modells PhosFate, welche schon erfolgreich in Einzugsgebieten in Österreich getestet und angewandt wurde, werden die Modellergebnisse robuster und aussagekräftiger. Demnach kann das Modell nach Verbesserungen durch die Arbeitsaufgaben im Projekt als Grundlage dienen, begrünte Fließwege und Pufferstreifen besser lokalisieren und dimensionieren zu können, so dass die entstehenden Karten Landwirten eine Hilfestellung bei der Anlage dieser Maßnahmen geben werden.

Durch einen engen Austausch mit Landwirten und Landwirtschaftsvertretern soll ein erhöhtes Bewusstsein für die Bedeutung von Austragspfaden im Ackerbau geschaffen werden. Dabei wird eine höchstmögliche Akzeptanz für die Anlage von begrünten Fließwegen und Pufferstreifen angestrebt. Es ist deshalb sehr zu vermuten, dass im Falle einer Berücksichtigung im ÖPUL eine gesteigerte Teilnahme an einer entsprechenden Maßnahme stattfinden wird und somit der Nährstoff- und Sedimenteintrag in belastete Gewässer aus Ackerflächen massiv reduziert werden kann.

Darüber hinaus nimmt dieses Projekt eine Vorreiterrolle im europäischen Vergleich ein, da vergleichbare Ansätze auf nationaler Ebene mit Aussicht auf Umsetzung in einem gesetzlichen Rahmen bisher fehlen. Auch im Bereich der Forschung werden die Erkenntnisse des Projektes neue Maßstäbe setzen und einen großen Schritt in Richtung verbesserten Boden- und Gewässerschutz tun. Es ist zu erwarten, dass die Ergebnisse des Projektes auch Anreize für zukünftige Projektaktivitäten mit ähnlichen Forschungsfragen schaffen wird (z. B. im Bereich der hydrologischen Konnektivität innerhalb von landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten).

Berichte

Abschlussbericht , 30.11.2022

Kurzfassung

Ziel des Projekts " Begrünte Fließwege AT - Identifizierung von Maßnahmenflächen für begrünte Fließwege und Pufferstreifen für ÖPUL " war es mit Hilfe des Modells "RPhosFate" landwirtschaftliche Flächen in erosionsgefährdeten Einzugsgebieten in Österreich zu identifizieren, auf denen durch die Anlage von begrünten Fließwegen und Pufferstreifen der Sediment- und Phosphoreintrag in belastete Gewässer deutlich reduziert werden kann. Neben der Identifizierung dieser Flächen wurden auch Fließwege und Eintragspfade auf den Feldern lokalisiert. Eine Routine zur Autokalibrierung verbessert die Anwendbarkeit des Modells erheblich, während die Veröffentlichung des Quellcodes und eines umfassenden Modellhandbuchs die Transparenz des Modellierungsansatzes gewährleistet. Methoden zur Regionalisierung helfen darüber hinaus, landwirtschaftliche Flächen außerhalb der modellierten Einzugsgebiete zu identifizieren, die für begrünte Fließwege und Pufferstreifen geeignet sind. Die Modellergebnisse wurden während des Projekts in Absprache mit Landwirtschaftsexperten geprüft. Neben der genauen Lokalisierung und zur Unterstützung der Landwirte bei der Identifizierung und Anlage von begrünten Wasserwegen oder Pufferstreifen wurden Empfehlungen für die Umsetzung im Feld erarbeitet. Die Ergebnisse des Projektes bilden eine umfassende Grundlage für die Umsetzung von begrünten Fließwegen und Pufferstreifen im überarbeiteten Österreichischen Programm für umweltgerechte Landwirtschaft (ÖPUL) und bieten Landwirten eine wertvolle Unterstützung bei der Umsetzung dieser Maßnahmen. Der vorliegende Bericht enthält die Hintergründe und wesentlichen methodischen Ansätze des Projektes, sowie Hinweise zur Verfügbarkeit der wesentlichen Projektergebnisse. Die wesentlichen Projektergebnisse selbst sind zur leichteren nutzungsorientierten Verfügbarkeit in eigenen Publikationen zusammengefasst oder über Webseiten zugänglich. Dabei handelt es sich um (i) den finalen Layer für die Lokalisierung der ÖPUL-Maßnahme Begrünte Abflusswege. Deser ist auf dem AMA-Agrarportal öffentlich zugänglich und kann über folgende Internetseite eingesehen werden: https://agrarportal.inspire.gv.at/metadatensuche/agrarportal/ger/catalog.search#/map (ii) Der Source Code von RPhosFate sowie eine technische Anleitung in englischer Sprache ist über github frei zugänglich verfügbar: https://gisler.github.io/RPhosFate/index.html (iii) Ein Handbuch zur Erläuterung von PPhosFate in deutscher Sprache ist in Ergänzung zu diesem Bericht an den Auftraggeber verfügbar. (iv) Ein Handbuch zur Anlage begrünter Fließwege auf Ackerflächen wurde ebenfalls mit diesem Projektbericht an den Auftraggeber geliefert.

