6 Ressourcenschutzfachliche Analyse und Bewertung
6.1 Agrarökologische Modellierung von Anbauszenarien
6.1.4 Feldbewirtschaftung bei den Szenarien
In jedem LUSAC ist eine Feldkultur eines Anbaujahres hinterlegt. Weil eine Modellierung von Monokulturen allerdings nicht der Praxis entsprechen würde, müssen Fruchtfolgen modelliert werden. Eine Abbildung der vollständigen Fruchtfolgevielfalt ist allerdings nicht möglich, so dass repräsentative Fruchtfolgen zusammengestellt werden. Dabei orientieren sich die An-bauumfänge der Feldkulturen in den Fruchtfolgen in einem ersten Schritt bei den Szenarien an folgende Informationsquellen:
• Ist2003 = Landw. Haupterhegung 2003 des Statistischen Landesamtes Ba.-Wü.
• BioE1 = modellierte Prognose mit EFEM
• BioE3 = modellierte Prognose mit EFEM
Weil insbesondere die Feldkulturen mit geringem Anbauumfang nicht mit einer begrenzten Anzahl an repräsentativen Fruchtfolgen abgebildet werden können, wurden in einem zweiten Schritt die 16 Feldkulturen aus den o.g. Informationsquellen zu 8 Feldkulturgruppen
Winterraps Ra 10 23
Sommergetreide Sommergerste SG 5 14
Sommerweizen SW 2 11
Hafer Ha 6 16
Körnermais, Sonnenblume Körnermais KM 7 2
Sonnenblume SB 11 7
Reihenfrüchte, sonstige Zuckerrübe ZR 9 62
Kartoffel Ka 8 51
Silomais Silomais SM 13 29
Kleegras Rotschwingel KG 12 78
Kleegras KG 12 33
Miscanthus Miscanthus Mi 14 135 1)
Kurzumtriebplantage Pappel KUP 15 90
Weide KUP 16 -
1) basierend auf Schmid 2008
In einem dritten Schritt wurde weiterhin die Vorfruchteignung nach KTBL 2005, Freyer 2003, Hermann 2009 / pers. Mitt. und ergänzenden Expertenbefragungen berücksichtigt.
Die endgültig aufgestellten Fruchtfolgen sind in der zweiten Spalte der Tabelle 63 dargestellt.
6.1.4.2 Zuordnung der Fruchtfolgen zu den LUSACs
Nach der Aufstellung der repräsentiven Fruchtfolgen müssen diese den einzelnen Feldkultu-ren in jedem LUSAC zugeordnet werden. Deshalb ist der Anbauumfang jeder Feldkultur auf die repräsentativen Fruchtfolgen zu verteilen. Ein Beispiel zum Verteilungsprinzip befindet sich in Abbildung 34. Ist in diesem stark vereinfachten Beispiel aus den Informationsquellen
angebaut wird, können drei LUSACs á 1 ha mit der repräsentativen Fruchtfolgen A (WW-SG-SM) belegt werden und drei LUSACs á 1 ha mit der Fruchtfolge B (WW-SG-ZR). Dieses Prinzip der Verteilung entspricht einer linearen Optimierung (Lueneberger und Ye 2008) und fand letztendlich getrennt für jede Vergleichsgebietsgruppe und jedes Szenario, also für 24 Varianten, mit der Solver-Funktion im Tabellenkalkulationsprogramm Excel statt (Program-mierung: T. Kolditz am ILB, Uni Hohenheim; Beispiel siehe Tabelle 62). Die zusammenge-fassten Ergebnisse zum flächenmäßigen Anbauumfang jeder Fruchtfolge in Abhängigkeit der Anbauumfänge jeder Kulturpflanze gemäß den statistischen Informationen und den agrar-ökonomischen Szenarienmodellierungen sind in Tabelle 63 dargestellt.
