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Indikator: Stickstoffüberschuss der Landwirtschaft

<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche ist seit 1994 im 5-Jahres-Mittel um 40 % zurückgegangen.</li> <li>Das Ziel der Bundesregierung ist es, den Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz im Mittel der Jahre 2026 bis 2030 auf 70 Kilogramm pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche zu senken.</li> <li>Das Ziel wurde 2023 erstmalig erreicht.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Stickstoff ist ein unentbehrlicher Nährstoff für alle Lebewesen. Im Übermaß in die Umwelt eingetragene reaktive Stickstoffverbindungen haben jedoch gravierende Auswirkungen auf <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>, Artenvielfalt, Landschaftsqualität und Wasserversorgung: Stickstoff, der nicht durch Pflanzen aufgenommen wird oder wieder in Luftstickstoff umgewandelt wird, führt zur Verunreinigung des Grundwassers, das eine bedeutsame Trinkwasserressource darstellt, Nährstoffanreicherung (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a>) von Gewässern, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a> von Landökosystemen sowie zur Entstehung von Treibhausgasen. Eine Einführung in die Stickstoff-Problematik findet sich in der&nbsp; Publikation <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/30542">„Reaktiver Stickstoff in Deutschland“</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> 2015).</p> <p>In Deutschland sind vor allem Regionen mit dichtem Viehbesatz problematisch: Durch den hohen Anfall an Wirtschaftsdünger (tierische Exkremente) wird dort oft deutlich mehr Stickstoff auf die Flächen ausgebracht, als die Kulturpflanzen aufnehmen und in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a> umsetzen. Eine Maßzahl für die potenziellen Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft in die Umwelt ist der Stickstoffüberschuss.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Von 1994 bis 2023 ist der Stickstoffüberschuss der Gesamtbilanz pro Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche im 5-Jahres-Durchschnitt um 40 % gesunken. Landwirt*innen setzen Düngemittel also effizienter ein und auch die Futterverwertung bei den Nutztieren hat sich verbessert.</p> <p>In den letzten Jahren kam zudem die Umsetzung einer wirksameren Düngegesetzgebung, gesunkene Tierzahlen, sowie geringere Absatzzahlen für mineralische Düngemittel als Folge von strengeren Düngeauflagen, Dürrejahren und angestiegenen Mineraldüngerpreisen hinzu. Durch den deutlichen Rückgang des Stickstoffüberschusses um mehr als 50 kg N/ha in den vergangenen sieben Jahren, wird das Ziel <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/die-deutsche-nachhaltigkeitsstrategie-318846">Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie</a>, den Stickstoffüberschusses auf maximal 70 kg N/ha*a im gleitenden 5-Jahres Mittel bis 2030 zu begrenzen, erstmalig erreicht.&nbsp;</p> <p>Doch das Erreichen des Ziels der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie bedeutet nicht, dass es keiner weiteren Anstrengungen Bedarf, die Stickstoffeinträge in die Umwelt weiter zu reduzieren. Vielmehr ist dies als ein Teilziel zu betrachten auf dem Weg Umwelt, Gesundheit und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a> vor den Auswirkungen zu hoher Stickstoffeinträgen zu schützen. Denn das weiterhin Handlungsbedarf bei der Reduktion von Stickstoff in die Umwelt besteht, zeigen&nbsp;u.a. die Indikatoren „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/47328">Nitrat im Grundwasser</a>“ und „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/18355">Eutrophierung durch Stickstoff</a>“, die eng mit dem Stickstoffüberschuss verbunden sind und keine positiven Trends anzeigen.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>Der Stickstoffüberschuss wird aus der landwirtschaftlichen Stickstoff-Gesamtbilanz für Deutschland ermittelt, die sich aus Biogas-, Stall- und Flächenbilanz zusammensetzt. Berechnet wird er aus der Differenz von landwirtschaftlicher Stickstoffzufuhr (z.B. Düngemittel, Futtermittel, Saat- und Pflanzgut, Einträge aus der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a>) und -abfuhr (tierische und pflanzliche Produkte). Die Daten werden jährlich vom Julius-Kühn-Institut und dem Umweltbundesamt berechnet und&nbsp;vom BMLEH veröffentlicht <a href="https://www.bmel-statistik.de/fileadmin/daten/0111260-0000.xlsx">(BMLEH 2025, Statistischer Monatsbericht, MBT-0111260-000)</a>. Hinweise zur Berechnungsmethode findet man bei <a href="https://www.openagrar.de/receive/openagrar_mods_00084691">Müller et al. 2024</a> und&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/stickstoff-flaechenbilanzen-fuer-deutschland">Häußermann et al. 2019</a>. Um Schwankungen zwischen den Jahren zu bereinigen, wird das gleitende 5-Jahres-Mittel errechnet. Der Zielwert der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie bezieht sich seit 2025 auf das letzte Jahr des 5-Jahres-Zeitraumes.</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel </strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11218"><strong>"Stickstoffeintrag aus der Landwirtschaft und Stickstoffüberschuss"</strong></a><strong>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

