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Umweltbeobachtung im UmweltbundesamtKonzepte und Programme

Vilm, 17.4.2008

16.4.2008, Christiane Heiß2

Das Vortragsteam

• Gerlinde Knetsch, (Projekt UB, FB IV)• Till Spranger, Gudrun Schütze, Helga

Dieffenbach-Fries (ICP, FB II) • Jan Koschorrek, Christa Schröter-

Kermani, Andrea Körner (UPB)• Ulrike Doyle (SRU)• Vorname.Name@uba.de

Übersicht

I. Umweltbeobachtung im UBAII. Programmbeispiel ICPIII. Programmbeispiel UPBIV. Umweltinformation und

DatenauswertungV. Schnittstellen + Ausblick

16.4.2008, Christiane Heiß4Umweltbundesamt / Projekt Umweltbeobachtung

Berichte

Internationales

Klimaschutz

Metadaten

UDO, GEIN

UB Wasser, Meere

UB Boden

UB Luft, ICP

Human-Biomonitoring

Anlagen

Abwasser

Abfall

Produkte

Stoffbewertung

Fliessgewässer-

Simulation

FB IUmweltplanung Umweltstrategie

FB II Umwelt undGesundheit Ökosysteme

FB IIIProzesse TechnikProdukte

FB IVStoffsicherheit

FB E Emissionshandel

I. Organisation der UB im UBA

I. Fragen und Ziele der UB• Langzeitbeobachtung

– Frühwarnung, critical loads & critical levels, Umweltqualitätsziele

• Anlassbezogene Beobachtung/ Messung– Spezifische Wirkungszusammenhänge– Eigenforschung oder Projekte– Risikobewertung

• Erfolgskontrolle/ Politikberatung– Evaluierung wiss. Modelle und

Bewertungskonzepte

I. internationale Integration der Schutzziele

• 1992 Genfer Luftreinhalteabkommen• 1996 IVU-RL (EPER/ PRTR)• 1999 EU-Aktionsprogramm Umwelt und Gesundheit• 2000 WRRL Ziel guter ökologischer Zustand für alle

Gewässer in Europa• 2002 Vereinbarung zur biologischen Vielfalt• 2006 Neue europäische Chemikalienverordnung

REACH • Wachsender internationaler Druck auf vorhandene

Instrumente +Programme, • steigender Bedarf an entscheidungsrelevanter

Information für komplexe Schutzziele

I. Stand der Integrationsansätze

• Empfehlungen: seit 1990, kontinuierlich zur Integration– (BMU, ACK, UMK, LAWA, LABO, LAGA)

• Projekte: F&E, (Rhön 1992-1994), Projekt UB im UBA (2001-2002)

• IT- Entwicklung: „Integrationsschicht“ (2000 - 03); • Ungelöstes Spannungsverhältnis zwischen

problemoptimierter und integrierter Sichtweise• Ungelöstes Spannungsverhältnis zwischen Konzept +

Vollzug

Was können die vorhandenen Bausteine leisten?

Intergovernmental bodies, expert groups and scientific centres

EXECUTIVE BODY

IMPLEMENTATION COMMITTEE

WORKING GROUP ON EFFECTS

EMEP STEERING BODY

WORKING GROUP ON STRATEGIES AND REVIEW

ICP Forests Task Force

ICP Integrated Monitoring Task Force

ICP Modelling and Mapping

Task Force

ICP Materials Task Force

ICP Vegetation Task Force

ICP Waters Task Force

Task Force on Health

Programme Coordinating Centre

Coordination Centre for Effects

Main Research Centre

Programme Centre

WHO Bonn

Task Force on Emission Inventories and

Projections

Task Force on Measurement and

Modelling

Chemical Coordinating Centre (CCC)

Meteorological Synthesizing Centre-West (MSC-W)

Meteorological Synthesizing Centre-East (MSC-E)

Task Force on Integrated Assessment Modelling

Centre for Integrated Assessment Modelling

(CIAM)

Task Force on Hemispheric Transport

of Air Pollution

Expert Group on Ammonia Abatement

Task Force on Persistent Organic Pollutants

(POPs)

Network of Experts on Benefits and

Economic Instruments

Expert Group on Techno-economic Issues

Task Force on Heavy Metals

Expert Group on Particulate Matter

Legend:

Subsidiary bodies Task Forces / Expert Groups

Programme Centres / EMEP Centres

ICP: International Cooperative Programme

Programme Centre

Task Force on Reactive Nitrogen

ICP ForestsInternational Programme on Assessment and Monitoring of Air Pollution Effects on Forests

Gegründet.: 1985Deutschland ist Lead-Country

Monitoring-Netzwerk: 41 Länder

Level I: 16 x 16 km Grid (rund 6000 Standorte)

