Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel

In diesem Open Access Buch werden erstmals übergreifend die Entwicklungen bis 2030 in den Sektoren in Deutschland, welche die größte Fläche beanspruchen - Land- und Forstwirtschaft sowie Siedlung und Verkehr - aufgezeigt und die Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel analysiert. Aufbauend auf einem akteursgestützten Diskurs von Handlungsoptionen zur Minderung von Treibhausgasemissionen sowie zur Anpassung an den Klimawandel werden unterschiedliche Landnutzungsstrategien entwickelt. Dabei wird auf die verschiedenen Schwerpunkte wie Klimaschutz, Bioenergie, Natur- und Umweltschutz sowie Klimaanpassung eingegangen. Die möglichen Auswirkungen der verschiedenen Strategien auf Nahrungs- und Rohstoffproduktion, Bioenergie, Umwelt und Natur sowie sozio-ökonomische Konsequenzen werden modellgestützt analysiert. Anhand der Ergebnisse zeigen die Autorinnen und Autoren sowohl auf, wie die Landnutzung in Deutschland zum Klimaschutz beitragen kann, als auch die Konflikte, die mit anderen gesellschaftlichen Zielen bestehen. Das Buch liefert eine Grundlage für die Debatte um eine klimawandeloptimierte Landnutzung in Deutschland. Die Herausgeber Dr. Horst Gömann und Dr. Johanna Fick koordinierten am Thünen-Institut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei das inter- und transdisziplinäre Projekt Climate Change - Land Use Strategies in Germany. Zusammen mit den beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern präsentieren sie die wichtigsten Ergebnisse des BMBF-geförderten Projektes sowie einen umfassenden Blick auf Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel in Deutschland Vorwort Danksagung Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Hintergrund und Problemstellung 1.2 Untersuchungsgegenstand 1.3 Überblick über den methodischen Ansatz und die Vorgehensweise Literatur 2 Ist-Situation der Landnutzung in Deutschland 2.1 Rahmenbedingungen 2.1.1 Politische Rahmenbedingungen 2.1.1.1 Raumordnungspolitik 2.1.1.2 Agrarpolitik 2.1.1.3 Förderung erneuerbarer Energien 2.1.1.4 Naturschutz- und Umweltpolitik 2.1.1.5 Forstpolitik 2.1.2 Agrarökonomische Rahmenbedingungen 2.1.3 Forstökonomische Rahmenbedingungen 2.1.4 Gesellschaftliche Rahmenbedingungen 2.2 Landnutzung in Deutschland 2.2.1 Sektorübergreifende Flächennutzung 2.2.2 Siedlungs- und Verkehrsfläche 2.2.3 Landwirtschaftliche Flächennutzung 2.2.4 Forstliche Flächennutzung 2.3 Einordnung landnutzungsinduzierter THG-Emissionen 2.3.1 Allgemeiner Überblick über THG-Emissionen in Deutschland 2.3.2 Landnutzungsinduzierte THG-Emissionen 2.3.2.1 Landnutzungsinduzierte THG-Emissionen in der Landwirtschaft 2.3.2.2 Landnutzungsinduzierte THG-Emissionen der Forstwirtschaft 2.3.2.3 Landnutzungsinduzierte THG-Emissionen der Siedlungs- und Verkehrsflächen 2.3.3 Landnutzung und THG-Emissionen in den Fokusregionen Fokusregionen: Struktur der landwirtschaftlichen Landnutzung Fokusregion Altmark (Landkreise Stendal und Altmarkkreis Salzwedel) Fokusregion Rhein (Landkreise Rheinisch-Bergischer Kreis und Rhein-Sieg-Kreis) Literatur 