Zwischenergebnisse des AB 1 für den Zeitraum 01/2006 - 07/2007

Aufgabe der Verbundkoordination (AB1) ist es u.a., Daten für die Modellierung der GVP-Anbauszenarien zu beschaffen und in einem Geographischen Informationssystem (GIS) aufzubereiten. Zum anderen ist der Informationsfluss zwischen den jeweiligen Arbeitsbereichen fachlich und technisch sicherzustellen.

Im Folgenden werden ausgewählte Zwischenergebnisse zur Datenanalyse (Abschnitt 1 und 2) und technische Entwicklungen zum internen und externen Informationsaustausch (Abschnitt 3) vorgestellt.

1 Phänologie von Mais und Raps

Für die Modellierung und Simulation der Pollenverbreitung (AB2) wurden Daten zur Phänologie des Mais für den Zeitraum 1992 bis 2005 vom Deutschen Wetterdienst (DWD) beschafft. Hierzu gehören die Phasen "Auflaufen" (Phase 237), "Blühbeginn" (238) und "Beginn der Gelbreife" (241). Für diese drei phänologischen Phasen liegen Daten von insgesamt 1.643 Standorten vor, die jahresweise und für den Gesamtaufnahmezeitraum deskriptiv-statistisch und geostatistisch ausgewertet werden.

Das Auflaufen des Mais beginnt 158 Tage nach Jahresbeginn (Median 1992-2005), dies entspricht dem 7. Juni.

Der Median der Maisblütein Deutschland für den Zeitraum 1992-2005 liegt bei 205 Tagen nach Jahresbeginn (24. Juli). Dieser Wert schwankt je nach Klimaverhältnissen im einzelnen Jahr zwischen 196 Tagen (2003) und 215 Tagen (1996) als Median für alle Beobachtungsstandorte in Deutschland (Abb. 1).

Abb. 1: Mediane des Auflaufens und des Maisblütebeginns von 1992-2005

Die Gelbreife der Maispflanzen schließlich beginnt durchschnittlich nach 258 Tagen nach Jahresbeginn (15. September).

Durch Verrechnung der Karten im GIS lässt sich daraus für die Bundesrepublik eine Karte zur Dauer der Entwicklung der Maispflanzen berechnen, die kartographisch die Zeitspanne vom Auflaufen bis zur Gelbreife darstellt. Im Mittel beträgt diese 99 Tage (Abb. 2).

Abb. 2: Mediane der gelbreife und die Entwicklungsdauer (Auflaufen bis Gelbreife) von 1992-2005

Abbildung 3 zeigt die Häufigkeitsverteilungen zum Beginn der jeweiligen Phase für alle phänologischen Standorte in Deutschland als Median für den Zeitraum 1992-2005.Abb. 3: Histogramme zum Beginn der einzelnen phänologischen Maisphasen in Deutschland

Der bundesweite Beginn der Rapsblüte wurde ebenfalls geostatistisch ausgewertet. Hierzu lagen neben den Angaben für die Jahre 1991-2005 auch Erhebungen für den Zeitraum 1961-1990 vor, so dass der aufgrund der globalen Klimaerwärmung verfrühte Beginn statistisch und kartografisch dargestellt werden konnte (Abb. 4). Unter der Annahme, dass an allen Beobachtungsstandorten dieselbe Rapsart beobachtet wurde, beträgt die Verfrühung der Rapsblüte durchschnittlich 10 Tage (Median). Die Rapspflanzen beginnen demnach in gegenwärtig durchschnittlich bereits am 30. April mit der Blüte statt erst am 10. Mai während der letzten vollständigen Klimanormalperiode (1961-1990).

Abb. 4: Verschiebung des Beginns der Rapsblüte für die Zeiträume 1961-1990 und 1991-2005

2 Agrarstatistik Mais und Raps

Aus den Erhebungen der Statistischen Landesämter zur Agrarstruktur, die in Form der Datenbank "Statistik regional" (Stand 2005) vorliegt, konnten sowohl auf Gemeinde- als auch auf Kreisebene (Abb. 5 und Abb. 6) Flächenkarten erzeugt werden, die den Mais- und Rapsanbau in Deutschland für die Jahre 1999 und 2003 wiedergeben.

Abb. 5: Kreis- und Gemeindestatistiken zum Maisanbeu im Jahr 2003 in Deutschland

Abb. 6: Agrarstatistik zum Rapsanbau in Deutschland für die Jahre 1999 und 2003

Um einen Überblick über den derzeitigen Stand des Anbaus von B.t.-Mais in Deutschland zu erhalten, wurde das Standortregister des BVL ausgewertet. Für das Jahr 2006 sind darin 159 Flächen auf Gemeindebasis registriert, auf denen gentechnisch veränderte Pflanzen (GVP) freigesetzt bzw. angebaut werden. Auf 126 von diesen Flächen wird B.t.-Mais angebaut, u.z. insbesondere in Brandenburg (Abb. 7). Insgesamt werden 2006 auf einer Fläche von rd. 978 ha acht verschiedene Kulturarten in Deutschland freigesetzt bzw. angebaut, wovon allein der B.t.-Mais eine Fläche von 972 ha einnimmt. Im Jahr 2007 (Stand: 05/2007) werden auf etwa 250 Feldern mit einer Anbaufläche von etwa 3.609 ha insbesondere gentechnisch veränderte Maissorten angebaut.