Level II: etwa 800 Standorte für intensives Monitoring in ausgewählten Waldökosystemen

Monitoring von Wirkungen anthropogener Luftverunreinigungen und natürlichen Stress-Faktoren auf den Waldzustand

Beiträge zum wissenschaftlichen Verständnis von Ursache-Wirkungs-Beziehungen in Waldökosystemen und ihren Funktionen in unterschiedlichen Teilen von Europa

- EU/ICP Forest-Projekt Forest BIOTA (Waldstrukturen, Totholz, Flechten, Bodenvegetation

- Waldzustand (Blatt-/Nadelverlust)

- Schädigung von Blättern (Bäume, Sträucher, Bodenvegetation) durch bodennahes Ozon

- Wirkungen von versauernder und eutrophierender Deposition auf die Artenzusammensetzung der Bodenvegetation

Ziele des ICP Forest

Zusammenhänge zwischen stofflicher Belastung und Bodenvegetation der Wälder

Deutlicher Zusammenhang zwischen Säurestatus des Bodens und dem Vorkommen von Säurezeigern in der Bodenvegetation

Hohe atmosphärische Stickstoffdepositionspiegelt sich in der Bodenvegetation durch erhöhtes Vorkommen von Stickstoffzeigern wider.

Executive Report 2006 des ICP Forests:http://www.icp-forests.org/pdf/ER2006.pdf.

International CooperativeProgramme on IntegratedMonitoring of Air Pollution Effects on Ecosystems

Gegründet: 1993

Lead Country: Schweden

Monitoring-Netzwerk:

50 Standorte in 19 Ländern

Die Standorte liegen in anthropogen wenig beeinflussten Gebieten

ICP Integrated Monitoring

Ziele des ICP Integrated Monitoring-Bewertung des Zustandes von Ökosystemen/Einzugsgebieten;

-Langfristige Vorhersage von Änderungen im Kontext von Luftverunreinigungen (Stickstoff, Schwefel, Ozon, Metalle).

Methoden:

-Gleichzeitige, medienübergreifende Beobachtung physikalischer, chemischer und biologischer Parameter

-Ableitung von Wirkungsbeziehungen, Entwicklung und Validierung von Modellen für die Simulation von Ökosystem-Reaktionen;

- Biomonitoring zur Aufdeckung von Veränderungen in den Lebensgemeinschaften

ICP VEGETATION

Mitarbeit: USA, Kanada33 europäische Länder, Schadstoffe:Bodennahes Ozon, Schwermetalle,(Stickstoff)

ICP on Effects of Air Pollution on NaturalVegetation and Crops

Gegründet: 1987

Lead Country: United Kingdom

Effektbewertung von Luftverunreinigungen (bodennahes Ozon, Schwermetalle, eingeschränkt Stickstoff) und anderen Stressoren auf Nicht-Wald-Vegetation;

Schwermetallen und Stickstoff Durchführung des Europäischen Moos-Monitoring um Ausmaß, geographische Verteilung und Trends der Deposition abzubilden.

Ozon: Experimentelle Arbeiten und Monitoring von Blattschäden und Ertragseinbußen bei sensitiven Pflanzenarten,

ICP VEGETATION: Ziele

Cadmium Konzentration in Moosen

1990 1995 2000Generell rückläufiger Trend

ICP Modelling and Mapping(M&M)

Mitarbeit:28 europäische Länder

Fokus: Modellierung und Kartierung von ökologischen Belastungswerten (CriticalLoads & Levels) für Wälder, naturnahe Nicht-Wald-Vegetation, Gewässer, landwirtschaftliche Nutzflächen

M&M Critical Loads & Levels and Air Pollution Effects, Risks and TrendsGegründet: 1989, Lead Country: Deutschland

ICP- Modelling and Mapping•kooperiert eng mit Monitoring ICPs

•nutzt die Informationen für Dosis-Wirkungs- Modellierung

Europäische Karten der Critical Loads & Level

Verwendung in integrierenden Bewertungsmodellen,

Schnittstelle Biodiversität:

EU-Projekt „Streamlining European Biodiversity Indicators“(SEBI) identifizierte die Überschreitung der Critical Loads für Stickstoff als Kernindikator für die Gefährdung der Biodiversität

Überschreitung derCritical Loads für Stickstoff

eq ha-1a-1

no exceedance<200200 - 400400 - 600600 - 800> 800

Exceedance of nutrient CLs BL-CLE 2000

Dep-data: EMEP/MSC-WCCE/MNP

eq ha-1a-1

no exceedance<200200 - 400400 - 600600 - 800> 800

Exceedance of nutrient CLs BL-CLE 2010

eq ha-1a-1

no exceedance<200200 - 400400 - 600600 - 800> 800

Exceedance of nutrient CLs CP-CLE 2020

eq ha-1a-1

no exceedance<200200 - 400400 - 600600 - 800> 800

Exceedance of nutrient CLs MFR 2020

Szenario für das Jahr 2020 bei Anwendung aller zur Verfügung stehendentechnischen Mittel der Emissionsminderung