maximale Sickerwasserrate BB

Der Datensatz beinhaltet Daten des LBGR über die maximale Sickerwasserrate Brandenburgs und wird über je einen Darstellungs- und Downloaddienst bereitgestellt. Die maximale jährliche Sickerwasserrate (SWR) beschreibt die mit einem Berechnungsverfahren (TUB-BGR Verfahren) geschätzte maximale Sickerwassermenge in mm/a, die den Boden unter Berücksichtigung des kapillaren Aufstiegs abwärts verlässt. Das gebildete Sickerwasser trägt zur Grundwasserneubildung bei und/oder verlässt die Sickerzone als Zwischenabfluss. Die Sickerwasserrate ist eine entscheidende Eingangsgröße bei Wasserhaushaltsberechnungen oder der hydrogeologischen Grundwassermodellierung. Ebenso steuert sie maßgeblich die Verlagerung von Schad- und Nährstoffen (bspw. Nitrat) im Boden und beeinflusst indirekt die Standorteignung für Flora und Fauna. Weiterführende Informationen finden Sie hier: https://geo.brandenburg.de/karten/htdocs/21042020_Sickerwasserrate.pdf

Forschergruppe (FOR) 2630: Understanding the global freshwater system by combining geodetic and remote sensing information with modelling using a calibration/data assimilation approach (GlobalCDA), Fehlerquantifizierung und Entwicklung von Qualitätslayern für globale, tägliche Fernerkundungsdatenprodukte zur Ausdehnung und Dynamik von Oberflächenwasser und Schnee

Eine wichtige Voraussetzung zur Erreichung des Gesamtzieles dieses RU sind hoch qualitative Beobachtungsdaten zu Wasser- und Schneebedeckung, sowie entsprechende Ungenauigkeitsinformationen, welche für eine Integration mittels des C/DA-Ansatz geeignet sind. In diesem Projekt werden derartige Daten - basierend auf zwei bestehenden Produkten, des DLR (Global WaterPack und Global SnowPack) - entwickelt und bereitgestellt. Durch die Weiterentwicklung des Global WaterPack-Algorithmus wird Qualität dieses Produktes weiter verbessert. Anschließend ermöglicht die Entwicklung von zuverlässigen Unsicherheitsinformationen für die Wasser- und Schneezeitreihen eine Integration dieser Produkte via C/DA in das hydrologische Modell WaterGAP. Auf diese Weise verbessern die Forschungsaktivitäten dieses Projektes sowohl die fernerkundungsbasierten Datensätze als auch die Modellergebnisse und tragen somit zu einem besseren Verständnis des globalen Süßwassersystems bei.

