Umweltauswirkungen des Energiepflanzenanbaus für Biogasanlagen am Beispiel von Schleswig-Holstein

Stipendiatin/Stipendiat: Nandor Csikos

Heute sind die erneuerbaren Energien weltweit verbreitet und viele Länder nutzen diese sogenannten „grünen“ Lösungen, um zum Beispiel ihren CO2-Ausstoß zu reduzieren. Deutschland investierte im Jahr 2012 19,5 Milliarden Euro in diese Branche. Im Jahr 2016 wurden 32 % des landesweiten Stromverbrauchs durch erneuerbare Energiequellen gedeckt. Es gibt inzwischen tausende von Windkraft-, Solar- und Biogasanlagen in Deutschland.

Im Nord- und Mittelteil des Bundeslandes Schleswig-Holstein gibt es besonders viele Biogasanlagen mit einer Gesamtleistung von 0,4 GW. Mein Forschungsschwerpunkt liegt daher auf den Umweltauswirkungen der Biogasproduktion, da diese Art der Energieproduktion große Auswirkungen auf die Landnutzungsstruktur, die Landschaftsvielfalt und die verschiedenen Landschaftsdienste auf unterschiedlichen Raumebenen haben kann. In dieser Arbeit wurden folgende Fragen beantwortet:

  • Wie verändern die Biogasanlagen die Landschaft, die Landschaftsstruktur, die Landnutzung, die Vielfalt (Fauna, Flora) in Schleswig-Holstein?
  • Kann man mit Landschaftsmetriken und Landschaftsindizes diese Veränderungen in Schleswig-Holstein identifizieren und zeigen?
  • Was sind die Auswirkungen und Konsequenzen von Landnutzungswandel und Änderungen der Landschaftsstruktur auf Flora, Fauna und Vielfalt?

Schleswig-Holstein hat drei große Naturräume: Marsch, Geest (Hohe und Vor-) und Hügelland. Es ist gibt überwiegend Sandböden mit schlechter Qualität, welche die Landwirte traditionell für intensive Weiden mit großen Weideflächen und dauerhafte Wiesen verwenden. Wegen der Biogasanlagen begannen die Grundeigentümer, Energiepflanzen wie Silomais zu produzieren, sodass Dauergrünland und Weiden zu Ackerland umgewandelt wurden.

Zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen Biogasanlagen und Landschaftsnutzung benutzte ich drei Datengrundlagen: Corine Land Cover, Digitales Basis Landschaftsmodell, Agrarstrukturerhebung. Die Metriken in ArcGis 10.2 wurden mit dem Tool V-Late 2.0 bewertet und die Metrik in die richtige Formdatei eingefügt. Die Diversitätsindizes wurden mit dem Fragstat 4.0 und Microsoft Excel bewertet. Die Ergebnisse wurden in Microsoft Excel weiter bearbeitet. Die folgenden statistischen Berechnungen (Korrelation zwischen den Biogasanlagen und den Indizes) wurden mit der statistischen Software IBM SPSS durchgeführt. Der Spearman-Korrelationskoeffizient wurde für die Berechnung von Korrelationen und der two-tailed Signifikanztest (* = 0,01-Niveau signifikant, ** = 0,05-Niveau signifikant) benutzt. Karten wurden mit ArcGis 10.2-Software erstellt.

Im Geestgebiet fanden die meisten Veränderungen in der Landnutzung statt. Der Anteil des Silomaisanbaus an der Landnutzung stieg von 13% auf 28% und gleichzeitig sank der Anteil des Dauergrünlands von 56% auf 42%. Der Anstieg beim Silomais um 15% und der korrespondierende Rückgang beim Dauergrünland um 14% machen diesen Trend offensichtlich. Es wurde auch die Korrelation zwischen der Leistung von Biogasanlagen und den verschiedenen Getreidearten und Landnutzungstypen auf Gemeinde-Ebene analysiert. Die höchsten Korrelationen gab es mit Silomais (p =0,467 **), Grass (p =0,340 **) und Roggen (p =0,194 **), welche auch oft in Biogasanlagen benutzt werden.

In Gebieten mit hohen installierten Leistungen aus Biogasanlagen, zeigten die Ackerland-Metriken positive Veränderung. Ergo erhöhte sich der Wert von 2000 bis 2012, aber im gleichen Zeitraum nahmen die Metriken der Weiden ab. Das bedeutet, dass die Weideflächen kleiner und weniger komplex wurden. Die Schlussfolgerung ist, dass der nördliche Teil der Geest zu einem typischen landwirtschaftlichen Bereich wie das Hügelland geworden ist.

Laut den Corine Land Cover und ATKIS Daten nehmen alle Diversitätsindizes in Schleswig-Holstein ab. Die Korrelation zwischen der Leistung der Biogasanlagen und den Veränderungen in der Vielfalt war in allen Fällen signifikant negativ. Das bedeutet, dass mehr installierte Leistung aus Biogasanlagen weniger Vielfalt und mehr Monokultur in der Landwirtschaft bewirkt.

Biogasanlagen haben somit einen großen Einfluss auf die Umwelt- und Landschaftsstruktur. Diese Art von erneuerbarer Energie verändert die Landnutzung, wie hier am Beispiel Schleswig-Holstein mit Landschaftsmetriken und Diversitätsindizes gezeigt wurde. Das kann auch die chemische Zusammensetzung des Bodens (Nitrat) und den Lebensraum von Tieren verändern.

Förderzeitraum:
20.08.2016 - 19.07.2017

Institut:
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Geographisches Institut
Lehrstuhl für Physische Geographie -
Landschaftsökologie & Geoinformation

Betreuer:
Prof. Dr. Rainer Duttmann

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: http://www.geo.u-szeged.hu

Publikationen: