Schriftenreihe der Les cahiers de la
Nummer 20 Numéro 20
ERFASSUNG UND AUSMASS DER FLÄCHENHAFTEN KUPFERBELASTUNG IN REBBERGBÖDEN DER SCHWEIZ
Evaluation de l’étendue au niveau spatial de la charge de cuivre de sols viticoles en Suisse
K. Studer, R. Gsponer und A. Desaules
Herausgeber: Eidgenössische Forschungsanstalt für
Agrikulturchemie und Umwelthygiene CH-3097 Liebefeld-Bern
I I
Editeur: Station fédérale de recherches en chimie agricole et sur l'hygiène de l'environnement CH-3097 Liebefeld-Berne
Schriftenreihe der Les cahiers de la
Nummer 20 Numéro 20
ERFASSUNG UND AUSMASS DER FLÄCHENHAFTEN KUPFERBELASTUNG IN REBBERGBÖDEN DER SCHWEIZ
Evaluation de l’étendue au niveau spatial de la charge de cuivre de sols viticoles en Suisse
Projektleitung K. Studer
Redaktion K. Studer, R. Gsponer
1, A. Desaules Datenbearbeitung K. Studer, R. Gsponer
1Amt für Gewässerschutz und Wasserbau Kanton Zürich, Fachstelle Boden- schutz, 8090 Zürich
November 1995
ISSN-1013-154X November 1995
Versand / Distribution:
Eidgenössische Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene
Station fédérale de recherches en chimie agricole et sur l'hygiène de l'environnement
CH-3097 Liebefeld-Bern (Switzerland) Tel.: 031/323 83 02 Fax: 031/323 84 15 Preis / Prix: Fr. 20.--
Rücken
- I V -
Zum Geleit
Die Wahrheit soll angeblich im Wein liegen, wie das arg strapazierte Sprichwort besagt. Mit Si- cherheit wahr ist dagegen, dass vieleWeinbergböden durch die Anwendung von kupferhaltigen Pflanzenbehandlungsmitteln mehr oder weniger mit Kupfer belastet sind. Kupfer ist ein bewährtes und bis heute unverzichtbares Fungizid, das seit dem letzten Jahrhundert eingesetzt wird. Es ist zudem ein lebenswichtiges Schwermetall, das in erhöhten Konzentrationen jedoch besonders für Bodenmikroorganismen und Wiederkäuer giftig ist. Deshalb sieht die "Verordnung über Schad- stoffe im Boden" von 1986 unter anderem auch für Kupfer einen Richtwert vor, oberhalb dessen in gewissen Böden mit einer beeinträchtigten Bodenfruchtbarkeit gerechnet werden muss. Der Richtwert beträgt für den Kupfertotalgehalt 50 Milligramm pro Kilogramm Boden, was gerade in Weinbaukreisen oft mit Unverständnis zur Kenntnis genommen wurde. In alten Rebanlagen sind nämlich mehr als zehnfache Richtwertüberschreitungen von Kupfer keine Seltenheit und scheinen den tiefwurzelnden Rebstöcken nichts anhaben zu können. Bei diesen grossen Kupferbelastungen handelt es sich weitgehend um Altlasten aus den 20er bis 50er Jahren, als man Kupferpräparate in Unkenntnis ihrer schädlichen Aspekte in grossen Mengen einsetzte.
Das flächenhafte Ausmass der Kupferbelastung in Rebbergböden zu kennen, um allenfalls an- gepasste Bodenschutzmassnahmen zu ergreifen, ist aus mehreren Gründen wichtig: selbst aus Winzerkreisen werden - oft etwas verdeckt - Klagen laut, dass die Aufzucht von Jungreben in alten Rebanlagen erschwert sei. Weiter sollte bei den gar nicht so seltenen Umnutzungen von Rebparzellen die Kupferbelastungen bekannt sein. Vorab bei Bauvorhaben darf stark belastetes Aushubmaterial nicht mehr allen Zwecken zugeführt werden. Zudem können aufsehenerregende Medienberichte über punktuelle Kupferbelastungen von Rebbergböden differenziert werden. Die- sen Gründen entspringt die Motivation für die vorliegende Arbeit.
Mit Hilfe von gut dokumentierten historischen Angaben über empfohlene und gesetzlich verordnete Ausbringmengen von Kupferspritzmitteln sowie der beinahe parzellenscharfen Entwicklung der Rebflächen anhand periodisch nachgeführter Landkarten wird eine Methode bereitgestellt und in fünf Testgebieten überprüft, um das flächenhafte Ausmass der Kupferbelastung in Rebbergböden der Schweiz zu erfassen. Wir hoffen, dass diese Methode, trotz ihrer Einschränkungen, in den verschiedenen Rebbaukantonen zur Anwendung gelangen wird.
Unser Dank richtet sich zuerst an die kontaktierten Weinbauern für ihr oft etwas verhaltenes aber um so aufmerksameres Interesse und Wohlwollen sowie an die Rebbaubehörden der Kantone und des Bundes. Speziellen Dank sprechen wir Herrn Dr. Georg Hess an der Ingenieurschule in Wädenswil für seine Mitarbeit im Kanton St. Gallen aus. Für die finanzielle Unterstützung danken wir dem Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL). Danken möchten wir schliesslich auch allen weitern an dieser Arbeit beteiligten Personen und Institutionen.
EIDG. FORSCHUNGSANSTALT FÜR AGRIKULTURCHEMIE UND UMWELTHYGIENE
Der Leiter ad interim:
Dr. F.X. Stadelmann
AVANT-PROPOS
« In vino veritas », tel le veut le proverbe. Ce qui est sûr c’est qu’en viticulture l’emploi de produits phytosanitaires sulfatés entraîne une contamination des sols par le cuivre plus ou moins impor- tante. Le cuivre est un fongicide utilisé depuis le siècle dernier, dont les qualités ne sont plus à démontrer. A concentration élevée, ce métal lourd, indispensable à la vie, devient toxique no- tamment pour certains microorganismes du sol et les ruminants. C’est la raison pour laquelle l’Ordonnance sur les polluants du sol de 1986 prescrit une valeur indicative du cuivre dont tout dépassement laisse supposer une atteinte à la fertilité du sol. La valeur indicative de la teneur totale en cuivre a été fixée à 50 milligrammes par kilo de sol, une valeur souvent perçue avec une certaine incompréhension dans le milieu viticole. Il n’est pas rare en effet de relever dans d’anciennes vignes des teneurs en cuivre supérieures à dix fois la valeur indicative et de constater que de telles charges ne semblent pas porter préjudice aux vieux ceps à enracinement profond.
Ces teneurs correspondent pour la plupart à des résidus des années 20 à 50 au cours desquelles on employait force substances à base de sulfate de cuivre dans la totale ignorance de leur impact.
La mise en oeuvre de mesures de protection adéquates exige de connaître l’étendue spatiale de la charge de cuivre des sols viticoles, à plus d’un titre. Ainsi, les vignerons eux-mêmes déplorent - souvent d’une manière voilée - les difficultés rencontrées pour faire prendre de jeunes ceps dans les anciennes vignes. Autre raison, la reconversion d’anciennes parcelles, plus fréquente qu’on ne le pense, ne devrait se faire sans la connaissance préalable des teneurs en cuivre. Dans le cas de travaux de construction par ex., les matériaux d’excavation fortement contaminés ne peuvent plus être utilisés d’une manière incontrôlée. De plus, la connaissance précise des teneurs en cuivre permet de différencier certains articles de presse dont le seul but est de faire grand bruit à partir de données souvent ponctuelles. Autant de motifs à l’origine du présent rapport.
Dans le cadre de cette étude, un modèle a été élaboré à partir de données historiques largement étayées sur les recommandations et prescriptions fixées pour les quantités de produits à épandre et en fonction de l’évolution parcellaire des surfaces viticoles à l’appui de cartes topographiques régulièrement mises à jour. Ce modèle a pour objectif de déterminer l’étendue spatiale de la contamination par le cuivre des sols viticoles en Suisse et a pu être validé dans cinq zones-tests.
Malgré certaines limites, nous espérons qu’il trouvera application dans les cantons viticoles et que ceux-ci sauront en tirer profit.
Nous tenons à remercier en premier lieu les viticulteurs pour leur intérêt et bienveillance souvent contenus mais d’autant plus appréciés, ainsi que les autorités cantonales et fédérales concernées.
Nous remercions tout particulièrement Monsieur Georg Hess de l’école d’ingénieurs de Wädenswil, pour sa collaboration au niveau du canton de St. Gall. Tous nos remerciements éga- lement à l’Office fédéral de l’environnement, des forêts et du paysage (OFEFP) pour son soutien financier et à toutes les personnes et institutions qui ont participé à la réalisation du présent rap- port.
STATION FEDERALE DE RECHERCHES EN CHIMIE AGRICOLE ET SUR L’HYGIENE DE L’ENVIRONNEMENT
Le responsable par intérim:
F.X. Stadelmann
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ZUSAMMENFASSUNG
Für den wirkungsvollen und verhältnismässigen Vollzug von Bodenschutzmassnahmen in Bela- stungsgebieten ist es unerlässlich, das flächenhafte Ausmass der Bodenbelastungen zu kennen.
Alle aktuellen oder ehemaligen Rebbergböden sind durch die Anwendung kupferhaltiger Pflan- zenschutzmittel mehr oder weniger stark belastet.