3 Handlungsfelder der Landnutzung 3.1 Handlungsfelder im Siedlungswesen 3.1.1 Stärkung der Innenentwicklung 3.1.2 Reduktion der Flächeninanspruchnahme durch Verkehr 3.1.3 Rückzug aus der Fläche (mit dezentraler Konzentration) 3.1.4 Erhalt und Entwicklung innerstädtischer Freiflächen 3.1.5 Stärkung des Öffentlichen Personennahverkehrs 3.1.6 Zusätzliche Ausweisung von Vorrang- und Vorbehaltsgebieten 3.1.7 Stärkung des Hochwasserschutzes 3.1.8 Restriktiverer Freiraumschutz 3.1.9 Energieerzeugung auf für Siedlungszwecke ungeeigneten nicht-agrarischen Flächen 3.1.10 Nutzung von Biomasse der Landschaftspflege 3.2 Handlungsfelder in der landwirtschaftlichen Landnutzung 3.2.1 Überblick über mögliche landwirtschaftliche Maßnahmen 3.2.2 Nutzung organischer Böden 3.2.2.1 Wiedervernässung 3.2.2.2 Nutzung als extensives Grünland 3.2.2.3 Nutzung mit Paludikulturen 3.2.3 Anpassung des Düngemanagements 3.2.3.1 Effizienzsteigerungen des Mineraldüngereinsatzes sowie der N-Ausnutzung des Wirtschaftsdüngers Präzisere Ausbringungsverfahren Verzögerte Nährstofffreisetzung Zeitpunkt der Düngung Umsetzungshemmnisse und Beitrag der Maßnahmen zu den Strategiezielen 3.2.3.2 Überregionale Transporte von organischem Dünger aus Überschuss- in Zuschussregionen 3.2.4 Substitution fossiler Energie durch Bioenergie 3.2.4.1 Anbau einjähriger Biomassekulturen 3.2.4.2 Anbau mehrjähriger Biomassekulturen 3.2.4.3 Stärkerer Fokus auf landwirtschaftlichen Nebenprodukten in der Biomassennutzung 3.2.4.4 Erhalt und Schaffung von Treibhausgassenken 3.2.4.5 Grünlandnutzung 3.2.5 Notwendige Anpassungen an den Klimawandel 3.3 Forstliche Handlungsoptionen für den Klimaschutz 3.3.1 Überblick über mögliche forstliche Maßnahmen 3.3.2 Erhöhung der Kohlenstoffvorräte im Wald 3.3.2.1 Baumartenwahl 3.3.2.2 Erhöhung der Bestandesdichte 3.3.2.3 Erhöhung der Umtriebszeiten bzw. Zielstärken 3.3.2.4 Dauerhafter Verzicht auf die Nutzung von Einzelbäumen oder Waldbeständen 3.3.2.5 Speicheraufbau in Totholz, Streuschicht und Boden 3.3.2.6 Wiedervernässung von Moorwäldern 3.3.2.7 Düngung, Züchtung und Gentechnik 3.3.3 Vergrößerung der Waldfläche 3.3.4 Ausweitung des Holzproduktespeichers und von Substitutionen 3.3.5 Vermeidung von Kohlenstoffverlusten 3.3.5.1 Verluste durch forstliche Kalamitäten 3.3.5.2 Verluste durch forstliche Bewirtschaftung 3.3.5.3 Verluste durch Aktivitäten außerhalb des Forstsektors 3.3.6 Zusammenfassung zu Maßnahmenbündeln (Strategien) Literatur 4 Modellgestützte Wirkungsanalysen ausgewählter Maßnahmen und Strategien 4.1 Konzept der Wirkungsanalysen 4.2 Interdisziplinärer Modellverbund 4.2.1 Aufbau des Modellverbunds 4.2.2 Modellentwicklungen und Simulationskonzepte 4.2.2.1 Landnutzungsmodellierung mit dem Land Use Scanner 4.2.2.2 Modellierung der landwirtschaftlichen Landnutzung mit RAUMIS 4.2.2.3 THG-Modellierung – u. a. MODE 4.2.2.4 Entwicklung des Forstbetrieblichen Simulationsmodells FoBeSiMo 4.2.2.5 Modellierung der Stoffflüsse im Forst mit 4C 4.3 Einordnung der verwendeten Klimaszenarien 4.4 Ergebnisse der Siedlungs- und Verkehrsflächenmodellierung 4.4.1 Referenzprojektion