FF A FF B Feldfrucht Fläche
WW 2
SG 2
SM 1
ZR 1
Summe 6
Anbauumfang (aus Statistik, EFEM)
Standorteinheiten (aus Verteilung, LUSAC)
• Feldfrucht eines „Basisjahres“
• Bodendaten
• Klimadaten Fruchtfolge
Zuordnung (Optimierung)
A B
WW SG SM
WW SG ZR
1 1
1 1
1
-- 1
3 3
EPIC
Rain, Snow, Chemicals
Subsurface Flow Surface
Flow
Below Root Zone
Evaporation and Transpiration EP IC
R ain, S now , C hem ica ls
S ubsurface Flow S urface
Flow
B e low R oot Zone
Eva poration a nd Transpiration
EPIC
Standorteinheiten mit Infos zu
• Fruchtfolgen über mehrere Jahre
• Bodendaten
• Klimadaten
Beispiel Unterland (VGG1)
• 5 repräsentative Fruchtfolgen
• 1291 Standort-Fruchtf.-Einheiten Standorteinheiten mit Infos zu
• Fruchtfolgen über mehrere Jahre
• Bodendaten
• Klimadaten
Beispiel Unterland (VGG1)
• 5 repräsentative Fruchtfolgen
• 1291 Standort-Fruchtf.-Einheiten
Beispiel
Beispiel
WW ZR SG WW SM SG
Basisjahr WW 2. Jahr SG 3. Jahr ZR Basisjahr WW 2. Jahr SG 3. Jahr ZR
Abbildung 34: Prinzipielles Vorgehen bei der Optimierung der Verteilung von repräsentati-ven Fruchtfolgen basierend auf den Daten zum Anbauumfang der Feldfrüchte eines (Basis)-Jahres (Ist 2003, BioE1, BioE3)
Energiemais 0 0 0 0 0 0 0 0
Miscanthus 0 0 0 0 0 1,0 0 25657
Pappel+Weide 0 0 0 0 0 0 1,0 2770
Zielsumme (=
Spaltensumme) 119252
Tabelle 63: Die Anbauumfänge der repräsentativen Fruchtfolgen zur agrarökologischen Modellierung der drei Szenarien mit EPIC in den acht Vergleichsgebietsgrup-pen gemäß der optimierten Fruchtfolgverteilung
Code Fruchtfolge VGG1 VGG2 VGG3 VGG4
Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3
FF101 KM 0 0 0 19768 0 0 0 0 0 0 0 0
FF102 SM 0 0 0 0 29094 31819 0 4190 4215 0 3398 3129
FF191 Mi 0 48390 0 0 25657 0 0 6 0 0 9 0
FF192 KUP 0 1344 0 0 2770 0 0 112 0 0 6402 0
FF201 WW-KM 0 0 0 19807 0 0 822 0 0 0 0 0
FF202 WW-SM 0 61857 25351 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF204 WW-SG 0 0 0 0 0 0 1184 0 0 10474 0 0
FF205 SG-SM 0 0 23398 0 27235 33556 0 6936 6963 0 0 0
FF301 WW-WG-SM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4580 0 0
FF304 WW-WG-ZR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1923 0 0
FF306 WW-SG-SM 0 46538 0 12074 21141 41388 8087 2661 2733 0 0 0
FF307 WW-SG-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF308 WW-SG-Ra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF309 WW-SG-ZR 8758 9919 13917 0 0 0 0 0 0 0 1788 1791
FF323 WW-SG-WR 58060 0 0 0 0 0 0 0 0 45079 37044 39315
FF327 WW-WR-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 444 0 0
FF328 WW-ZR-SM 0 0 0 7860 4125 4128 0 0 0 0 0 0
FF329 WW-SM-SM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF401 WW-WG-Ra-SM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF405 WW-WG-ZR-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF408 WW-SM-SG-ZR 0 0 0 0 0 0 1469 0 0 0 0 0
FF411 WW-SG-Ra-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF412 WW-KM-SG-ZR 63012 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF420 WW-KG-KG-SM 5870 7609 10246 4218 0 0 0 0 0 0 16714 16726
FF426 WW-KM-SG-KM 0 0 0 33898 0 0 0 0 0 0 0 0
FF427 WW-SG-KG-KG 0 0 0 0 0 0 3864 0 0 13642 0 0
FF428 WW-SM-SG-Ra 0 0 102736 0 0 0 0 0 0 28601 0 0
FF434 WW-SM-SG-SM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF435 WW-WG-KG-KG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF436 SG-KG-KG-SM 0 0 0 0 9230 9620 0 5936 5934 0 0 0
FF437 WW-SM-SM-Ra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 50667 55063
FF438 SM-SM-KG-KG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
VGG5 VGG6 VGG7 VGG8
Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3 Ist2003 BioE1 BioE3
FF101 KM 263 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF102 SM 0 177 139 0 21052 21423 0 9144 8457 0 14225 17918
FF191 Mi 0 2 0 0 12898 0 0 10711 0 0 29528 0
FF192 KUP 0 56 0 0 4846 0 0 3607 0 0 1954 0
FF201 WW-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF202 WW-SM 0 0 0 15138 3334 10200 0 0 0 0 0 0