Die vorliegende Arbeit macht sich die - im Vergleich zu anderen landwirtschaftlichen Kulturen - ausgezeichneten historischen Angaben über die Kupfereinträge sowie die Flächenentwicklung im Rebbau zunutze und entwickelt daraus ein allgemeines Modell zur flächenhaft differenzierten Ab- schätzung der Kupferbelastung in Rebbergböden. Die theoretischen Belastungen für den Ober- boden (0-20 cm) ergeben sich aus den über die Zeitperioden mit Rebnutzung aufsummierten Kupfereinträgen, welche auf eine mittlere Bearbeitungstiefe von 50 cm und ein Raumgewicht von 1.2 g/cm3 bezogen werden. Die Daten der jährlichen Kupfereintragsmengen von 1886 bis 1990 stammen aus einer Literaturzusammenstellung über Empfehlungen (Maxima) und Spritzobligato- rien (Minima) der Ostschweiz. Die flächenhafte Entwicklung des Rebbaus kann aus der periodi- schen Nachführung grossmassstäbiger Landkarten entnommen werden.
Das allgemeine Modell wurde in fünf Testgebieten angewendet und mit insgesamt 494 Kontroll- messungen überprüft. In den Testgebieten La Côte (VD), Bielersee (BE) und Furttal (ZH) wurden gezielt Standorte für Kontrollmessungen ausgewählt. Dazu dienten theoretische Belastungskarten, die aufgrund der zeitlichen Veränderung von digital erfassten Rebflächen erstellt wurden. In den drei Gebieten wurden je 10 bis 12 Kartennachführungen verwendet. Bei den Testgebieten Bündner Herrschaft und im St. Galler Rheintal konnte weitgehend auf vorhandene Messdaten zu- rückgegriffen werden.
Der Vergleich der berechneten mit den gemessenen Kupfergehalten erfolgte graphisch nach Belastungsklassen und anhand statistischer Masszahlen. Mit dem allgemeinen Modell konnten je nach Testgebiet zwischen 37 % und 52 % der Varianz der Messwerte erklärt werden. Die für jedes Testgebiet mit Hilfe von Kontrollmessungen regional angepassten Modelle erklärten dagegen zwischen 44 % und 63 % der Varianz. Werden in den drei digital erfassten Testgebieten die Flä- chenanteile der verschiedenen Belastungsklassen miteinander verglichen, zeigen sich grosse regionale Unterschiede. Die Flächenanteile haben ausschliesslich für das jeweilige Untersu- chungsgebiet Gültigkeit. Eine Abschätzung der flächenhaften, nach Belastungsniveau differen- zierten Kupferbelastung der Rebbergböden für die ganze Schweiz ist aufgrund der drei Testge- biete nicht zulässig. Für die ganze Schweiz kann nur eine allgemein durch den Rebbau belastete Fläche hochgerechnet werden. Schätzungsweise wird der Kupferrichtwert nach VSBo (1986) von 50 mg/kg Boden auf 38’000 ha bis 44’700 ha der jemals rebbaulich genutzten Fläche überschrit- ten. Gegenwärtig beträgt die gesamtschweizerische Rebfläche 14’800 ha (1993). Aus den Sum- menkurven der jährlichen Kupferzunahmen wurden Tabellen und Nomogramme konstruiert, die bei Kenntnis der Rebnutzungsperioden erlauben, die mögliche Kupferbelastung für beliebige Standorte im Mittelland und der Ostschweiz abzuschätzen.
Die Anwendung des Modellansatzes für andere Sonderkulturen mit weniger exakten historischen Angaben wie den Gemüse- oder Obstbau ist wenig erfolgversprechend. Das entwickelte Modell eignet sich für regionale und allenfalls kantonale Anwendungen und ist insbesondere für die Aus- scheidung von kritischen Flächen für Aushubkontrollen nützlich.
RESUMÉ
La mise en oeuvre efficace et adéquate de mesures de protection des sols dans les régions contaminées exige de connaître l’étendue spatiale des charges de polluants. Tous les sols de vignobles, actuels ou anciens, sont plus ou moins contaminés en raison de l’emploi de produits phytosanitaires sulfatés.
La présente étude repose sur des données historiques solidement étayées sur les apports de cuivre et sur l’évolution de la superficie des vignes, à la différence d’autres cultures. Elle fournit une méthode d’évaluation différenciée de l’étendue de la contamination par le cuivre des sols vi- ticoles. Les charges théoriques calculées pour la couche supérieure (0-20 cm) proviennent de la somme des différents apports de cuivre effectués au fil des années, pour une profondeur de labour moyenne de 50 cm et une densité apparente de 1.2 g/cm3. Les apports annuels de cuivre de 1886 à 1990 proviennent d’une compilation de données sur les recommandations (maxima) et les consignes (minima) d’épandage en Suisse orientale. Il est possible de suivre l'évolution de la superficie des vignes à partir de cartes à grande échelle régulièrement mises à jour.
Le modèle a été appliqué dans cinq zones-tests et validé à l’aide de 494 mesures. Des sites d'échantillonnage ont été sélectionnés dans les zones-tests de La Côte (VD), du lac de Bienne (BE) et du Furttal (ZH), à l'aide de cartes théoriques de contamination établies en fonction de l'évolution dans le temps des surfaces viticoles saisies numériquement. 10 à 12 mises à jour ont été utilisées pour chacune des trois zones. Dans les deux autres zones-tests, "Bündner Herr- schaft" et la vallée du Rhin saint-galloise, l’evaluation a essentiellement porté sur les données déjà existantes.
Les teneurs en cuivre calculées ont été comparées aux données mesurées à l’aide de graphiques reproduisant différentes classes de contamination, et de données statistiques. Le modèle commun a mis en évidence une variance des valeurs mesurées comprise entre 37 % et 52 % selon la région concernée. Le modèle établi spécifiquement pour chaque zone à l’aide de mesures de contrôle, indique une variance de 44 % à 63 %. La comparaison des surfaces correspondant aux différentes classes de contamination met en évidence d’importantes différences entre les trois zones-tests. Les surfaces ainsi obtenues s'appliquent exclusivement à la région concernée. Ces trois zones-tests ne permettent donc pas de procéder à une estimation de la contamination par le cuivre des surfaces viticoles à l’échelle de toute la Suisse. Seule une estimation globale est envisageable: ainsi, on peut supposer qu’en Suisse entre 38’000 ha et 44’700 ha de surfaces viticoles dépassent la valeur indicative stipulée par l'Osol (1986). A l’heure actuelle, on évalue la surface viticole totale à 14'800 ha (1993). Des nomogrammes ont été établis sur la base des courbes cumulées des apports annuels de cuivre et permettent d’évaluer, à partir des périodes d’utilisation des vignes, la contamination possible de sites viticoles du Plateau et de la Suisse orientale.
Il semble peu probable que ce modèle conduise à des résultats concluants pour d’autres types de cultures pour lesquelles on dispose de peu de données historiques précises (cultures maraîchères et vergers, p.ex.). Ses applications sont donc limitées au niveau régional, et éventuellement cantonal. En revanche, il s’avère être particulièrement utile pour la mise en évidence de surfaces critiques en vue des contrôles de matériaux d'excavation.
- V I I I -
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG ...1
1.1AUSGANGSLAGE UND ABGRENZUNG...1
1.2ZIELSETZUNGEN...2
1.3GRUNDLAGEN ZUR ERFASSUNG DER KUPFERBELASTUNG IN REBBERGBÖDEN...2
1.3.1 Die Entwicklung der Rebbaufläche ...2
1.3.2 Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen im Rebbau...4
1.3.3 Düngung und Kehrichtkompost im Rebbau...5
2 METHODE...7
2.1BERECHNUNG DER KUPFERBELASTUNGEN...9
2.2ÜBERPRÜFUNG DER BERECHNETEN GEHALTE DURCH STICHPROBENMESSUNGEN...11
2.3REGIONALE ANPASSUNG DES MODELLS...12
3 RESULTATE DER TESTGEBIETE ...15
3.1TESTGEBIET LA CÔTE...15
3.2TESTGEBIET BIELERSEE...17
3.3TESTGEBIET FURTTAL...20
3.4TESTGEBIET BÜNDNER HERRSCHAFT...22
3.5TESTGEBIET RHEINTAL...24
4 REGIONALER VERGLEICH UND FLÄCHENBEZUG...27
4.1VERGLEICH DER ANGEPASSTEN KUPFERZUNAHMEN...27
4.2URSACHEN DER REGIONALEN UNTERSCHIEDE...29
4.3FLÄCHENHAFTE KUPFERBELASTUNG...30
5 METHODE ZUR STANDORTBEZOGENEN ABSCHÄTZUNG VON KUPFERBELASTUNGEN...32
6 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND AUSBLICK...34
6.1MÖGLICHKEITEN UND GRENZEN DES MODELLS...34
6.2AUSMASS DER FLÄCHENHAFTEN KUPFERBELASTUNG...34
6.3AUSBLICK...35
7 LITERATUR ...36
8 ANHÄNGE...39
Anhang A : Praktisches Beispiel ... 39
1 Berechnung der Kupferbelastung ... 39
2 Überprüfung der berechneten Gehalte durch Stichprobenmessungen... 41
3 Regionale Anpassung des Modells ... 42
4 Methode zur standortbezogenen Abschätzung von Kupferbelastungen... 42
Anhang B : Vergleichbarkeit der Kupferanalysen... 43
Anhang C : Verwendete Kartenblätter ... 45
1 EINLEITUNG
1.1 Ausgangslage und Abgrenzung
Im qualitativen Bodenschutz können Vollzugsmassnahmen in Belastungsgebieten erst dann ver- hältnismässig und wirkungsvoll umgesetzt werden, wenn das flächenhafte Ausmass der Boden- belastungen bekannt ist. Das von der Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene in Liebefeld im Auftrag der Verordnung über Schadstoffe im Boden (VSBo 1986) betriebene Na- tionale Bodenbeobachtungsnetz (NABO) hat die Schwermetallbelastungen mit Blei, Kupfer und Cadmium als vorrangig bestätigt (BUWAL 1993). Es handelt sich dabei um landesweit verstreute punktuelle Befunde, die keine flächenhafte Aussage erlauben. Daraus ergibt sich für den Vollzug die Notwendigkeit von Grundlagenarbeiten zur Erfassung flächenbezogener Bodenbelastungen als Ergänzung zum NABO und zu kantonalen Bodenbeobachtungsnetzen.