Flächennutzung 4.4.2 Analyse ausgewählter Maßnahmen „Siedlung und Verkehr“ 4.4.2.1 Stärkung der Innenentwicklung 4.4.2.2 Ausschöpfung baulicher Dichte im Neubau 4.4.2.3 Reduzierung der Flächeninanspruchnahme durch Verkehr 4.4.2.4 Rückzug aus der Fläche 4.4.2.5 Erhalt und Entwicklung innerstädtischer Freiflächen 4.4.2.6 Stärkung des ÖPNV 4.4.2.7 Zusätzliche Ausweisung von Vorrang- und Vorbehaltsgebieten 4.4.2.8 Stärkung des Hochwasserschutzes 4.4.2.9 Restriktiver Freiraumschutz 4.4.2.10 Energieerzeugung auf für Siedlungszwecke ungeeigneten nicht-agrarischen Flächen 4.4.3 Strategien „Siedlung und Verkehr“ 4.4.3.1 Ergebnisse der Klimaschutzstrategie 4.4.3.2 Ergebnisse der Bioenergiestrategie 4.4.3.3 Ergebnisse der Natur- und Umweltschutzstrategie 4.4.3.4 Ergebnisse der Klimaanpassungsstrategie 4.5 Ergebnisse der landwirtschaftlichen Flächennutzungsmodellierung 4.5.1 Landwirtschaftliche Referenzprojektion 4.5.2 Analyse ausgewählter landwirtschaftlicher Maßnahmen 4.5.2.1 Anpassung der Nutzung organischer Böden 4.5.2.2 Anpassung des Düngemanagements 4.5.2.3 Substitution fossiler Energie durch Bioenergie 4.5.2.4 Erhalt und Schaffung von Treibhausgassenken 4.5.2.5 Vergleichende Beurteilung der Maßnahmen 4.5.3 Strategien „Landwirtschaft“ 4.5.3.1 Ergebnisse der Klimaschutzstrategie 4.5.3.2 Ergebnisse der Bioenergiestrategie 4.5.3.3 Ergebnisse der Natur- und Umweltschutzstrategie 4.5.4 Vergleichende Beurteilung der landwirtschaftlichen Strategien 4.6 Analyse der forstlichen Landnutzung 4.6.1 Forstliche Referenzprojektion 4.6.2 Strategien im Bereich „Forstwirtschaft“ 4.6.2.1 Ausgestaltung der Strategien 4.6.2.2 Ergebnisse der forstbetrieblichen Modellierung für die Strategien 4.6.2.3 Exkurs: Klimaschutz durch Ausdehnung der Waldfläche und durch Nutzungsverzichte im Wald 4.7 Ergebnisse der Modellierung von Stoffflüssen im Forst 4.7.1 Ergebnisse der Referenzprojektion 4.7.2 Ergebnisse der Landnutzungsstrategien 4.7.2.1 Klimaschutzstrategie 4.7.2.2 Bioenergiestrategie 4.7.2.3 Natur- und Umweltschutzstrategie 4.7.2.4 Klimaanpassungsstrategie 4.7.3 Vergleichende Beurteilung der Auswirkungen der Strategien Literatur 5 Gesellschaftliche Bewertung der Landnutzungsstrategien 5.1 Ökonomische Bewertung von Ökosystemleistungen der Landnutzung 5.1.1 Überblick über Daten und Methoden zur ökonomischen Bewertung von Ökosystemleistungen 5.1.1.1 Bereitstellende Ökosystemleistungen 5.1.1.2 Regulierende Ökosystemleistungen 5.1.1.3 Kulturelle Ökosystemleistungen 5.1.2 Ergebnisse der ökonomischen Bewertung der Ökosystemleistungen landwirtschaftlicher Landnutzungen 5.1.2.1 Bereitstellende Ökosystemleistungen landwirtschaftlicher Landnutzungen 5.1.2.2 Regulierende Ökosystemleistungen landwirtschaftlicher Landnutzungen 5.1.2.3 Kulturelle Ökosystemleistungen landwirtschaftlicher Landnutzungen 5.1.2.4 Aggregierte Ergebnisse der ökonomischen Bewertung der Ökosystemleistungen der landwirtschaftlichen Landnutzungsstrategien 5.1.3 Ökonomische Bewertung der kulturellen Ökosystemleistungen des Waldes 5.1.3.1 Ergebnisse zu Naturschutz- und Landschaftspflegeleistungen im Wald 5.1.3.2 