Ammoniakemissionen müssen reduziert werden
Viele Acker- und alle Obstkulturen sind auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen. Eine hohe Biodiversität fördert die Bestäuber. Landwirtschaftliche Ammoniakemissionen überdüngen naturnahe Ökosysteme, führen zu einer Artenverarmung und zerstören damit auch den Lebensraum vieler Insekten und anderer Tiere. Die Ammoniakemissionen müssen deshalb dringend reduziert werden.
Seit Mitte des 20igsten Jahrhunderts bringen die Menschen grosse Mengen an biologisch reaktivem Stickstoff in die Umwelt ein. Das ermöglichte einerseits eine starke Ausdehnung der Nahrungsmittelproduktion und damit eine Verbesserung der weltweiten Ernährungssituation. Andererseits gelangt ein grosser Teil des Stickstoffs nicht zu den landwirtschaftlichen Kulturen, sondern in die Umwelt. Vor 100 Jahren erhielten Wälder, Moore und Magerwiesen nur etwa 0.5 kg biologisch reaktivem Stickstoff pro ha und Jahr aus der Luft. Heute sind es je nach Standort 2 bis 65 kg – eine vier bis über 100 Mal höhere Dosis! Das geht nicht spurlos an den empfindlichen Ökosystemen vorbei.
Die Stickstoffeinträge sind heute neben der Klimaveränderung und der direkten Zerstörung durch Überbauung die grösste Bedrohung für empfindliche Lebensräume wie Wälder, Flach- und Hochmoore oder Trockenwiesen.
Der Stickstoff wird entweder aus der Luft deponiert oder von benachbarten Flächen durch Bodenerosion oder Abschwemmung von Mineral- oder Hofdüngern oberflächlich eingetragen.
Pufferstreifen nützen gegen oberflächlichen N-Eintrag
Genügend breite Pufferstreifen um empfindliche Ökosysteme herum sind ein effektiver Schutz gegen oberflächliche N-Einträge. Dagegen ist die Vermeidung von Einträgen aus der Luft schwieriger. Denn der Stickstoff wird nicht nur dort deponiert, wo er entsteht. Im Mittel stammt in der Schweiz etwa die Hälfte des Stickstoffeintrages an einem Ort aus regionalen Quellen im Umkreis von 4 km Entfernung. Die andere Hälfte wird aus einer grösseren Distanz hertransportiert und als Feinstaub oder im Regen in Form von Ammonium und Nitrat deponiert.
Während der N-Dünger aus der Luft auf intensiv bewirtschafteten Flächen willkommen ist, führt er auf empfindlichen Flächen zu Veränderungen in der Artenzusammensetzung. Die empfindlichen Arten in natürlicherweise nährstoffarmen Hochmooren werden durch nährstoffliebendere Arten verdrängt. Eine artenreiche Magerweise, die mehr als die erträgliche N-Menge von 7-15 kg pro Jahr erhält, wird artenärmer. Darauf weisen auch Auswertungen des Schweizerischen Biodiversitätsmonitoring (BDM) hin, welche den Zusammenhang zwischen den N-Einträgen aus der Luft und der Verarmung artenreicher Flächen hin zu stickstoffliebenden Pflanzengesellschaften aufzeigen (s. Grafik 1).
Was sind erträgliche N-Mengen?
Nachdem der Zusammenhang zwischen überhöhten N-Einträgen und Artenschwund erkannt wurde, hat ein internationales Team aus Forschenden unter Mitwirkung des BAFU in den 90-iger Jahren die heute international anerkannten und gültigen kritischen Eintragsfrachten (so genannte „Critical Loads“, CL) für Stickstoff definiert und seither laufend weiter entwickelt. Sie betragen für Magerwiesen 7-15 kg N/ha/J, für Laubwälder 10-20 kg N/ha/J, für Nadelwälder 5-15 kg N/ha/J, für Flachmoore 10-15 kg und für Hochmoore 5-10 kg N/ha/J. Die CL erhalten in der Landwirtschaft im Zusammenhang mit Baugesuchen eine zunehmende Bedeutung. Betriebe mit Bauvorhaben im Umkreis empfindlicher Ökosysteme müssen in verschiedenen Kantonen heute nachweisen, dass die CL in diesen natürlichen Lebensräumen aufgrund des Betriebs allein nach dem Umbau nicht überschritten werden.
Im Mittelland und im Tessin werden die empfindlichen Ökosysteme zu stark mit N aus der Luft gedüngt, wobei die kritischen Eintragsfrachten deutlich überschritten werden. Aber auch empfindliche Bergwälder und Wiesen und Weiden in höheren Lagen werden grossflächig mit Stickstoff aus der Luft überdüngt (s. Grafik 2).
Fast alle der wenigen überhaupt noch existierenden Hochmoore, rund 90% unserer Wälder, drei Viertel der Flachmoore und ein Drittel der Trockenwiesen erhalten heute zu viel Stickstoff und degenerieren deshalb mehr oder weniger schleichend.