Tatsächlicher Stand im Jahr 2000

III. Umweltprobenbank

Eine Umweltprobenbank ist ein Archiv von in regelmäßigen Abständen gesammelten repräsentativen Umwelt-und Humanproben

Kontrolle von §§-Maßnahmen und Selbstverpflichtungen der IndustrieIdentifikation von problematischen StoffenPolitikfähige Aussagen zum stofflichen Zustand der Umwelt

Definition

DeutschlandkarteIII. Probenahmegebiete der Probenbank

Belauer See

Bornhöved.ppt (6 MB)

Forellenbach

B D F -F lä c h e

P ro b e n a h m e flä c h e

See, ProbenahmeflächeBoden – Bornhöveder Seegebiet, WEG Belauer 227

III. Probenarten der UPB

Terrestrische Proben

Aquatische Proben

Fichte/KieferEinjährige Triebe

RotbucheBlätter

PappelBlätter

RegenwurmGesamtkörper

StadttaubeEiinhalt

RehLeber

DreikantmuschelWeichkörper

BrassenMuskulatur und Leber

BlasentangThallus

MiesmuschelWeichkörper

AalmutterMuskulatur und Leber

SilbermöweEiinhalt

Schadstoffmobilisierung durch Hochwasser

Belastungstrends

• Umweltinformation am UBA• Messprogramme zusammenführen

• Ursache-Wirkungshypothesen als Grundlage für das Design von Mess- und Beobachtungsprogrammen

• Standörtliche Gliederung Deutschlands• Auswertemethoden

• Internationale Indikatoren

IV. Umweltinformation und Datenauswertung

IV. Umweltinformation im UBA

http://www.patrickvonarx.ch/unterhaltung/pictures/schiffbruch.JPG

IS UPB

HYDABA

AtlantisGrundwasser

Umwelt Survey

FSA-DB GSBL

QSAR ICS

UDO/gein

ULIDAT

UFORDAT

QUADABA

DB Grunddaten

ANTARIS

ProBas

Dioxin DB

CORINAIR

FINDEXIUCLID

CHEMISRIGOLETTO

Ob es wohl irgendwo da

draußen noch andere

bewohnteDateninseln gibt?

..... . ... .. ...

. .. ...

......

. .. ...

. .. ..

Messnetze

Meta-informationen Verschneidung mit

Raumgliederung

Messwerte

Geostatistische Analysen

Extrapolation in die Fläche

Entwicklung von Modellszenarien

Repräsentanz

Regionalisierbarkeit

Modelle

Umweltpolitik

Frühwarnfunktion/Dokumentation

Berichterstattung/Berichtspflichten

Indikatoren

Ökosystem-forschung

Fragestellungen

IV. Methoden/InstrumenteIntegrationsschicht

.. ....

Erhebung

. .. ...Wirkungsmodelle

Vorgehen –

• Veredlung von Daten zu bewerteten Informationen entsprechend dem UIG

• teil-automatische Metadaten durch Extraktion aus den operativen Daten werden mit steigender Tendenz generiert

• Aufbau einer technischen Kommunikations-infrastruktur (XML- Services)

• Volltextsuche in F+E-Berichten• Nutzung von Geo-Komponenten und Planung

von Schnittstellen

V. Schnittstellen + Ausblick

• Systemische Risiken • Indikatoren (hochaggregierte Information

für Politik)• Effizienz + Repräsentativität der

Beobachtungsdaten

Die Daten leisten keinen Widerstand, aber Institutionen lernen langsam

16.4.2008, Christiane Heiß31Umweltbundesamt / Projekt Umweltbeobachtung

V. Effektmonitoring

Systemische Wirkungen statt direkte Effekte

AKTUELLES : Modellierung räumlich differenzierter Wirkungen von N in Ökosysteme

•Kopplung von biogeochemischen Modellen mit Bewertungsmodellen zur oberirdischen Biodiversität

•Kopplung von biogeochemischen Modellen mit Ansätzen zur Bewertung der unterirdischen Biodiversität und ihrer Veränderungen

Erarbeitung von Vorschlägen zur Übertragung der Ergebnisse in die Fläche (Regionalisierung)

Workshop im Herbst 2008gudrun.schuetze@uba.de

V. Indikatoren

Weiterführende Links

• http://www.unece.org/env/wge/welcome.html• http://www.gein.de• www.umweltprobenbank.de• UDO:

http://www.umweltbundesamt.de/umweltdaten/index.htm

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