Abteilung Systemanalyse, Integrated Assessment und Modellierung

Hypothesentest in kontrollierten Experimenten zur Charakterisierung von diffuser Verschutzung in kleinen landwirtschaftlichen Einzugsgebieten

Herbizide sind chemische Substanzen, die in der modernen Landwirtschaft gebraucht werden um das Wachstum von Unkraut zu unterbinden. Sie gelangen über verschiedene Fliesspfade in das Grundwasser und in die Oberflächengewässer. Dort können sie die Artenvielfalt reduzieren oder Ökosysteme sowie unser Trinkwasser beeinträchtigen. Ein fundiertes Verständnis der Transportpfade und -prozesse ist eine Voraussetzung für die Implementierung effizienter Massnahmen zur Vorbeugung von Umweltschäden.

In diesem Projekt modellieren wir den Herbizid-Transport durch verschiedene Umweltkompartimente in zwei kleineren Einzugsgebieten im Schweizer Mittelland. In diesen wurde bereits ein umfangreiches Experiment durchgeführt, bei dem Daten zur Austragung und Ausschwemmung von Herbiziden in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erhoben wurden. Für die Modellierung wählen wir einen Multi-Modell-Ansatz und verwenden fortgeschrittene Methoden zur Abschätzung der Unsicherheiten. Die erwarteten Gewinne dieses Projekts sind (1) ein besseres Verständnis davon, inwiefern experimentelle Daten einfliessen können in die Modellierung des Herbizidtransports in kleinen landwirtschaftlich geprägten Einzugsgebieten, (2) die Identifizierung der wichtigsten Einflussfaktoren sowie deren angemessene konzeptionelle Berücksichtigung auf Stufe Einzugsgebiet und (3) eine Abschätzung der Unsicherheit verbunden mit Vorhersagen der Herbizidkonzentration in Fliessgewässern.

Das Auftreten von Herbiziden in Oberflächengewässern und im Grundwasser stellt ein Problem von grosser Tragweite dar. Um effiziente Strategien zur Verminderung der Umweltbelastung zu entwickeln ist es nötig, einen möglichen Zusammenhang zwischen den Haupteinflussfaktoren des Herbizidtransports und den landwirtschaftlichen Praktiken sowie den landschaftlichen Gegebenheiten genauer zu kennen. Es ist nicht Ziel dieses Projekts Massnahmen zu entwickeln, sondern das Prozessverständnis zu erhöhen um eine Grundlage zu bilden für eine effiziente Verminderung der Umweltbelastung.