Erste grobe Schätzungen zum gesamtschweizerischen Ausmass möglicher Bodenbelastungen durch Schwermetalle wurden durch VOGEL et al. (1989) angestellt. Diese Schätzungen wurden in einem weiteren Schritt vorläufig nur für Schwermetallbelastungen im Nahbereich von Verkehrs- trägern differenziert (BUWAL 1992). Dabei wurde die überragende Rolle des Strassenverkehrs für die Bleibelastung strassennah flächenbezogen dokumentiert.
Hauptverursacher von Bodenbelastungen mit Kupfer ist die Landwirtschaft (VOGEL et al. 1989).
Die bedeutendsten Quellen der landwirtschaftlichen Kupferbelastung sind Pflanzenbehand- lungsmittel und Futtermittel mit Kupferzusätzen. Kupfer wird dem Schweine- und Geflügelfutter beigemischt. Vorwiegend in Ferkelfutter übersteigt der Kupfergehalt den Bedarf der Tiere um ein Mehrfaches. Über die Gülle gelangt das überschüssige Kupfer in den Boden (KESSLER et al.
1994, RICHNER et al. 1989). In der Regel wird auf den betroffenen Flächen der Richtwert nach VSBo (1986) nicht überschritten. Besonders in der Anfangsphase des chemischen Pflanzen- schutzes wurde Kupfer in grossen Mengen als Fungizid eingesetzt (RÄZ et al. 1987) und führte ausser im Rebbau (St. GALLEN 1990, AfU GR 1992) auch im Obst- (VOGEL et al. 1989, GYSI 1987a), im Hopfen- (MELUF 1986 und GSPONER 1995) und kaum nachweisbar im Kartoffelbau (ANDREY 1988) zu Anreicherungen im Boden. Die Auswertung zahlreicher Untersuchungen (MEYER 1991, VALAIS 1989) belegt, dass vom Nahbereich gewisser metallverarbeitender Be- triebe abgesehen, die weitaus höchsten Kupferbelastungen in Rebbergböden festgestellt werden.
Das Ausmass der kulturbedingten Kupferbelastungen wird in abnehmender Reihenfolge wie folgt eingeschätzt: Rebbau >> Intensivobst- und Hopfenbau > Gemüsebau > Kartoffelbau. Im weiteren ist die parzellenscharfe Abgrenzung der Rebbauflächen in der Landschaft sowie auf Landkarten bis ins letzte Jahrhundert weitaus am besten dokumentiert. Aus den dargelegten Gründen befasst sich diese Arbeit mit der Entwicklung von Kupfereinträgen durch den Pflanzenschutz und der dadurch verursachten flächenhaften Belastung von Rebbergböden. Die methodische Untersuchung bezieht sich auf die fünf Testgebiete La Côte (VD), Bielersee (BE), Furttal (ZH), Bündner Herrschaft (GR), und St. Galler Rheintal (SG). Der Kupfereintrag durch Kehricht- komposteinsatz, welcher im Rebbau ebenfalls von Bedeutung sein kann, wird in dieser Arbeit nur am Rande behandelt.
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1.2 Zielsetzungen
• Die vorliegende Arbeit soll eine Methode bereitstellen, die mit möglichst geringem analytischem Aufwand aufgrund von historischen Angaben eine flächenhafte Abschätzung der Kup- ferbelastung im Rebbau erlaubt.
• Die Methode soll in ausgewählten Testgebieten angewendet und ihre Genauigkeit überprüft werden.
• Das Modell soll beim Erstellen von Verdachtsflächenkatastern oder Aushubkontrollen eine Ent- scheidungshilfe sein.
• Soweit als möglich soll durch Extrapolation der Resultate aus den einzelnen Testgebieten die Kupferbelastung im Rebbau flächenhaft für die ganze Schweiz abgeschätzt werden.
1.3 Grundlagen zur Erfassung der Kupferbelastung in Rebbergböden 1.3.1 Die Entwicklung der Rebbaufläche
Vorwiegend zur Römerzeit eingeführt, war der Rebbau bereits im Mittelalter in fast allen heutigen Rebbaugebieten der Schweiz verbreitet. Die maximale Ausdehnung wurde 1884 mit 34’380 Hektaren (ha) erreicht. Ab ca. 1890 erfolgte ein Zusammenbruch des Rebbaus. 1930 betrug die Rebbaufläche der Schweiz noch 12’974 ha. Der Tiefststand wurde 1965 mit 11’849 ha, einem Drittel der Fläche von 1884, erreicht (BRUGGER 1968, SCHLEGEL 1973). Seither wurde der Rebbau etwas ausgedehnt. 1991 betrug die Rebbaufläche 14’927 ha, wovon 11’341 ha in der West-, 2’329 ha in der deutschsprachigen und 1’257 ha in der italienischsprachigen Schweiz lie- gen (BLW 1967-91).
Die vielfältigen, kantonal und regional unterschiedlichen Gründe für die Verminderung der Reb- baufläche waren: ehemals Massen- statt Qualitätsproduktion, klimatisch ungeeignete Standorte (Nordhänge, Höhenlagen, regenreiche Gebiete), Überbauungsdruck, arbeitswirtschaftlich ineffizi- enter Anbau, hohe Lohnkosten wegen Industriekonkurrenz, internationale Konkurrenz durch ver- besserte Transportmöglichkeiten (v.a. Eisenbahnbau), Auftreten von Krankheiten und Schädlingen (v.a. falscher Mehltau und Reblaus; siehe Kapitel 1.3.2) sowie die verschlechterte Wirtschaftslage zu Beginn des 19. Jahrhunderts und im Umfeld der Weltkriege (SCHLEGEL 1973, ALTWEGG 1980).
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
1851 1856 1861 1866 1871 1876 1881 1886 1891 1896 1901 1906 1911 1916 1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991
Rebfläche (ha)
ZH AG TI VD GE VS
Figur 1: Entwicklung der Rebfläche in den einzelnen Kantonen der Schweiz
Die von Kanton zu Kanton unterschiedliche Entwicklung der Rebfläche ist für Kantone mit ähnli- cher maximaler Ausdehnung gruppenweise zusammengefasst in Figur 1 dargestellt (BRUGGER 1968, BLW 1967-91; basierend v.a. auf seit 1901 obligatorischer Weinerntedeklaration der Kan- tone zuhanden des Bundesamtes für Landwirtschaft, zusammengestellt in statistischem Jahrbuch der Schweiz des Bundesamtes für Statistik).
Zusammenfassend können folgende Entwicklungstypen festgestellt werden:
• Im grössten Teil der Deutschschweiz ist die Rebbaufläche vorwiegend bis in die zwanziger Jahre und in abgeschwächter Form bis 1965 auf weniger als 10 % des Maximalstandes zu- sammengeschrumpft. In Bern, Schaffhausen und St. Gallen war der Rückgang weniger drastisch. In Bern und Schaffhausen blieben ein Drittel, in St. Gallen ein Sechstel der Reb- fläche erhalten. Die Entwicklung in Graubünden war im Rheintal ähnlich wie in der West- schweiz, in den Südtälern analog zum Tessin. Die Deutschschweiz hat ihre bezüglich Flächenanteil führende Rolle innerhalb des schweizerischen Rebbaus an die Welschschweiz abgetreten.
• In der Westschweiz konnte die Hälfte der Rebfläche erhalten werden.
• Im Tessin schrumpfte die Rebbaufläche auf einen Sechstel des Maximalstandes.
0 500 1000 1500 2000 2500
1851 1856 1861 1866 1871 1876 1881 1886 1891 1896 1901 1906 1911 1916 1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991
Rebfläche (ha)
BE SH SG GR TG NE
0 50 100 150 200 250 300
1851 1856 1861 1866 1871 1876 1881 1886 1891 1896 1901 1906 1911 1916 1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991
Rebfläche (ha)
LU SZ GL ZG FR SO BS
Figur 1: Fortsetzung
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• Das Wallis ist der einzige Kanton mit bis heute ständig wachsender Rebbaufläche. Gegen- über 1884 hat sie sich mehr als verdoppelt. Das Wallis ist heute der Kanton mit der grössten Rebbaufläche in der Schweiz.
• Am Rande der grösseren Städte war der bis in die heutige Zeit andauernde Rückgang be- sonders gross. Im dicht besiedelten Raum sind nur noch wenige Rebberge übrig geblieben.
• Der niemals sehr bedeutende Rebbau in der Innerschweiz brach bis 1910 weitgehend zu- sammen.
Die Rebflächenentwicklung lässt sich kartographisch aufgrund der Nachführungen der Karten- blätter von Siegfried-Atlas und Landeskarten ab etwa 1890 bis heute dokumentieren.
1.3.2 Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen im Rebbau
Von zentraler Bedeutung für den Kupfereintrag in Rebberge ist die Bekämpfung des falschen Mehltaus (Plasmopora viticula, ehemals Peronospora viticula) und für die Verteilung der Kupfer- gehalte im Bodenprofil die Bekämpfung der Reblaus (Phylloxera vastatrix).
a) Der Einsatz kupferhaltiger Pflanzenbehandlungsmittel zur Bekämpfung des fal- schen Mehltaus
Aus Amerika eingeschleppt trat der falsche Mehltau erstmals 1878 in Frankreich auf, von wo er sich rasch über ganz Europa ausbreitete. In der Schweiz wurde er in der ersten Hälfte der 1880er Jahre erstmals gesichtet und trat wenige Jahre später in den meisten Weingegenden in verhee- rendem Ausmass auf. Da der Pilz auch die Trauben befällt und zu Ertragsausfällen von bis zu 50 % führte, musste die kostspielige Bekämpfung rasch und flächendeckend durchgeführt werden.