Artenverarmung: Schnitt ins eigene Fleisch
Als Faustregel gilt: Verschwindet eine Pflanzenart wegen zu hohen N-Einträgen geht damit auch Nahrung, Nist- und Lebensraum für rund 10 Tierarten, darunter insbesondere auch für Honig- und Wildbienen - verloren. Die Blüte einer wilden Möhre zum Beispiel ist nicht nur Pollen- und Nektarquelle für zahlreiche Bestäuber, sondern sie ist auch Nahrungspflanze für die Raupe des wunderschönen Schwalbenschwanz-Schmetterlings (Grafik 3). Auf rund 14% der Ackerfläche werden bestäuberabhängige Kulturen wie Raps, Sonnenblumen oder Ackerbohnen angebaut. Alle Obstarten und Beeren sind ebenfalls auf Bestäuber angewiesen. Forschende von Agroscope schätzen den Wert von Bestäuber für die Schweizer Landwirtschaft 2017 auf 205 bis 479 Mio Fr. jährlich. Die Erhaltung artenreicher Biodiversitätsförderflächen ist deshalb gerade auch im Interesse der Nahrungsmittel produzierenden Landwirtschaft.
Auch die Vegetation im Wald verändert sich mit zunehmendem Stickstoff-Angebot. Brombeeren, Farne und Sträucher finden beste Wachstumsbedingungen. Sie bedecken den Boden und verhindern damit, dass junge Baumpflanzen keimen und sich der Wald so auf natürliche Weise verjüngen kann.
Seit den 1980-er Jahren wird die Entwicklung von Wald-Flächen regelmässig beobachtet. Der zunehmende N-Eintrag führt bis zu einer Menge von etwa 25 kg pro Hektare und Jahr zu einer Zunahme des Wachstums. Höhere N-Mengen führen allerdings bei Fichten zu einer leichten und bei Buchen zu einer massiven Wachstumsabnahme. Dabei spielen die Veränderungen der Nährstoffkonzentrationen in den Bäumen und das Zusammenspiel zwischen N-Eintrag und Klimafaktoren eine entscheidende Rolle.
Überschüssiger N im Wald führt auch zur Versauerung der Waldböden. Ammonium wird im Boden durch Bakterien zu Nitrat umgewandelt. Dabei entstehen Säuren und der pH-Wert des Bodens sinkt. Je saurer desto mehr Aluminium wird im Boden freigesetzt, welches in hohen Konzentrationen für Pflanzen giftig ist. Die Bäume wurzeln deshalb lieber nur noch im Oberboden, in dem das Aluminium an die organische Substanz gebunden und für Pflanzen unschädlich ist. Sie werden dadurch windanfälliger und können Nährstoffe weniger gut aufnehmen.
Wer ist verantwortlich?
Ammonium (NH4) trägt durchschnittlich zwei Drittel zum Stickstoff-Eintrag aus der Luft in empfindliche Ökosysteme bei. Verbindungen von Stickstoff und Sauerstoff tagen etwa einen Drittel bei. Je nach Standort kann diese Anteil stark variieren.
Während Stickoxide aus Verbrennungsprozessen aus dem Verkehr, von Heizungen und Industrieanlagen stammen, verursacht die Landwirtschaft über 90% der Ammoniakemissionen, hauptsächlich aus der Tierhaltung und Hofdüngerwirtschaft. Während technische Verbesserungen und restriktive gesetzliche Vorgaben bei Industrie, Verkehr und Haushalten in den letzten Jahren zu einer starken Abnahme von Stickoxiden in der Luft führten und weiterhin Abnahmen bewirken werden, stagnieren die Ammoniakemissionen seit 2000 auf hohem Niveau (s. Grafiken 3). Ihr Anteil an den gesamten N-Depositionen nimmt deshalb zu.
Ammoniak ist zudem an der Bildung von Feinstaubpartikeln beteiligt. Feinstaub schadet den Menschen direkt, ganz besonders alten Leuten, Kleinkindern und Personen mit Atemweg- und Herzkreislaufkrankheiten. Entsprechend sensibel reagiert die Bevölkerung darauf.
Dies sind Gründe für die zunehmend scharfe und laute Kritik an der Landwirtschaft, die schwindende Geduld der Umweltfachstellen und die bröckelnde Solidarität und Sympathie der nicht-landwirtschaftlichen Bevölkerung mit der Landwirtschaft. Das gilt es sehr ernst zu nehmen.
Was tun gegen Ammoniak?
Jeder Betrieb mit Tierhaltung kann Massnahmen zur Reduktion umsetzen. Am effektivsten ist eine ausgewogene Fütterung der Tiere, damit gar nicht erst zuviel N in den landwirtschaftlichen Kreislauf gelangt. Sehr effektiv ist auch die emissionsarme Hofdüngerausbringung: Gülle mit Schleppschlauch oder Schleppschuh, Mist unmittelbar einarbeiten. Massnahmen im Stall nützen nur, wenn die Hofdünger danach gedeckt gelagert und emissionsarm ausgebracht werden. Sonst geht der im Stall gesparte N wieder verloren. Seit anfangs 2018 unterstützt der Bund emissionsarme Stallbauten bei Rindvieh (mehr Infos s. https://www.blw.admin.ch/blw/de/home/instrumente/laendliche-entwicklung-und-strukturverbesserungen/investitions--und-betriebshilfen/landwirtschaftliche-gebaeude.html).
Auch Politik und Behörden können etwas tun: Einige Kantone wie z.B. ZH, LU und ZG setzen Massnahmenpläne um und schreiben gewisse Massnahmen verbindlich vor. Die von Bund, Kantonen und Forschung betriebene Plattform www.ammoniak.ch gibt detailliert Auskunft über Massnahmen, ihre Wirkung und Umsetzungsempfehlungen.
Annelies Uebersax, Sibille Jenni, Agrofutura AG
Michel Fischler, AGRIDEA