Einordnung der Ergebnisse und weiterer Leistungen des Waldes 5.1.3.3 Aggregierte Ergebnisse der ökonomischen Bewertung der forstwirtschaftlichen Managementstrategien 5.1.4 Diskussion und Ausblick zur ökonomischen Bewertung von Ökosystemleistungen der Landnutzung 5.2 Institutionelle Gestaltungsoptionen für eine nachhaltige Landnutzung 5.2.1 Einführung, Zielsetzung und methodische Vorgehensweise 5.2.2 Ergebnisse der planungswissenschaftlichen Evaluierung 5.2.3 Übergeordnete Gestaltungsoptionen für ein nachhaltiges Landnutzungsmanagement 5.2.4 Institutionelle Gestaltungsoptionen im Siedlungswesen 5.2.4.1 Beiträge zum Klimaschutz durch die Reduzierung der Flächeninanspruchnahme 5.2.4.2 Ausgewählte Maßnahmen zur Klimaanpassung im Sektor Siedlung und Verkehr 5.2.5 Institutionelle Gestaltungsoptionen bei der landwirtschaftlichen Landnutzung 5.2.5.1 Nutzung organischer Böden 5.2.5.2 Anpassung des Düngemanagements 5.2.5.3 Substitution fossiler Energie durch Biomasse 5.2.5.4 Erhaltung und Schaffung von Treibhausgassenken 5.2.6 Institutionelle Gestaltungsoptionen im Sektor Forstwirtschaft 5.2.6.1 Übergeordnete Gestaltungsoptionen im Sektor Forstwirtschaft 5.2.6.2 Gestaltungsoptionen zur Erhöhung der Klimaschutzleistung der Wälder 5.2.6.3 Anpassung der Wälder an den Klimawandel und Vermeidung von Kohlenstoffverlusten 5.2.7 Fazit 5.3 Landnutzung und Klimawandel im transdisziplinären Diskurs: Wissenschaft und Stakeholder in Interaktion 5.3.1 Stakeholder-Beteiligung in der Umweltforschung 5.3.2 Ziele des transdisziplinären Diskurses 5.3.3 Wissenschaft und Praxis in Interaktion: der Prozess 5.3.3.1 Stakeholder-Auswahl 5.3.3.2 Beteiligungsformen und tatsächliche Beteiligung 5.3.3.3 Feedbackschleifen 5.3.4 Stakeholder-Interventionen 5.3.4.1 Sektor Landwirtschaft 5.3.4.2 Sektor Siedlung und Verkehr 5.3.4.3 Sektor Forstwirtschaft 5.3.5 Wissenschaft und Praxis in Interaktion: Prozessreflexionen 5.3.5.1 Der transdisziplinäre Diskurs aus Sicht der Stakeholder 5.3.5.2 Der transdisziplinäre Diskurs aus Sicht des Konsortiums 5.3.6 Der transdisziplinäre Diskurs: Was hat er gebracht? 5.3.6.1 Inhaltliche Aspekte des transdisziplinären Diskurses 5.3.6.2 Methodische Aspekte des transdisziplinären Diskurses 5.3.6.3 Prozessuale Aspekte 5.3.7 Schlussfolgerungen Literatur 6 Zusammenfassende Schlussbetrachtung 6.1 Änderung von Rahmenbedingungen nach Abschluss der Studie 6.2 Ergebnisse für den Sektor Siedlung und Verkehr 6.3 Ergebnisse und Empfehlungen für die Landwirtschaft Literatur 7 Anhang 7.1 Maßnahmensteckbriefe – Sektor: Siedlung und Verkehr 7.2 Maßnahmensteckbriefe – Sektor: Landwirtschaft 7.3 Maßnahmensteckbriefe – Sektor: Forstwirtschaft 7.3.1 Maßnahmenvarianten – Sektor: Forstwirtschaft Autorenliste: Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel Stichwortverzeichnis In diesem Open Access Buch werden erstmals ubergreifend die Entwicklungen bis 2030 in den Sektoren in Deutschland, welche die groesste Flache beanspruchen - Land- und Forstwirtschaft sowie Siedlung und Verkehr - aufgezeigt und die Wechselwirkungen zwischen Landnutzung und Klimawandel analysiert.