Zunächst wurde Bordeauxbrühe (enthält Kupfervitriol und Kalk: 500 g Cu pro hl) eingesetzt, später auch andere kupferhaltige Spritzmittel, wie Kupferoxychlorid und Kupferoxydul. Genügten um 1890 ein bis zwei Spritzungen pro Jahr, musste die Anzahl Spritzungen kontinuierlich auf fünf bis sieben erhöht werden. Bis in die zwanziger Jahre subventionierten Bund und Kantone die Spritzarbeiten.
Teilweise wurden kantonale Spritzobligatorien eingeführt, wobei Zuwiderhandlungen mit Zwangsspritzungen und Bussen geahndet wurden. Die Kupferfrachten stiegen bis in die dreissiger Jahre auf durchschnittlich gegen 50 kg Kupfer pro ha Rebberg und Jahr an. Als Folge der Kupferrationierung und mangelnder Arbeitskräfte für die Spritzarbeiten wurde in den Kriegsjahren bedeutend weniger Kupfer verwendet. Seit den fünfziger Jahren werden in steigendem Ausmass organische Fungizide eingesetzt. Die obenstehenden Ausführungen stammen aus folgenden Quellen: SCHELLENBERG & SCHELLENBERG 1936, HADORN 1942a/b/c, PEYER 1942, SCHELLENBERG 1947/62/66, ALTWEGG 1980, EGGENBERGER et al. 1983, RÄZ et al. 1987.
Der heutige Kupfereinsatz in der Deutschschweiz beschränkt sich auf jährlich 1 - 2 kombinierte Spritzungen mit organischen und kupferhaltigen Fungiziden, in der Westschweiz häufig eine kupferhaltige Vollspritzung, vorwiegend in die Traubenzone der Reben. Pro Jahr und ha dürfen maximal 3 - 4 kg Kupfer eingesetzt werden (FAW1991). Eine entsprechende Spritzpraxis wird im Punktesystem der integrierten Produktion belohnt (FIPW 1992). RÄZ et al. (1987) haben für die Ostschweiz die Entwicklung des jährlichen Kupfereintrags von 1885 bis 1990 in Rebbergböden zusammengestellt (vgl. Kapitel 2.1).
b) Zwangsrodung und Rigolen gegen die Reblaus
In der Hoffnung auf Resistenz gegen den falschen Mehltau wurden Mitte des letzten Jahrhunderts aus Amerika stammende, bewurzelte Amerikaner Reben nach Europa eingeführt. So gelangte die Reblaus nach Frankreich und via Südfrankreich (1862), Rhonetal und Genf (1874) in die Schweiz.
Um 1910 wurden in den meisten Kantonen mehr oder weniger schwerwiegende Schädigungen der Reben als Folge des Reblausbefalls festgestellt. In St. Gallen trat die Reblaus erst 1939 und in Schaffhausen 1948 auf. Einzig das bündnerische Rheintal blieb bis heute von der Reblaus verschont. Aufgeschreckt durch die Meldungen von verheerenden Schäden in Frankreich wurden teilweise bereits vor 1880 die gesetzlichen Weichen für die Bekämpfung des Schädlings gestellt.
Die Versuchsanstalten in Wädenswil (Kanton Zürich) und Champ de l’Aire (Kanton Waadt) wurden gegründet, kantonale Rebbaukommissariate eingerichtet und Rebbaukataster erstellt. Befallene Parzellen wurden unter staatlicher Kontrolle zwangsgerodet. Die Kosten wurden von Bund, Kantonen und einem Rebbaufonds (Pflichtversicherung der Rebbergbesitzer) mitgetragen. Bei der Zwangsrodung wurden die Rebberge mit Schwefelkohlenstoff behandelt (Reben sterben in der Regel ab). Beim anschliessenden Rigolen im Winter wurde der Boden so tief wie sich Wurzeln vorfanden und es arbeitstechnisch möglich war, d.h. schwere Böden etwa 0.6 m und leichte Böden bis 2 m, umgegraben. Es wurde ein Graben ausgehoben und jeweils die oberste Schicht des folgenden Streifens zuunterst, die unterste Schicht zuoberst eingefüllt. Nach mehrjähriger Wartefrist wurden vorerst Hybridsorten (Kreuzungen aus Amerikaner- und Europäerreben) oder Amerikanerreben, später vor allem veredelte Rebsorten (reblausresistente Amerikaner-Unterlage, Europäer-Edelreis) gepflanzt (SCHELLENBERG 1949, SCHLEGEL 1973, ALTWEGG 1980).
Bis 1922 wurden in der Schweiz 881 ha Rebland, davon drei Viertel in den Kantonen Waadt und Neuenburg, zwangsgerodet (SCHLEGEL 1973). Diese Massnahme war demnach für die Reduk- tion der schweizerischen Rebbaufläche nicht von zentraler Bedeutung. Wichtig ist sie aber für die Praxis bei der Bodenbearbeitung und damit für die heutige Verteilung von Schwermetallen im Bodenprofil. Das Rigolen wurde zur üblichen Bodenvorbereitung bei Neuanlagen und Neupflan- zungen von Rebbergen. Damit gelangte das Kupfer aus dem Pflanzenschutz in tiefe Boden- schichten. Die Bearbeitungstiefe ging von ursprünglich 0.6 - 2 m im Laufe der Zeit auf 0.4 - 0.5 m zurück. Neupflanzungen inklusive Rigolen wurden oft mit grossflächigen Rebbergmeliorationen und der dringend notwendigen Modernisierung der rebbaulichen Bewirtschaftung verbunden.
Heute gibt es kaum noch nicht veredelte Reben und somit nicht rigolte Rebberge. Verwendete Literaturquellen für das Obenstehende sind: SCHELLENBERG & SCHELLENBERG 1936, HUBER 1949, SCHELLENBERG 1949/1962,SCHLEGEL 1973, ALTWEGG 1980.
1.3.3 Düngung und Kehrichtkompost im Rebbau
Die Nährstoffzufuhr erfolgte im Rebbau in der Regel mit Mist und Kunstdünger im Verhältnis 1:1.
Da bedeutend kleinere Düngergaben als beispielsweise im Ackerbau oder im intensiven Futterbau eingesetzt wurden (SCHELLENBERG & SCHELLENBERG 1936, SCHELLENBERG 1949/62/66, GYSI & KOBELT 1975a, EGGENBERGER et al. 1983), ist im Rebbau mit keiner überdurchschnittlichen Schwermetallbelastungen der Böden als Folge der Düngung zu rechnen.
Im Gegensatz dazu ist für betroffene Parzellen der Einsatz von Kehricht-/Kehrichtklärschlamm- Kompost (KKK) in den fünfziger bis zu Beginn der achtziger Jahre von Bedeutung. Zur Zeit der grössten Produktion in den siebziger Jahren wurden gesamtschweizerisch jährlich 80’000 Tonnen (t) KKK produziert. Der KKK wurde vorwiegend zur Verhinderung der Erosion auf den bis in die siebziger Jahre kaum begrünten Rebbergen als Verbesserer der Bodenstruktur und wegen seines hohen Gehalts an organischer Substanz (10 - 30 %) zur Verbesserung der Humusbilanz
- 6 -
verwendet (BRAUN 1959, EGGENBERGER 1961, SCHELLENBERG 1962/66, FAUST 1965, DWV 1966,FAC/FAW/RAC1980, EIDG. KOM. ABFALLWIRTSCHAFT1984).Zur Bekämpfung der Erosion wurde je ha eine erstmalige Gabe von 100 - 200 t TS (Trockensubstanz), entsprechend einer Schicht von 2 - 4 cm, und pro Folgejahr eine Ergänzungsgabe von 20 - 50 t TS empfohlen;
die Humusbilanz und Bodenstruktur sollte mit jährlich 20 - 40 t TS verbessert werden (SCHELLENBERG 1962/66, DWV 1966, GYSI & KOBELT 1975b, EGGENBERGER et al. 1983) (KKK: 1m3 = rund 800 kg = rund 500 kg TS). Hätte man diese Anwendungsanleitung 20 Jahre lang durchgeführt, wären 400 - 1’150 t TS KKK je ha ausgebracht worden. In 65 Analysen von KKK- Proben aus 9 schweizerischen Anlagen haben FAC/FAW/RAC (1980) durchschnittlich 12 mg Cadmium (Cd), 780 mg Kupfer (Cu), 90 mg Nickel (Ni), 1570 mg Blei (Pb) und 2330 mg Zink (Zn) pro kg KKK gemessen. Minimaler und maximaler Gehalt pro Element unterschieden sich um etwa einen Faktor 10. In Tabelle 1 ist die Schwermetallanreicherung im Oberboden als Folge des Einsatzes von durchschnittlich belastetem KKK während 20 Jahren hochgerechnet.