GTK50dig Geothermische Karte der Entzugsleistung 1:50.000

Projektbezogene Karte, gekoppelt an die laufende Erarbeitung der HyK 50. Die Karte wurde durch eine geothermische Umbewertung hydrogeologischer Körper der HyK50 Grundlagenkarte sowie der Informationsebene Grundwasserflurabstand der Karte der Schutzfunktion der Grundwasserüberdeckung aus der Hydrogeologischen Spezialkartierung 1:50000 erstellt. Die geothermische Berechnung erfolgt durch Zuweisung des Gesteinsparameters Wärmeleitfähigkeit zu den einzelnen hydrogeologischen Körpern und anschließender Berechnung der spezifischen Entzugsleistung (in Watt pro Meter) nach empirischen Formeln. Die Karte dient als Abschätzung und ist anwendbar für Erdwärmesondenvorhaben kleiner 30 kW Heizleistung und ersetzt keine konkrete Planung für ein Geothermievorhaben. Das Ergebnis sind teufenabhängige Grids für 1800 Jahresbetriebsstunden (Fall nur Heizen) und 2400 (Fall Heizen+Warmwasserbereitung) Jahresbetriebsstunden einer Wärmepumpe. Die Rasterzellen (50m x 50m) enthalten je Tiefenintervall (40m, 70m, 100m, 130m) die jeweils gemittelten Entzugsleistungswerte in W/m (Watt pro Meter) im Feld (VALUE): Grids für 1800 sowie für 2400 Jahresbetriebsstunden als Mosaik für die angegebenen Blattschnitte (Fertiggestellte Blätter): g1800h_40m (für 40m Tiefe) g1800h_70m (für 70m Tiefe) g1800h_100m (für 100m Tiefe) g1800h_130m (für 130m Tiefe) g2400h_40m (für 40m Tiefe) g2400h_70m (für 70m Tiefe) g2400h_100m (für 100m Tiefe) g2400h_130m (für 130m Tiefe) Für diese Grids für 1800 sowie 2400 Betriebsstunden und die zugehörigen Bohrtiefen 40m, 70m, 100m, 130m liegen Legenden(*.lyr)-Dateien vor, die die gemittelte Entzugsleistung in Watt pro Meter in gruppierten Farbabstufungen ausgeben. Fertiggestellte Blätter: L4946 Meißen, L4744 Riesa, L4746 Großenhain, L4944 Döbeln, L5144 Flöha, L4948 Dresden und L5148 Pirna (nur Stadtgebiet LH Dresden), L4542 Torgau-West, L4742 Wurzen, L4540 Eilenburg, L4340 Gräfenhainichen, L4342 Jessen (Elster), L4344 Herzberg, L4544 Torgau, L4546 Elsterwerda, L5342 Stollberg, L5344 Zschopau, L4754 Niesky, L4954 Görlitz, L4956, L4756, L4740 Leipzig, L4738 Leipzig-West, L4538 Landsberg

Thermische Trenntechnik

Unter thermischen Trennverfahren versteht man die Destillation, Rektifikation, Extraktion, Adsorption, Absorption und die Chromatographie. Diese Verfahren werden eingesetzt fuer: - die Trennungen von fluessigen Substanzgemischen bestehend aus organischen und anorganischen Loesungsmitteln und Wasser, - die Reinigung fester Stoffe (z.B. Mutterboeden) von fluechtigen Substanzen - die Trennung nicht-fluechtiger biologischer Substanzen sowie fuer die Abluftreinigung. Fuer diese Trennverfahren koennen die notwendigen Grunddaten ermittelt, Verfahrensvarianten im Computer simuliert und ein RI-Fliessbild erzeugt werden. Weiterhin stehen experimentelle und theoretische Methoden zur Bestimmung der Fluechtigkeit von reinen Stoffen oder Gemischen zur Verfuegung. Anwendungsbereiche: Eine moegliche Anwendung liegt z.B. in der Berechnung des maximal moeglichen MAK-Wertes in geschlossenen Raeumen.

Optimale Versuchsplanung für Feldversuche in mehreren Umwelten

Neue Sorten werden in Feldversuchen in mehreren Umwelten (MET) extensiv getestet, um zuverlässige empirische Grundlage für Sortenempfehlungen für Landwirte zu erhalten. Falls die Zielpopulation von Umwelten groß genug und heterogen ist, ist eine Aufteilung in Subregionen oft vorteilhaft. Bei der Planung solcher Versuche erhebt sich die Frage der Zuordnung der Feldversuche den Subregionen. Zu Lösung dieses Problems werden meistens lineare gemischte Modelle angenommen. Optimale Versuchspläne (optimale Zuordnungen der Feldversuche) werden für beste lineare unverszerrte Vorhersagen (BLUPs) für Genotypeffekte und ihre paarweise lineare Kontraste bestimmt. In diesem Projekt werden lineare gemischte Modelle mit korrelierten Genotypeffekten untersucht, die zudem Jahres- und / oder Umweltfaktoren miteinbeziehen können. Außerdem ist geplant unvollständige Block-Designs (alpha-Designs, Zeilen-Spalten-Pläne) neben randomisierten vollständigen Block-Designs zu berücksichtigen. Für den Fall dass Markerdaten verfügbar sind, werden Versuchspläne für MET für Sparse Testing untersucht. Sparse Testing bedeutet die Prüfung jedes Genotyps ausschließlich in einem Teil der Feldversuche. Dadurch wird die Erfassung der Marker-Umwelt-Interaktion in einer erhöhten Zahl von Umwelten ermöglicht, wodurch eine höhere Präzision der Schätzung von Markereffekten erreicht wird. Die Aufgabe der Versuchsplanung ist nun die Zuordnung der Genotypen zu den Prüfumwelten. Die linearen gemischten Modelle sind hier so kompliziert, dass die Designfragestellungen nicht trivial sind. In den Fällen, wo die daraus resultierenden Designkriterien keine Spezialfälle von bekannten Kriterien sind, werden neue Berechnungsmethoden für optimale Versuchsplanung entwickelt. Eine zugehörige Fragestellung in dieser Forschung ist die Ermittlung von optimalen oder hocheffizienten Designs, die unabhängig von oder mindestens unsensitiv bzgl. der Kovarianzmatrix der zufälligen Effekte sind. Zu Lösung dieses Problems wird ein Bayesianischer Ansatz benutzt. Außerdem werden das Minimax-Kriterium und / oder das Maximin-Efficiency-Kriterium untersucht, die dem "worst case" bezüglich der zugrundeliegenden Kriterien entsprechen.