Berichtsdateien

BegrFliessAT_Endbericht.pdf

Abstract (deutsch)

Ziel des Projekts " Begrünte Fließwege AT - Identifizierung von Maßnahmenflächen für begrünte Fließwege und Pufferstreifen für ÖPUL " war es, mit Hilfe des Modells "RPhosFate" landwirtschaftliche Flächen in erosionsgefährdeten Einzugsgebieten in Österreich zu identifizieren, auf denen durch die Anlage von begrünten Fließwegen und Pufferstreifen der Sediment- und Phosphoreintrag in belastete Gewässer deutlich reduziert werden kann. Neben der Identifizierung dieser Flächen wurden auch Fließwege und Eintragspfade auf den Feldern lokalisiert. Eine Routine zur Autokalibrierung verbessert die Anwendbarkeit des Modells erheblich, während die Veröffentlichung des Quellcodes und eines umfassenden Modellhandbuchs die Transparenz des Modellierungsansatzes gewährleistet. Methoden zur Regionalisierung helfen darüber hinaus, landwirtschaftliche Flächen außerhalb der modellierten Einzugsgebiete zu identifizieren, die für begrünte Fließwege und Pufferstreifen geeignet sind. Die Modellergebnisse wurden während des Projekts in Absprache mit Landwirtschaftsexperten geprüft. Neben der genauen Lokalisierung und zur Unterstützung der Landwirte bei der Identifizierung und Anlage von begrünten Wasserwegen oder Pufferstreifen wurden Empfehlungen für die Umsetzung im Feld erarbeitet. Die Ergebnisse des Projektes bilden eine umfassende Grundlage für die Umsetzung von begrünten Fließwegen und Pufferstreifen im überarbeiteten Österreichischen Programm für umweltgerechte Landwirtschaft (ÖPUL) und bieten Landwirten eine wertvolle Unterstützung bei der Umsetzung dieser Maßnahmen.

Abstract (englisch)

The aim of the project ​“Grassed Waterways Austria” was to identify agricultural fields in erosion-prone catchments in Austria on which the creation of grassed waterways and roadsides (buffer strips) can significantly reduce sediment and phosphorus input in polluted waters, by using the ​“RPhosFate” model. In addition to the identification of these fields, grassed waterways and entry paths have been be localized. A routine for auto-calibration significantly improve the model applicability, whilst the publication of the source code and a comprehensive model manual provides transparency of the modelling approach. Methods for regionalization in addition help to identify agricultural fields outside the modelled catchment areas suitable for grassed waterways and buffer strips. The model results have been cross-checked during the project in consultation with agricultural experts. In addition to the precise localization and in order to support farmers in identifying and creating grassed waterways or buffer strips, recommendations for implementation in the field have been compiled. The results of the project form a comprehensive basis for the implementation of grassed waterways and buffer strips in the revised Austrian program for environmentally friendly agriculture (ÖPUL) and offer farmers valuable support in implementing these measures.

Autor/innen

Elmar Schmaltz, Thomas Brunner, Eva Strenge, Christine Weinberger, Max Kuderna, Peter Strauss, Matthias Zessner

Publikationen

Alle Publikationen wurden vom Projektverantwortlichen eingetragen und liegen in dessen Verantwortung.

Christine Weinberger und Gregor Lehner (2022). Begrünte Abflusswege auf Ackerflächen ÖPUL 2023, HANDBUCH MIT EMPFEHLUNGEN FÜR DIE PRAXIS .
Eva Strenge, Gerold Hepp, Matthias Zessner (2022). Begrünte Fließwege AT - Identifizierung von Maßnahmenflächen für begrünte Fließwege und Pufferstreifen für ÖPUL: Handbuch RPhosFate v1.0.2 .