Tabelle 1: Schwermetallanreicherung im Oberboden durch 20 Jahre Einsatz von durchschnittlich belaste- tem Kehricht-/Kehrichtklärschlamm-Kompost (KKK) im Rebbau. (Gabe von 400 - 1150 t TS KKK;
Schwermetallgehalt im KKK gemäss FAC/FAW/RAC 1980; 40 % Speicherung in Oberboden (0 - 20 cm Tiefe) mit Raumgewicht 1.2 g/cm3)
Cd [ppm] Cu [ppm] Ni [ppm] Pb [ppm] Zn [ppm]
0.8 - 2.3 (0.8) 52 - 150 (50) 6 - 17 (50) 105 - 301 (50) 155 - 447 (200) ( ) = Richtwerte nach VSBo (1986)
Insbesondere bei der Verwendung von KKK als Erosionsschutz ist demnach eine Erhöhung der Cadmium-, Kupfer-, Blei- und Zinkgehalte um ein Mehrfaches der VSBo-Richtwerte (VSBo 1986) zu erwarten. Die von FAC/FAW/RAC(1980) in fünf Kantonen auf mit KKK bewirtschafteten Reb- bergparzellen erhobenen Bodenanalysen bestätigen diese Hochrechnung. Kehrichtschlacken haben tendenziell noch höhere Schwermetallgehalte als KKK, insbesondere an Kupfer und Zink (BELEVI et al. 1992), so dass deren Ausbringung auf Böden zu analogen Verhältnissen führt.
Nach Vorliegen der KKK-Analysen wurde in verschiedenen Berichten (FAC/FAW/RAC1980,EIDG.
KOM. ABFALLWIRTSCHAFT 1984) zum Schutz der landwirtschaftlich genutzten Böden eine Veränderung der Bewirtschaftungspraxis oder eine drastische Reduktion der Schwermetallgehalte im KKK verlangt. Spätestens seit der Inkraftsetzung der eidgenössischen Stoffverordnung im Jahre 1986 (StoV1986) werden KKK nicht mehr landwirtschaftlich eingesetzt, da die zulässigen Grenzwerte für Kompost im KKK nicht eingehalten werden können. Heute ist man im Rebbau auch gegenüber anderen Arten von Kompost vorsichtig (GYSI et al. 1987b, PERRET & WEISSENBACH 1991). Seit der Änderung der Stoffverordnung 1992 (StoV 1986) ist nebst teilweise tiefer festgelegten Schwermetallgrenzwerten zudem die maximal zulässige Kompostfracht je ha auf 25 t TS pro drei Jahre beschränkt worden.
2 METHODE
Von sämtlichen Kupfereintragspfaden wird nur dem bedeutendsten Eintrag über Pflanzenschutz- mittel Rechnung getragen. Das Vorgehen beruht auf der Annahme, dass nur in der Zeit mit Reb- nutzung Kupfereinträge durch den Pflanzenschutz erfolgten. Die von 1887 bis 1992 mit Pflan- zenschutzmitteln in die einzelnen Rebparzellen eingetragenen Kupferfrachten werden addiert und aus der Summe ein Kupfergehalt für den Oberboden (0-20 cm) berechnet. Neben den Ver- änderungen der Kupfereinträge muss für die Berechnung der Kupfergehalte die Zeitperiode der Rebnutzung auf den Parzellen bekannt sein. Die zeitliche Entwicklung der Rebflächen zwischen 1887 bis 1992 wurde aufgrund von Nachführungen historischer Landkarten erfasst oder durch Befragung der Bewirtschafter ermittelt. Da die Landkarten keine kontinuierliche Auskunft über die Entwicklung der Rebflächen geben, sondern eine Momentaufnahme darstellen, werden anhand der Nachführungsjahre Zeitabschnitte gebildet. Den einzelnen Zeitabschnitten werden aufgrund der jeweiligen Pflanzenschutzpraxis unterschiedliche Kupferfrachten zugeordnet, die anschlies- send, unter Berücksichtigung von Bodenbearbeitungstiefe und Raumgewicht, in Kupfergehaltszu- nahmen des Bodens je Zeitabschnitt umgerechnet werden. Die Kupferzunahmen der Zeitab- schnitte mit Rebnutzung werden zu einem angenommenen natürlichen Grundgehalt addiert und ergeben den berechneten Kupfergesamtgehalt eines Standortes. Die berechneten Gehalte aller Parzellen eines Testgebietes werden in Belastungsklassen gruppiert und durch Stichprobenmes- sungen im Felde überprüft. Graphische und statistische Auswertungen zeigen, wie weit die Streuungen der Messwerte im Felde durch diese Methode erklärt werden. Klaffen die berechneten und die gemessenen Gehalte erheblich auseinander, ist eine Anpassung der angenommenen jährlichen Kupfereinträge nötig. Werden die Rebflächen der einzelnen Zeitschnitte mit einem geographischen Informatiossystem (GIS) aufgezeichnet, können aufgrund der aufsummierten Kupfereinträge theoretische Belastungskarten erstellt werden. In Figur 2 ist das Vorgehen in einem Ablaufschema dargestellt und in den Kapiteln 2.1, 2.2 und 2.3 eingehend beschrieben. Um das Verständnis und die Nachvollziehbarkeit zu erleichtern, ist im Anhang Anhang A ein praktisches Beispiel angefügt.
- 8 - Figur 2: Schematische Darstellung des Arbeitsablaufes.
jährliche Kupferfrachten aus Pflanzenschutzmitteln
(1887 bis 1992)
Erfassung der Rebflächenentwicklung
Berechneter Gesamtgehalt von Rebflächen und Bildung
von Belastungsklassen
Herstellen von theoretischen Belastungskarten
Auswahl der Probenahmestandorte
Probenahme und Analytik
Vergleich der berechneten und gemessenen Kupfer-
gehalte
Berechnete Kupfereinträge und Gehaltszunahmen je
Zeitabschnitt a)
b)
c)
d)
e)
a)
c) b)
Regionale Anpassung des Modells
2.1 Berechnung der Kupferbelastungen
a) Jährliche Kupferfrachten aus Pflanzenschutzmitteln Anhand von Literaturan-
gaben haben RÄZ et al.
(1987) die Kupferfrachten aus dem Pflanzenschutz im Laufe der letzten hundert Jahre zu- sammengestellt. Die An- gaben beziehen sich auf die Verhältnisse in der Region Ostschweiz. Figur 3 zeigt in Fünfjahres- schritten den Verlauf der mit Spritzmitteln von 1886 bis 1990 in die Rebberge ausgebrachten
Kupferfrachten. Die Mini- ma basieren auf den herrschenden Vorschrif- ten über obligatorische Spritzungen und die Maxima auf den jährli- chen Spritzempfehlungen
aus der Monatszeitschrift für Obst- und Weinbau bzw. später der Schweizerischen Zeitschrift für Obst- und Weinbau. Die Kupferfrachten nach RÄZ et al. (1987) dienen im folgenden als Modellgrundlage. In der Praxis sind einzelne Überschreitungen der Spritzempfehlungen möglich, Unterschreitungen der Minima aufgrund der Spritzobligatorien jedoch kaum wahrscheinlich.
Die Pflanzenschutzpraxis in der übrigen Schweiz sollte sich nur unwesentlich von den Angaben aus der Ostschweiz unterscheiden, weil gerade in den Zeiten mit hohen Kupfereinträgen vorwie- gend nach Spritzempfehlungen und nicht nach regionalem Befallsdruck behandelt wurde (HESS 1992).
b) Erfassung der Rebflächenentwicklung
Sowohl im Siegfried-Atlas 1:25’000 und 1:50’000 als auch in der Landeskarte 1:25’000 sind die Rebflächen durch eine eigene Signatur gekennzeichnet. Die ersten Blätter des Siegfried-Atlas wurden schon vor 1890 erstellt und dokumentieren somit die Rebflächen seit Beginn des chemi- schen Pflanzenschutzes mit Kupferpräparaten. Der Siegfried-Atlas ist für einen Grossteil der Schweiz im Massstab 1:25’000 erschienen. Für einzelne Regionen, wie zum Beispiel Teile des Bündnerlandes, wurden die Karten aber auch im Massstab 1:50’000 erstellt. Nach 1952 hat das Bundesamt für Landestopographie in Wabern für die ganzen Schweiz die Landeskarten im Massstab 1:25’000 herausgegeben und diese rund alle 7 Jahre nachgeführt.
Die Nachführungen der einzelnen Kartenblätter belegen flächenhaft das Vorhandensein bzw. das Fehlen von Rebnutzungen als eine Abfolge von Momentaufnahmen. Um eine durchgehende Entwicklung der Rebflächen zu erhalten werden den einzelnen Nachführungsjahren Zeitabschnitte
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0
1886-1890 1891-1895 1896-1900 1901-1905 1906-1910 1911-1915 1916-1920 1921-1925 1926-1930 1931-1935 1936-1940 1941-1945 1946-1950 1951-1955 1956-1960 1961-1965 1966-1970 1971-1975 1976-1980 1981-1985 1986-1990
kg pro ha und Jahr
M a x im u m M itte l M in im u m
Figur 3: Kupfereintrag [kg/ha*J] in rebbaulich genutzte Böden der Ostschweiz durch den Pflanzenschutz von 1885 bis heute (nach RÄZ et al. 1987, verändert).
Maximum 8 10 10 12 15 30 15 60 80 80 80 40 70 60 60 30 20 20 15 10 4
Minimum 0 2 2 4 4 4 2 10 15 15 15 10 10 10 2 4 4 2 2 2 1
Mittel 4 6 6 8 10 17 9 35 48 48 48 25 40 35 31 17 12 11 9 6 3
- 1 0 -
zugeordnet. Die Abschnittsgrenze entspricht dem mittleren Jahr zwischen zwei Nachfüh- rungsjahren. Die Zeit von 1887 bis 1992 wird je nach Region in zehn bis zwölf Zeitabschnitte auf- geteilt. Umfasst ein Testgebiet mehrere Kartenblätter mit nicht synchronen Nachführungsjahren, so können diese, zumeist ohne wesentliche Genauigkeitseinbusse, zu einem angenommenen Nachführungsjahr zusammengefasst werden (vgl. dazu Anhang Anhang B).