Integriertes und an Raum-Zeit-Messungsskalen angepasstes Global Random Walk - Modell für reaktiven Transport im Grundwasser

Zur Lösung von Fluss- und reaktiven Transportgleichungen in heterogenen Grundwassersystemen werden neue Global Random Walk (GRW) Algorithmen entwickelt und implementiert, die stabil und frei von numerischer Diffusion sind. Um das Auftreten von Interpolationsfehlern zu vermeiden, wird ein integriertes GRW-Lösungsverfahren entwickelt, das Geschwindigkeiten und Konzentrationen auf dem selben regulären Gitter berechnet. Wir nutzen grobkörnige (engl. Coarse grained) (CG) Mittelwerte in Raum und Zeit über die Trajektorien der berechneten Partikel, die die Konzentrationen der reaktiven chemischen Spezies in den GRWSimulationen beschreiben. Diese werden genutzt, um eine kontinuierliche Beschreibung der Transportprozesse zu erhalten. Nachdem die Mittelungsprozedur die Variation der simulierten Konzentrationen reduziert, genügt eine relativ kleine Anzahl von Monte Carlo - Simulationen, um die statistischen Kennzahlen zu gewinnen, und gleichzeitig der Auswirkung der Raum-Zeit-Skalen der hydrologischen Beobachtungen Rechnung zu tragen. Des weiteren können lokale Bilanzgleichungen für die CG Raum-Zeit-Mittel genutzt werden, um die hochskalierten Diffusionskoeffizienten und Reaktionsterme zu berechnen.

Effeke lokalen Schwerewellenantriebs auf die mittlere Atmosphäre

Das Projekt beinhaltet eine Studie der Auswirkungen einer begrenzten Region erhöhter atmosphärischer interner Schwerewellenaktivität und Schwerewellenrechens auf die mittlere Atmosphäre. Die Charakteristik solch einer Region, ihre räumlich und zeitliche Variabilität und Verbindung zu anderen Klimaparametern wird anhand von GPS Radiookkultationsanalysen untersucht. Es werden Algorithmen zur dreidimensionalen Analyse der Wellenreibung und der Brewer-Dobson-Zirkulation (BDC) verwendet; als Datengrundlage dienen Simulationen mit einem mechanistischen Zirkulationsmodell der mittleren Atmosphäre und Reanalysedaten. Die dreidimensionaler Variabilität der BDC und die Rolle lokalisierter erhöhte Schwerewellenaktivität wird so untersucht. Weiterhin wird die Anregung und folgende Ausbreitung planetarer Wellen durch eine Region erhöhter Schwerewellenaktivität untersucht. Die Auswirkungen auf die Polarregionen (mittlere Zirkulation, Präkonditionierung, winterliche Stratosphärenerwärmungen) und auf die äquatoriale Stratosphäre (Einfluss auf Tropopausen Brüche und Stratosphäre-Troposphäre-Austausch) werden untersucht. Weiterhin wird der Einfluss lokalisierten Schwerewellenbrechens auf die mittlere Zirkulation der Mesosphäre analysiert, insbesondere im Hinblick auf stationäre Wellen, und ihre Variabilität.