FF204 WW-SG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF205 SG-SM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF301 WW-WG-SM 0 0 0 32293 0 0 0 0 0 12222 85951 116866
FF304 WW-WG-ZR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 210 219
FF306 WW-SG-SM 554 220 268 6085 68670 78090 19932 13196 19889 0 0 0
FF307 WW-SG-KM 72 0 0 0 0 0 1188 0 0 0 0 0
FF308 WW-SG-Ra 0 0 0 73467 0 0 35865 0 0 81024 258 219
FF309 WW-SG-ZR 0 0 0 0 1179 2163 0 0 0 3450 0 0
FF323 WW-SG-WR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF327 WW-WR-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF328 WW-ZR-SM 0 0 0 0 0 0 0 183 186 0 0 0
FF329 WW-SM-SM 984 2223 2271 0 0 0 0 22544 30848 0 0 0
FF401 WW-WG-Ra-SM 0 0 0 0 0 0 11684 0 0 26272 0 0
FF405 WW-WG-ZR-KM 0 0 0 6508 0 0 0 0 0 8564 0 0
FF408 WW-SM-SG-ZR 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF411 WW-SG-Ra-KM 0 0 0 6272 0 0 0 0 0 0 0 0
FF412 WW-KM-SG-ZR 0 0 0 0 0 0 2896 0 0 0 0 0
FF420 WW-KG-KG-SM 0 0 0 11610 0 0 7400 0 0 0 17666 17706
FF426 WW-KM-SG-KM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF427 WW-SG-KG-KG 0 0 0 0 49064 50388 0 0 0 0 0 0
FF428 WW-SM-SG-Ra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF434 WW-SM-SG-SM 610 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF435 WW-WG-KG-KG 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5246 0 0
FF436 SG-KG-KG-SM 0 0 0 0 0 0 0 24846 24846 0 0 0
FF437 WW-SM-SM-Ra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
FF438 SM-SM-KG-KG 1220 2504 2504 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Im letzten Zuordnungsschritt wird die zuvor ermittelte Anbaufläche für eine Fruchtfolge, z.B.
46538 ha für FF306 mit WW-SG-SM anschließend zu je einem Drittel auf die entsprechen-den LUSACs mit entsprechen-den jeweiligen Feldkulturen der Fruchtfolge verteilt. Dies bedeutet im Bei-spiel 15513 ha WW auf LUSAC 01B0510006, 01B... etc., 15513 ha SG auf LUSAC 05B0510006, 05B... etc und 15513 ha SM auf LUSAC 13B119446, 13B... etc. (sieheTabelle
Anbau-fläche [ha]
LUSAC jahr (1.
Modell-jahr)
2. Mo-delljahr
3. Mo-delljahr
4. Mo-delljahr
n. Mo-delljahr
24. Mo-delljahr
15513 01B0510006 WW SG SM WW ... SM
01B... WW SG SM WW ... SM
... ... ... ... ... ... ...
15513 05B0510006 SG SM WW SG ... WW
05B... SG SM WW SG ... WW
... ... ... ... ... ... ...
15513 13B119446 SM WW SG SM ... SG
13B... SM WW SG SM ... SG
... ... ... ... ... ... ...
6.1.4.3 Ackerbauliche Flächenbewirtschaftung
Die erforderlichen Eingangsinformationen über die Landbewirtschaftung der einzelnen LUSAC-Flächen basieren auf Expertengesprächen und wurden mittels regionaler Klimain-formationen zu jahreszeitlichen Temperatur- und Niederschlagsverläufen der Situation in den einzelnen Vergleichsgebietsgruppen angepasst. Die für die Modellierung mit EPIC erforderli-chen Grundinformationen, Informationsquellen und Dokumentationstabellen sind in der Tabelle 65 zusammengefasst.
Tabelle 65: Informationsquellen für die Grundinformationen zur landwirtschaftlichen Pro-duktion der Energie- und Nutzpflanzen bei den EPIC-Modellierungen
Grundinformation Informationsquellen Dokumentation
Fruchtfolge KTBL 2005, Freyer 2003, Hermann (2009, pers. Mitt.) und ergänzenden Expertenbefragungen
Kapitel 6.1.4.1 Bewirtschaftungstermine
(Bodenbear-beitung, Aussaat, Düngung, Ernte, Bestandesdichten)
Angenendt et al. 2007, KTBL 2005
Expertenbefragungen
Anhang 23
Düngemengen EFEM-Modellierungsergebnisse Entzugsorientiert nach Erträgen
gemäß Stat. Landesamt 2003
Anhang 24
Nährstoffgehalte (Wirtschaftsdünger) Konold 2009 KTBL 2005 LAP 1998 Schilling 2000 bios-kontrolle 2010 nährstoffbörse 2010 lfl Bayern 2010
Anhang 26
Potential Heat Unit (Wärmeangebot) BRC (2010) Anhang 27 Landmaschinen-Einsatz EPIC-Datenblatt „Operations“ Anhang 28 Code für das
Bewirtschaftungsverfah-ren (Management ID)
regelfrei, deshalb interne Definition (Bestandteile: VGG-/VG-Nr., FF-Nr., erste Feldkultur in der FF, Bo-denbearbeitungs-/Düngeverfahren)
Anhang 29