Mit einem geographischen Informationssystem (GIS) werden die Rebflächen der Testgebiete auf allen ausgewählten Nachführungen der Kartenblätter digital erfasst. Strassen und Gebäude wel- che vollständig von Reben umgeben waren, wurden nicht ausgeschieden sondern zur Rebfläche geschlagen. In den Regionen mit bereits vorhandenen Kupfergehaltsdaten von Rebböden wurde nicht das ganze Gebiet digital erfasst, sondern nur die Zeitabschnitte mit Rebnutzung der Stand- orte direkt auf den historischen Karten bestimmt.
c) Berechnete Kupfereinträge und Gehaltszunahmen je Zeitabschnitt
Für die Zeitabschnitte mit Rebnutzung werden die durch den Pflanzenschutz eingetragenen Kupferfrachten der einzelnen Jahre nach mittleren Frachten von RÄZ et al. (1987) aufsummiert (vgl. Figur 3). Die Kupferfrachten je Zeitabschnitt werden anschliessend mit einer im Rebbau durchschnittlichen Bodenbearbeitungstiefe von 50 cm und einem angenommen Raumgewicht von 1.2 g pro cm3 in eine entsprechende Gehaltszunahme im Boden umgerechnet. Bei der gewählten Bearbeitungstiefe von 50 cm (PERRET 1987) werden 40% des eingebrachten Kupfers in der Bodenschicht 0-20 cm gespeichert.
d) Berechneter Gesamtgehalt von Rebböden und Bildung von Belastungsklassen Basierend auf der Kupfergehaltszunahme je Zeitabschnitt wird für jede Fläche mit Rebnutzung eine Zunahme ihres Kupfergehaltes im Boden berechnet und zu einer aus MEYER (1991) abge- leiteten durchschnittlichen Hintergrundsbelastung von 23 ppm Kupfer addiert.
Die mögliche Vielzahl der berechneten Kupfergehalte in einem Testgebiet, ist kartographisch nicht darstellbar. Die berechneten Werte werden deshalb in Belastungsklassen gruppiert. Bei der Auswahl der Klassengrenzen werden als vollzugsrelevante Schwellenwerten der Richtwert nach VSBo (1986) von 50 mg Kupfer pro kg Boden (ppm) und der „Orientierungswert der Kategorie II“
von 100 ppm (VSBo MITTEILUNG NR. 4, 1993) berücksichtigt. In Tabelle 2 sind die Belastungs- klassen zusammengestellt.
e) Herstellen von theoretischen Belastungskarten
Die nach den berechneten Kupferbelastungen klassierten Rebbergböden lassen sich mit einem geographischen Informationssystem als theoretische Belastungskarten darstellen. Die berechne- ten Kupfergehalte und die daraus abgeleiteten Belastungskarten sind das Ergebnis von Modell- annahmen, die es mit Hilfe von Messwerten zu überprüfen gilt. Die Belastungskarten bilden die Basis für eine gezielte Auswahl der Stichprobenstandorte.
Tabelle 2: Belastungsklassen berechneter Kupfergehalte Belastungsklasse -25 ppm
" >25-50 ppm
" >50-100 ppm
" >100-200 ppm
" >200-300 ppm
" >300-400 ppm
2.2 Überprüfung der berechneten Gehalte durch Stichprobenmessungen
a) Auswahl der Probenahmestandorte
In den Testregionen La Côte, Bielersee und Furttal wurden aus den verschiedenen Klassen der Belastungskarten gezielt Stichproben ausgewählt. Bei der Auswahl der Probenahmestandorte auf der Belastungskarte sollte ein Sicherheitsabstand zur Belastungsgrenze von 25 m eingehalten werden. Nach einer provisorischen Auswahl müssen die Standorte auf den verwendeten Land- karten auf folgende Punkte überprüft werden:
• Mindestabstand zu Gebäuden und Strassen von 25 m (Massstab 1:25’000 = 1 mm)
• Standort nicht auf ehemaligen Strassen (Strassenverlegung, - begradigungen, -auflösung)
• Standort nicht auf ehemaliger Kiesgrube oder dergleichen
• keine Digitalisierfehler (besonders bei kleinen, eigenständigen Rebflächen)
Die Stichprobenmessungen sollten gleichmässig auf alle im Untersuchungsgebiet vorkommenden Belastungsklassen verteilt werden. Um eine sinnvolle graphische Auswertung zu ermöglichen sind in jeder Belastungsklasse mindestens zehn Messwerte notwendig.
Im St. Galler Rheintal und der Bündner Herrschaft wurde auf bereits vorhandene, untersuchte Bodenproben zurückgegriffen und anhand mündlicher Angaben der Bewirtschafter bzw. mittels historischer Landkarten für jeden Standort die Zeitabschnitte der Rebnutzung ermittelt (vgl. Kapitel 2.1 b)).
b) Probenahme und Analytik
Alle Proben stammen aus der Bodentiefe 0-20 cm und wurden mit einem Hohlmeisselbohrer ent- nommen. Bei den gezielten Probenahmen aus den Gebieten La Côte und Bielersee wurde eine Fläche von 20 bis 50 m2 beprobt und die 20 Einstiche zu einer Mischprobe vereint. Pro Rebpar- zelle wurden stets zwei Beprobungsflächen im Abstand von zwei bis fünf Metern festgelegt. Gros- se Abweichungen der zwei Messresultate sollten Hinweise auf Fehler der Probenaufbereitung, Analytik aber auch für Pflanzenschutzunfälle geben. Im Furttal, der Bündner Herrschaft und dem Rheintal wurden pro Parzelle 10 bis 16 Einstiche aus 100 m2 zu einer Mischprobe vereint.
Die Bodenproben wurden in Plastiksäcke abgefüllt und spätestens nach 2 Tagen zur Trocknung in einen Umluftofen gebracht. Nach der Trocknung bei 40ºC wurden sie von Hand zerkleinert und in einem Metallsieb auf eine Fraktion < 2 mm gesiebt. Spezifische Abweichungen beim Vorgehen in einzelnen Testgebieten werden in Kapitel 3 beschrieben.
Der Salpetersäureextrakt (HNO3 2M) erfolgte nach der „Wegleitung für die Probenahme und Ana- lyse von Schadstoffen im Boden“ (BUWAL/FAC 1989). Neben Kupfer wurden auch Blei und Cadmium untersucht. Erhöhte Gehalte dieser Elemente können einen Hinweis auf den Einsatz von Kehricht-Kehrichtklärschlamm-Kompost geben, welcher den Kupfergehalt in Rebböden zusätzlich erhöhen und so das Bild des Modellansatzes verfälschen kann (vgl. Kapitel 1.3.3). Blei, Kupfer und Zink wuden mit Flammen-Atomabsorptionsspektrometrie, Cadmium mit Graphitrohr- Atomabsortionspektrometrie mit Zeeman-Kompensation gemessen. Die Resultate sind auf bei 40°C getrocknetem Boden bezogen und in ppm (mg/kg) angegeben.
- 1 2 -
c) Vergleich der berechneten und gemessenen Kupfergehalte
Die berechneten wurden den gemessen Gehalten graphisch gegenübergestellt. Die Proben- standorte sind nach ihren berechneten Gehalten in die entsprechenden Belastungsklassen ein- geteilt (vgl. Tabelle 2 in Kapitel 2.1) und die Messresultate als “Box- & Whisker-Plots” dargestellt, die wie folgt definiert sind:
extremer Ausreisser gegen oben
Ausreisser gegen oben = Wert(e) zwischen oberem Anrainer und Extremwert
oberer Anrainer = nächstgelegener Wert der 1.5-fachen Inter- quartildistanz ab dem oberen Quartil
oberes Quartil: 75 % aller Werte Median = 50 % aller Werte unteres Quartil = 25 % aller Werte unterer Anrainer (analog oberem Anrainer)
Zu den gemessenen Gehalten sind in jeder Belastungsklasse folgende drei berechnete Werte eingezeichnet :
der grösste berechnete Gehalt eines Einzelstandortes der Belastungsklasse mit maximalen Einträgen nach RÄZ et al. (1987). Er wird in Kapitel 3 als „maximaler Gehalt“ bezeichnet.
der mediane berechnete Gehalt eines Einzelstandortes der Belastungsklasse mit mittleren Einträgen nach RÄZ et al. (1987). Er wird in Kapitel 3 als „medianer Gehalt“ bezeichnet.
der kleinste berechnete Gehalt eines Einzelstandortes der Belastungsklasse mit minimalen Einträgen nach RÄZ et al. (1987). Er wird in Kapitel 3 als „minimaler Gehalt“ bezeichnet.
Für die Auswertung wurden keine Werte ausgeschlossen. Auch Standorte mit Hinweisen auf Kehrichtkomposteinsatz, extensiven Rebbau, Auffüllungen oder Meliorationen sind mit einbezo- gen. Diese Einflüsse sind im Modell nicht berücksichtigt und können einzelne Ausreisser bei den gemessenen Kupfergehalten erklären.
Wie gut das Modell der berechneten Gehalte die Streuung der gemessenen Gehalte erklärt, kann anhand der Varianzen beurteilt werden. In den Testgebieten wird darum der vom Modell mit mitt- leren Einträgen nach RÄZ et al. (1987) nicht erklärte Anteil der Varianz berechnet.