Abb. 7: Anbau von Bt-Mais in Deutschland im Jahr 2006 (Quelle BVL)

3 WebGIS GeneRisk

Zur Publikation und Darstellung projektrelevanter Geodaten wurde ein web-basiertes Informationssystem (WebGIS) auf einem hausinternen Webserver implementiert. Dieses WebGIS umfasst drei Anwenderoberflächen, die jeweils Geodaten, Metadaten und Messdaten auf drei verschiedenen räumlichen Differenzierungsniveaus bereithalten: Norddeutschland, Deutschland und Europa. Hier gelangen Sie zu einer Übersichtsseite, die die Handhabung des WebGIS erläutert. Interessierte Nutzer können eine Zugriffsberechtigung per email beantragen.

Die Geodaten können individuell dargestellt und abgefragt werden. Die Metadaten liefern Angaben zur Qualität und zum Ursprung der Daten und weisen ggf. darauf hin, ob der Datensatz frei verfügbar ist oder nicht. Im positiven Fall kann jeder Geodatensatz nach Autorisierung von den jeweiligen Projektpartnern zur Weiterverarbeitung lokal abgespeichert werden.

Auf allen drei räumlichen Differenzierungsniveaus liegen Informationen vor, die z.B. für die Modellierung der Ausbreitung von GVO oder zur Planung eines GVO-Monitorings sowie für die Analyse und Bewertung von Umweltwirkungen gentechnisch veränderter Kulturpflanzen gemäß VDI (2006) erforderlich sind (Abb. 8). Dazu gehören z.B. Karten, die die Verteilung und die Eigenschaften von Naturschutzgebieten und FFH-Flächen (Flora-Fauna-Habitate) in Deutschland beschreiben. Zusammen mit Informationen zur Anbausituation, die flächenhaft aus CORINE Landcover sowie den Gemeinde- und Regionalstatistiken des Bundes recherchierbar sind, kann mit Hilfe verschiedener GIS-Funktionalitäten (Buffern, Distanzmessungen, Verschneidungen) beispielsweise das Gefährdungspotenzial gegenüber naturnahen Ökosystemen oder Agrarökosystemen analysiert und bewertet werden.

Die Verknüpfung mit bestehenden Umweltmessnetzen (z.B. Klimastationen des Deutschen Wetterdienstes) hilft dabei, die Messdaten für ein Monitoring der jeweiligen GVP-Anbauflächen effizient zu nutzen oder Monitoring-Standorte kostengünstig zu planen.

Abb. 8: WebGIS GVO (Deutschland)

Ansprechpartner

Für Rückfragen, Anregungen und Kommentare stehen wir gerne zur Verfügung.
Bitte wenden Sie sich dazu gerne an Herrn Prof. Dr. Winfried Schröder.

Weiterführende Literatur

Aden, C., Schmidt, G., Schröder, W. (2007). A web-based GIS for the monitoring of genetically modified organisms. In: Probst, F.; Keßler, C. (Eds.): GI-Days - Young researchers forum. Poster Reader of the 5th Geographic Information Days, 10.-12. September, Münster, S. 1 - 2

Aden, C., Schmidt, G., Schröder, W. (2007). The WebGIS ´GMO Monitoring´. In: Ecological complexity and sustainability. Abstracts of EcoSummit 2007, Beijing, China, p. 10

Aden, C., Schmidt, G., Schröder, W. (2007). Ein web-basiertes Geo-Informationssystem für das Monitoring gentechnisch veränderte Organismen, eZAI - elektronische Zeitschrift für Agrarinformatik (http://www.ezai.org/), im Druck

Aden, C., Schmidt, G., Schröder, W. (2007). Ein Webbasiertes Geografisches Informationssystem für das Monitoring gentechnisch veränderter Organismen. In: Breckling, B.; Dolek, M.; Lang, A.; Reuter, H.; Verhoeven, R. (Hrsg.): GVO-Monitoring vor der Umsetzung. - Bonn (Naturschutz und Biologische Vielfalt 49), S. 97 - 112

Pesch, R., Schmidt, G., Schröder, W., Aden, C., Kleppin, L., Holy, M. (2007). Development, implementation and application of the WebGIS MossMet. In: Tochtermann, K., Scharl, A. (Hrsg.). The Geospatial Web. How geo-browsers, social software and the Web 2.0 are shaping the network society. Springer London, S. 191-200

Schmidt, G., Aden, C., Schröder, W. (2007). GeneRisk. Ecological, Legal and Economic Analyses Concerning the Coexistence of Agriculture with and without Genetically Modified Plants. In: Integrating Natural and Social Sciences for Sustainability. Abstracts of ESEE 2007, Leipzig, 5. bis 8. Juni 2007, p. 74

Schmidt, G.; Schröder, W. (2008): Auswahl repräsentativer Standorte zur Modellierung der Ausbreitung von gentechnisch veränderten Pflanzen in Nord-Deutschland. In: Umweltwissenschaften und Schadstoff-Forschung - Zeitschrift für Umweltchemie und Ökotoxikologie 20, S. 9 - 23

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^[1]http://194.95.226.237/stareg_web/showflaechen.do

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