21.07.2004

Forschung Projekte

GenEERA II – Modellierungen zur Abschätzung des Ausbreitungsverhaltens von Raps im Landschaftsmaßstab - Regionalstudie Niedersachsen

(2001 – 2004) Hochschule Vechta, Institut für Umweltwissenschaften

Thema

Im Mittelpunkt des Forschungsprojektes stand die Entwicklung einer Methodik zur Abschätzung des Ausbreitungsverhaltens von Raps im Landschaftsmaßstab.

Das Projekt gehörte zum Forschungsverbund GenEERA (Generische Erfassungs- und Extrapolationsmethoden der Raps-Ausbreitung) und erarbeitete aufbauend auf den Ergebnissen einzelner Teilprojekte des Verbundes methodische Ansätze für die Beschreibung der Ausbreitungsdynamik auf größere Raumeinheiten (geostatistisches „Up-scaling“).

Der Schwerpunkt des Projektes lag in der Anwendung der Methodik für den Raum Niedersachsen. Besondere Berücksichtigung fanden dabei niedersächsische Freisetzungsversuche und Populationsstudien zu Raps in der Umgebung von Braunschweig und Bremen.

Zusammenfassung

Acht repräsentative Modellräume wurden in Norddeutschland für die Modellierung der Ausbreitung und Persistenz von gentechnisch verändertem Raps bestimmt. Hierzu wurde eine Vielzahl punkthafter und flächendeckender Daten (geo-)statistisch für den gesamten norddeutschen Raum aufbereitet und miteinander verknüpft. Einbezogen wurden dabei die Verbreitung und der Blühbeginn des Raps, Windrichtung und -intensität sowie klimatische Verhältnisse. Die Szenarioberechnungen in den Modellräumen (aus Teilprojekt 1) wurden schließlich für einen Zeitraum von 10 Jahren im Geographischen Informationssystem (GIS) auf die entsprechenden Räume Norddeutschlands übertragen und kartographisch dargestellt.

Die vom Modell gelieferten Ergebnisse zeigten, dass im Rapsanbau bei einem gv-Anteil von 50 Prozent und in geringerem Maße bei 10 Prozent mit flächendeckenden Einträgen von Transgenen in konventionelle Felder und Wildrapspopulationen zu rechnen ist. Die Höhe der Einträge ist von verschiedenen Faktoren abhängig, wozu Teilprojekt GenEERA III nähere Angaben macht.

Versuchsbeschreibung

Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens bestand darin, ein methodisches Instrumentarium zu entwickeln, das erlaubt, das Ausbreitungsverhalten von Raps für große Areale abzuleiten bzw. vorherzusagen.

Insbesondere wurden statistische Methoden angewendet, die einen Skalenübergang von der kleinräumigen Ebene auf größere Räume absichern sollten. Grundlage bildeten dabei die Modellergebnisse einzelner Teilprojekte des Verbundes GenEERA für kleinräumige Bedingungen. Als Ergebnis wurde eine Regionalstudie zum großräumigen Ausbreitungsverhalten für den norddeutschen Raum angestrebt.

Ergebnisse

Erstellung phänologischer Karten und Bestimmung von Klimaregionen

Der Schwerpunkt der Arbeiten lag zunächst im Zusammentragen umfangreicher Datensätze über Klimaverhältnisse, Landnutzung und Bodeninventar.

Auf dieser Basis konnten in einem ersten Schritt phänologische Karten zum Blühbeginn von Rapspflanzen für den Norddeutschen Raum entwickelt werden. Diese Karten dienten u.a. zur Auswahl und Überprüfung von Satellitenaufnahmen, in denen Rapsanbauflächen für die Jahre 1995 bis 2001 festgestellt werden.

Auf der Basis statistischer Analysen von Klimadaten (Niederschlag, Temperatur, Sonnenscheindauer) Norddeutschlands konnten in einem weiteren Schritt charakteristische Klimaregionen für die Modellbildung bestimmt werden.

Um typische Windverhältnisse im Blühzeitraum des Raps räumlich differenziert darzustellen, wurden umfangreiche Datensätze mit Angaben zur Windgeschwindigkeit und -richtung von 225 Stationen des Deutschen Wetterdienstes in Norddeutschland für den Zeitraum 1950 bis 2001 ausgewertet. Die Windverhältnisse sind ein wichtiger Faktor bei der Ausbreitung und Auskreuzung von Rapspollen.

Bestimmung von Szenarioräumen der Rapsausbreitung

Durch die Kombination von Blühperiode, Klimaregionen, Windverhältnissen und landschaftsökologischer Ausstattung konnten schließlich acht repräsentative Szenarioräume bestimmt werden, die durch das Teilprojekt 4 (GenEERA IV) um agronomische Angaben wie Anbaumanagement, typische Fruchtfolge sowie Anbaudichte ergänzt wurden. In den auf diese Weise festgelegten repräsentativen Räumen in Norddeutschland wurden die im Teilprojekt 1 (GenEERA I) vorgesehenen Modellierungen zur Rapsausbreitung vorgenommen.

Extrapolation der Modellrechnungen

Die im Teilprojekt 1 (GenEERA I) durchgeführten Szenarioberechnungen zur Ausbreitung von gv-Raps für die unterschiedlichen Modellräume wurden im letzten Schritt wieder auf die Räume Norddeutschlands übertragen und kartographisch dargestellt. Für die differenzierte räumliche Darstellung der Ausbreitungsszenarien wurden zusätzlich Angaben zur Rapsanbaudichte und Feldgröße sowie zur potenziellen Verbreitung und Häufigkeit von Kreuzungspartnern des Raps erzeugt.

Die von dem Modell gelieferten Ergebnisse stimmen mit den bislang veröffentlichten Untersuchungen zur Verbreitung und Überdauerungsfähigkeit von Raps-Transgenen überein. Sie zeigen, dass sowohl bei einem gv-Anteil von 50 Prozent als auch in geringerem Maße bereits bei 10 Prozent im Rapsanbau mit flächendeckenden Einträgen von Transgenen in konventionelle Felder und Wildrapspopulationen zu rechnen ist. Die Höhe des Eintrags ist von verschiedenen Faktoren abhängig und unterliegt regionalen Selbstverstärkungseffekten durch die jeweils gegebene Raps-Anbaudichte.