2.3 Regionale Anpassung des Modells
In einem weiteren Schritt wird versucht, die Einträge gemäss RÄZ et al. (1987) an die regionalen Verhältnisse anzupassen. Durch die Anpassung sollen der angepasste berechnete und der ge- messene Median in allen Belastungsklassen besser in Übereinstimmung gebracht werden. Diese Übereinstimmung soll mit möglichst geringen Abweichungen von den Gehaltszunahmen nach RÄZ et al. (1987) in den einzelnen Zeitabschnitten erreicht werden. Da sich die Änderungen der Kupferzunahmen eines Zeitabschnittes auf den berechneten Median in mehreren Bela- stungsklassen auswirken, sind Kompromisse unumgänglich. Durch die Anpassung ändern sich nicht nur die angepassten berechneten Mediane, sondern einigen Standorte werden ihrem neuen berechneten Gehalt entsprechend in eine andere theoretische Belastungsklasse eingeteilt, die dem gemessenen Gehalt besser entspricht. Die Verbesserung des Modells wird mit Hilfe des von ihm nicht erklärten Anteils der Gesamtvarianz überprüft. Um ein möglichst genaues Bild der
- 1 3 -
Kupferbelastung in Rebböden einer Region zu erhalten, wurden die angepassten Gehaltszunah- men verwendet, um eine neue angepasste Belastungskarte zu erstellen. Figur 4 zeigt einen Aus- schnitt aus einer theoretischen Belastungskarte der Region Bielersee.
Ein direkter Vergleich der Regionen ist durch die unterschiedlichen Zeitabschnitte in den einzelnen Testgebieten nicht möglich (vgl. Figur 5). Dazu müssen die Gehaltszunahmen während den einzelnen Zeitabschnitten in jährliche Gehaltszunahmen aufgeteilt werden (vgl. Figur 16). Um die angepassten Kupfergehaltszunahmen für die einzelnen Zeitabschnitte zu erreichen, wurden mit möglichst kleinen Abweichungen die jährlichen Gehaltszunahmen nach mittleren Einträgen aus RÄZ et al. (1987) verwendet. Ein Beispiel aus Tabelle 13 in Anhang Anhang A erläutert dieses Figur 4: Ausschnitt aus der Belastungskarte der Region Bielersee.
0 2 4 6 8 10 12
1886 1890 1894 1898 1902 1906 1910 1914 1918 1922 1926 1930 1934 1938 1942 1946 1950 1954 1958 1962 1966 1970 1974 1978 1982 1986 1990
Kupfergehaltszunahme pro Jahr [ppm]
Räz mittel La Côte angepasst Bielersee angepasst Furttal angepasst Graubünden angep.
Rheintal angepasst
Figur 5: angepasste Kupfergehaltszunahmen im Oberboden in den verschiedenen Zeitab- 212
- 1 4 -
Vorgehen.
3 RESULTATE DER TESTGEBIETE 3.1 Testgebiet La Côte
Das Testgebiet La Côte im Kanton Waadt erstreckt sich von Aubonne bis nach Nyon (Landeskar- ten 1:25’000, Nr. 1241, 1242, 1261). Die Gesamtnachführungen der Karten durch das Bundesamt für Landestopographie führt zu den Zeitabschnitten in Tabelle 3. Eine detaillierte Zusammen- stellung der verwendeten Kartenblätter ist im Anhang Anhang C zu finden. Ebenfalls in Tabelle 3 sind die Kupferzunahmen pro Zeitabschnitt aufgeführt.
Mit Hilfe der berechneten Kupfergehalte nach mittleren Einträgen gemäss RÄZ et al. (1987) (vgl.
Tabelle 3) werden theoretische Belastungskarten erstellt, die als Kartengrundlage für die Über- prüfung der berechneten Gehalte mit Stichprobenmessungen dienen. Insgesamt wurden aus der Region La Côte entlang des Genfersees 132 Proben entnommen und an der Forschungsanstalt für Agrikulturchemie und Umwelthygiene in Liebefeld-Bern (FAC) untersucht. Verglichen mit den Medianen (als Sollwerte angenommen) des International Soil Analytical Exchange (ISE) Pro- gramms liegen 1994 die Resultate der FAC knapp 10% höher (vgl. Anhang Anhang B).
Figur 6 vergleicht die gemessenen Gehalte mit den entsprechenden berechneten Werten. Da keine Referenzproben ausserhalb rebbaulich genutzter Standorter entnommen wurden, fällt kein Probenahmestandort aus diesem Testgebiet in die Klasse mit einem berechneten Gehalt von 0-25 ppm. In der Klasse >25-50 liegen die Messwerte einiger Standorte weit über der Klassen- obergrenze von 50 ppm. Von diesen weisen vier Standorte erhöhte Zink- und Cadmiumgehalte auf. Dies könnte ein Hinweis für den Einsatz von Kehrichtkompost sein. In den Klassen >50-100 und >100-200 liegt der gemessene Median über dem berechneten. Die Zunahme des gemesse- nen Medians zu demjenigen der nächst höheren Klasse ist nur sehr klein. In dieser Klasse liegt der gemessene Median erstmals unter dem berechneten. Auch in der Klasse >300-400 ist der ge- messene Median tiefer als der berechnete. Mit den mittleren Kupfereinträgen nach RÄZ et al.
(1987) werden durch das Modell 63 % der Gesamtvarianz nicht erklärt.
In Tabelle 3 sind die Gehaltszunahmen in den einzelnen Zeitabschnitten nach RÄZ et al. (1987) sowie für die Region angepasst zusammengestellt. Die Anpassung führt verglichen mit den mitt- leren Angaben nach RÄZ et al. (1987) zu kleineren Frachten in den zwanziger bis vierziger Jahren sowie zu einer Erhöhung in den sechziger bis achtziger Jahren. In Figur 7 sind die gemessenen Gehalte nach den angepassten berechneten Gehalten gruppiert. Die Belastungsklassen
0-25 und >25-50 werden in der Klasse 0-50 zusammengefasst. Während in den Klassen 0-50 und
>50-100 die Anpassung nur unwesentliche Veränderungen der berechneten medianen Gehalte zur Folge hat, ist dieser in der Klasse >100-200 leicht nach oben verschoben. In den zwei höchsten Belastungsklasse sinkt der angepasste mediane Gehalt gegenüber dem medianen Gehalt nach RÄZ et al. (1987). Einen weit grösseren Einfluss hat die Anpassung, bedingt durch die damit verbundene Neugruppierung der Standorte, auf die Box- & Whisker-Plots der gemessenen Gehalte. Es ist auffallend, dass der grosse Sprung von der Klasse >50-100 zu >100-200 und die anschliessend geringe Zunahme zur Klasse >200-300 verschwinden, was auf ein Sinken des Medians in der Klasse >100-200 und einen leichten Anstieg des gemessenen Medians in der Klasse >200-300 zurückzuführen ist. Nur geringe Änderungen hat die Anpassung in den Klassen 0-50, >50-100 und >300-400 zur Folge. Dass nach der Anpassung die berechneten mit den ge- messenen Gehalten besser übereinstimmen, zeigt sich auch in der Varianz. Nach der Korrektur der Einträge in den einzelnen Zeitabschnitten werden durch das Modell 46 % der Gesamtvarianz nicht erklärt.
- 1 6 - Tabelle 3: Kupfergehaltszunahmen im Oberboden durch den Pflanzenschutz während einzelner Zeitab-
schnitte in Rebböden der La Côte (Annahmen zur Kupferspeicherung im Boden gemäss Kapitel 2.1 d; mittlere Frachten nach RÄZ et al.1987 aus Figur 3).
Zeitabschnitt Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12
festgelegte Zeitabschnitte von 1886 1908 1917 1927 1936 1945 1954 1961 1967 1972 1978 1984 bis 1907 1916 1926 1935 1944 1953 1960 1966 1971 1977 1983 1992 Kupferzunahme je Zeitabschnitt (ppm)
mit mittleren Frachten nach RÄZ
23.2 20.3 42.8 71.3 56.3 55.0 37.5 16.2 9.8 10.2 7.3 4.9
Korrekturfaktoren (angepasste Zunah- men zu RÄZ)
1.0 1.0 0.8 0.7 0.7 0.9 1.0 1.3 2.0 1.7 1.5 1.4
Kupferzunahme je Zeitabschnitt (ppm) nach Anpassung der Frachten
24.2 20.0 34.5 48.0 38.3 51.5 39.3 20.8 20.0 17.3 11.0 7.1
Figur 6: Vergleich gemessener und nach RÄZ be- rechneter Kupfergehalte nach Belastungs- klassen in Rebbergböden der La Côte (Hintergrundsbelastung 23 ppm, Kupferge- haltszunahmen gemäss Tabelle 3).
Figur 7: Vergleich gemessener mit angepassten berechneten Kupfergehalten nach Bela- stungsklassen in Rebbergböden der La Côte (Hintergrundsbelastung 23 ppm, Kup- fergehaltszunahmen gemäss Tabelle 3).
3.2 Testgebiet Bielersee
Das Testgebiet Bielersee wird durch die Orte Cornaux (NE), Tüscherz (BE) und Ins (BE) umrahmt (Landeskarten 1:25’000, Nr. 1245). Während auf der Südostseite des Bielersees der Rebbau bis heute vollständig verschwunden ist, schwand die Rebfläche am Jurasüdhang in einem bedeutend kleineren Ausmass. Die ehemaligen Rebflächen südlich des Sees werden heute zu einem Grossteil anderweitig landwirtschaftlich genutzt. Dem Hangfuss des Juras entlang sind die meisten ehemaligen Rebberge überbaut worden. Heute beträgt die Rebfläche entlang des Bielersees noch rund 220 ha.
Die Gesamtnachführungen der Karten durch das Bundesamt für Landestopographie führt zu den Zeitabschnitten in Tabelle 4. Eine detaillierte Zusammenstellung der verwendeten Kartenblätter ist im Anhang Anhang C zu finden. Ebenfalls in Tabelle 4 sind die Kupferzunahmen pro Zeitschnitt aufgeführt. Mit Hilfe dieser Gehaltszunahmen werden theoretische Belastungskarten hergestellt, die als Kartengrundlage für die Überprüfung der berechneten Gehalte mit Stichprobenmessungen dienen. Insgesamt wurden aus der Region rund um den Bielersee 86 Proben entnommen und an der FAC untersucht. Die analytische Qualität der Resultate enspricht somit jener aus dem Testge- biet La Côte (vgl. Anhang Anhang B).