Forschung 'Klimarechner - Abfallwirtschaft': Entwicklung eines Berechnungssystems für Treibhausgase verschiedener abfallwirtschaftlicher Prozesse

Abfallwirtschaftliche Verwertungs- und Beseitigungsverfahren führen zur Freisetzung unterschiedlicher Mengen an Treibhausgasemissionen. Hingegen lassen sich durch die Rückgewinnung von Sekundärmaterialien sowie über die Erzeugung und Abgabe von Strom und Wärme Treibhausgasemissionen vermeiden. Unter der Leitung von Herrn Dr. Wünsch wird gemeinsam mit den Bachelor- und Masterstudenten des Studienganges Abfallwirtschaft und Altlasten ein excelbasiertes Berechnungssystem zur Ermittlung der Treibhausgasbilanzen der folgenden Verwertungs- und Beseitigungsverfahren entwickelt: -Deponierung, -mechanische Aufbereitung, -mechanisch-biologische Stabilisierung, -mechanisch-physikalische Stabilisierung, -mechanisch-biologische (aerobe) Aufbereitung, -mechanisch-biologische (anaerobe) Aufbereitung, -Müllverbrennung, -Verbrennung in Ersatzbrennstoff-kraftwerken, -Verbrennung in Braun- und Steinkohlekraftwerken, -Verbrennung in Zementwerken. Dabei ist es möglich den Abfalloutput eines Verfahrens als Input eines anderen Verfahrens zuzuweisen und somit eine Bilanz um komplette Verwertungs- bzw. Beseitigungsketten zu erstellen. Ziel ist es, eine Berechnungsoberfläche zu entwickeln, die es zum einen ermöglicht, mit der Angabe weniger Daten, wie bspw. der erzeugten Abfallmengen Treibhausgasbilanzen zu ermitteln. Zum anderen soll es aber auch möglich sein sämtliche Parameter, wie bspw. Abfallzusammensetzungen, Treibhausgasemissions- und -substitutionsfaktoren sowie spezifische Daten zu den aufgeführten Verfahren, den Bedingungen des Nutzers anzupassen. Die Ergebnisse lassen sich bezogen auf die Art der freigesetzten und vermiedenen Treibhausgasemissionen darstellen (siehe folgende Grafik), als auch bezogen auf die genutzten Verwertungs- und Beseitigungsverfahren. Aktuell wird daran gearbeitet, automatisch Sankeydiagramme zu erzeugen, welche die verschiedenen Stoff-, Energie und Emissionsflüsse der Einzelverfahren und der kombinierten Verwertungs- und Beseitigungsketten übersichtlich darstellen.

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Nachhaltiges Bauen/Bauqualität', Wissenschaftliche Begleitung der Erstanwendung der BNB-Systemvariante 'Nachhaltige Forschungs- und Laborgebäude'

Die Bundesregierung macht seit vielen Jahren Nachhaltigkeit zu einem Grundprinzip ihrer Politik. Um nachhaltiges Handeln im Bausektor zu fördern, wurde das Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen des Bundes entwickelt, welches um die Variante 'Forschungs- und Laborgebäude' ergänzt wurde. Deren Praktikabilität soll im Zuge dieses Forschungsprojektes erprobt und optimiert sowie deren Anwendung wissenschaftlich begleitet und unterstützt werden. Ausgangslage: Das Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen des Bundes (BNB) beschreibt die Systemregeln und Berechnungsgrundlagen für das nachhaltige Bauen in Steckbriefen auf der Grundlage von Kriterien. Neben der bereits vorliegenden Systemvariante für Büro- und Verwaltungsgebäude des BNB wurde in einem vorangegangenen Forschungsprojekt ein speziell angepasster Satz von Kriteriensteckbriefen für die Gebäudekategorie 'Forschungs- und Laborgebäude - Neubau' (BNB LN) entwickelt (weitere Informationen). Anhand des als Entwurf vorliegenden Steckbriefsatzes wurde in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) bereits eine Pilotzertifizierung von fünf Gebäuden öffentlicher Einrichtungen durchgeführt. Die Auswertung einschließlich der Konformitätsprüfung befindet sich in Bearbeitung. Ziel: Das Modul BNB-LN 'Neubau von Forschungs- und Laborgebäuden' soll im Rahmen dieses Projektes hinsichtlich seiner Praxistauglichkeit überprüft und ggf. nachjustiert werden. Die Erprobung betrifft sowohl die Anwendbarkeit der einzelnen Kriteriensteckbriefe als auch des Gesamtsystems einschließlich der vorgeschlagenen Gewichtung. Es sind daraus Vorschläge für notwendige Nachjustierungen zu formulieren. Auf Basis der bei der Anwendungserprobung gewonnenen Erkenntnisse ist der Entwurf des BNB LN 'Neubau von Forschungs- und Laborgebäuden' in Abstimmung mit dem Auftraggeber und den Experten des eingesetzten Begleitkreises zu optimieren.

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