Figur 8 vergleicht die gemessenen Gehalte mit den entsprechenden berechneten Werten. In der Region Bielersee wurden wie im Testgebiet La Côte keine Referenzproben auf nicht rebbaulich genutzten Standorten entnommen. In die Klasse 0-25 fallen dennoch zehn Standorte mit einem berechneten Gehalt von 25 ppm Kupfer, die nur bis 1888 rebbaulich genutzt wurden. Auffallend sind die grossen Streuungen in den Klassen >100-200, >200-300 und >300-400. Die hohen Ge- halte von 584 ppm Kupfer in der Klasse >100-200 und 617 ppm Kupfer in der Klasse >200-300 können nicht durch Kehrichtkomposteinsatz erklärt werden, da die Gehalte von Cadmium, Blei und Zink nur leicht oder nicht erhöht sind. Wie schon im Testgebiet La Côte ist der Unterschied des gemessenen Medians der Klasse >100-200 zu demjenigen der nächst höheren Klasse nur sehr klein. In den Klassen >200-300 und >300-400 liegt der gemessene Median deutlich unter dem berechneten. In Figur 8 ist ein Standort nicht eingezeichnet, der mit 945 ppm Kupfer ausserhalb der Skalengrenze von 700 ppm liegt. Schwermetallgehalte von 8.1 ppm Cadmium, 582 ppm Blei und 1436 ppm Zink an diesem Standort sind jedoch ein eindeutiger Hinweis für den Einsatz von grossen Mengen Kehrichtkompost. Mit den mittleren Kupfereinträgen nach RÄZ et al. (1987) werden durch das Modell 50 % der Gesamtvarianz nicht erklärt.
In Tabelle 4 sind die Gehaltszunahmen in den einzelnen Zeitabschnitten nach RÄZ et al. (1987) sowie für die Region angepasst zusammengestellt. Die Anpassung führt verglichen mit den mitt- leren Frachten nach RÄZ et al. (1987) zu leicht höheren Einträgen bis rund 1910 und zu kleineren Frachten in den zehner bis dreissiger Jahren. In den vierziger bis neunziger Jahren wurden die Einträge erhöht.
In Figur 9 sind die gemessenen Gehalte nach den angepassten berechneten Gehalten gruppiert.
Die Belastungsklassen 0-25 und >25-50 werden wie im Testgebiet La Côte in der Klasse 0-50 zusammengefasst. Durch die Anpassung und Neugruppierung wurde hauptsächlich der berech- nete mediane Gehalt in den Klassen >200-300 bis >400-500 nach oben verschoben. Nach der neuen Klassierung der Standorte steigt der berechnete Median der Klassen >100-200, >200-300,
>300-400 und >400-500 gleichmässig an. Die Streuung der Messwerte in der Klasse >200-300 ist nach wie vor sehr gross. In der grössten Klasse steigt der gemessene Median durch die Anpas- sung und Neugruppierung von 354 ppm auf 489 ppm und liegt damit über dem korrigierten be- rechneten Median 433 ppm. Trotz einzelner Verschlechterungen, bedingt durch die Anpassung der
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Einträge in den einzelnen Zeitabschnitten, beträgt der durch das Modell nicht erklärte Anteil der Gesamtvarianz nur noch 40 %.
Tabelle 4: Kupfergehaltszunahmen im Oberboden durch den Pflanzenschutz während einzelner Zeitab- schnitte in Rebböden der Region Bielersee (Annahmen zur Kupferspeicherung im Boden ge- mäss Kapitel 2.1 d; mittlere Frachten nach RÄZ et al.1987 aus Figur 3).
Zeitabschnitt Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11
festgelegte Zeitabschnitte von 1886 1889 1907 1922 1934 1945 1955 1963 1972 1979 1984 bis 1888 1906 1921 1933 1944 1954 1962 1971 1978 1983 1992 Kupferzunahme je Zeitabschnitt (ppm)
mit mittleren Frachten nach RÄZ
2.0 19.6 33.4 86.7 72.1 60.8 37.3 20.3 11.6 5.8 4.9
Korrekturfaktoren (angepasste Zunah- men zu RÄZ)
1.3 1.3 0.8 0.75 0.8 1.5 1.7 1.8 1.8 1.9 1.9
Kupferzunahme je Zeitabschnitt (ppm) nach Anpassung der Frachten
2.6 25.5 26.7 65.0 57.7 91.3 63.5 36.6 20.9 11.1 9.3
Figur 8: Vergleich gemessener und nach RÄZ be- rechneter Kupfergehalte nach Belastungs- klassen in Rebbergböden am Bielersee (Hintergrundsbelastung 23 ppm, Kupfer- gehaltszunahmen gemäss Tabelle 5).
Figur 9: Vergleich gemessener mit angepassten be- rechneten Kupfergehalten nach Belastungs- klassen in Rebbergböden am Bielersee (Hintergrundsbelastung 23 ppm, Kupfer- gehaltszunahmen gemäss Tabelle 4).
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3.3 Testgebiet Furttal
Das Zürcher Furttal schliesst nordwestlich an die Stadt Zürich an und umfasst die sieben Gemein- den Boppelsen, Buchs, Dällikon, Dänikon, Hüttikon, Otelfingen und Regensdorf (Landeskarten 1:25’000 Nr. 1070/1071/1091). Auf einer Fläche von 3’994 ha wohnten 1994 24’390 Personen.
1886 betrug die Rebbaufläche 221.9 ha. Bis zum Tiefststand 1966 nahm sie auf 10.9 ha ab und ist bis 1990 wieder auf 14.2 ha angewachsen (RebKom ZH 1981, StA ZH 1991).
Zur Erfassung der flächenmässigen Entwicklung des Rebbaus im Zeitraum 1887 bis 1992 können Landeskarten von 12 Nachführungsjahren im Massstab 1:25’000 verwendet werden. Eine detaillierte Zusammenstellung der verwendeten Kartenblätter ist im Anhang Anhang C zu finden.
Daraus werden die in Tabelle 5 aufgeführten Zeitabschnitte und die in diesem Zeitraum gemäss den Angaben in RÄZ et al. (1987) durch den Pflanzenschutz bedingte theoretische Erhöhung des Kupfergehalts im Boden abgeleitet. Ausgehend von einer allgemeinen Bodenbelastung ohne Rebbau von 23 ppm Kupfer wird mit Hilfe der digital erfassten Rebfläche je Zeitschnitt und der so hochgerechneten Erhöhung des Kupfergehalts eine theoretische Belastungskarte erstellt.
Aus 100 Parzellen wurde je eine Oberbodenmischprobe durch das Labor A untersucht. Die Ana- lysenresultate des Labors A sind gut mit den Medianen aus dem ISE Programm vergleichbar (vgl.
Anhang Anhang B). 87 Proben entstammen heutigen oder ehemaligen Rebbergen und 13 Referenzproben aus benachbarten, niemals rebbaulich genutzten Hanglagen. Die Verteilung der Probenahmestandorte basiert auf der theoretischen Belastungskarte und berücksichtigt die ganze Spannbreite der bezüglich Dauer und Zeitraum parzellenspezifischen Art der rebbaulichen Nutzung.
Figur 10 vergleicht die gemessenen mit den nach RÄZ et al. (1987) zuzüglich zur Ausgangsbe- lastung von 23 ppm Kupfer berechneten Kupferwerten (vgl. Tabelle 5). Die gemessenen Kupfer- gehalte bewegen sich grösstenteils im Bereich von maximal und minimal berechneten Gehalten mit Häufung im Bereich des mittleren berechneten Gehalts. Die Klasse 0-25 ppm beinhaltet die 13 nie rebbaulich genutzten Referenzstandorte. An den Standorten der Klasse mit den dritthöchsten berechneten Kupfergehalten war der Rebbau in den zwanziger bis vierziger Jahren teilweise oder für die ganze Zeit unterbrochen. Sie weisen tiefere berechnete als gemessene Kupfergehalte auf.
In den zwei Klassen mit den höchsten berechneten Kupfergehalten sind die gemessenen Kupferwerte häufig kleiner als die berechneten. Die betroffenen Standorte wurden alle in den zwanziger bis vierziger Jahren zumindest teilweise als Rebberge genutzt. Der Maximalwert in der grössten Klasse von 556 ppm liegt tiefer als der maximale berechnete Gehalt.
Mit verschiedenen Modellen wurde versucht, die Vorhersagbarkeit der Kupfergehalte zu optimie- ren. Als einfaches Modell erweist sich die in Tabelle 5 aufgeführte Anpassung als wirkungsvoll. Sie geht verglichen mit den mittleren Angaben nach RÄZ et al. (1987) von kleineren Frachten in den zwanziger bis vierziger Jahren aus. Dadurch verschwinden die systematischen Unterschiede zwischen berechnetem und gemessenem Kupfergehalt pro Gehaltsklasse (vgl. Figur 11). Der An- teil der vom Modell nicht erklärten Varianz sinkt von 50 % auf 37 %. Der aus dem korrigierten Modell resultierende Variationkoeffizient entspricht etwa demjenigen von Messwerten verschie- dener Rebbauparzellen mit gleicher Nutzungsgeschichte, der Einfluss der unterschiedlichen Nutzungsgeschichte wird damit also ziemlich vollständig erfasst (vgl. Tabelle 8).
Zwei Standorte mit mehrfacher Überschreitung der Richtwerte nach VSBo (1986) für Blei, Zink und Cadmium weisen auf das Ausbringen von Kehrichtkompost hin. Sonst werden Richtwerte nach VSBo (1986) ausser bei Kupfer lediglich an drei Standorten bei Blei leicht überschritten.
