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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-31003
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/3100/


Ecker, Elke

Landnutzungsänderung im Umfeld des Nationalparks Doñana am Beispiel der Gemarkung Almonte (Südwestspanien)

Land-use changes in the western part of Doñana National Park as illustrated by the Community of Almonte (southwestern Spain)

Dokument1.pdf (49.368 KB) (md5sum: fb429980e1d2e58f6c8d2011afd38df7)

Kurzfassung in Deutsch

Die vorliegende Forschungsarbeit zeigt die Ursachen und Folgeprobleme von Landnutzungsänderungen, die in den letzten 40 Jahren auf den Naturraum von Almonte wirkten. Dieser im Südwesten von Andalusien in Spanien gelegenen ca. 86.000 ha großen Gemeindefläche kommt eine besondere Bedeutung zu. Im Westen grenzt die Nutzfläche an den Nationalpark Doñana, einem international bekannten Feuchtgebiet. Veränderungen in der Landnutzung können dadurch unmittelbar auf dieses Schutzgebiet wirken. Darüber hinaus stehen die Entwicklungen, die in Almonte einen Wandel hervorriefen beispielhaft für die Landschaften in der Küstenregion der Provinz Huelva. Die Ausdehnung des bewässerten Anbaus, vor allem für den Anbau von Erdbeeren, führte dazu, dass sich diese Region zur Erdbeerkammer Europas entwickelte. Zusammen mit der Bevölkerungszunahme und dem Ausbau des Tourismus belasten diese Veränderungen zunehmend den Aquifer Almonte-Marismas. Mittlerweile werden mit seinem Wasser ca. 250.000 Menschen versorgt und auf seiner Fläche ca. 14.000 ha Land bewässert. Nicht nur durch den bewässerten Anbau sondern auch den Beitritt zur EU- erfuhr dieser einst ökonomisch schwach entwickelte Raum deutliche Impulse, die einen Wandel in der Landnutzung hervorriefen.
Ziel dieser Forschung war es die Veränderungen in der land- und Forstwirtschaftlichen Nutzung, ihre Ursachen sowie ihre Auswirkungen auf den Landschaftshaushalt zu untersuchen. Um die Impulse herauszufinden, die eine Nutzungsänderung induziert haben, wurden sozioökonomische und naturgeographische Aspekte sowie der Einfluss von agrarpolitischen Maßnahmen und hier hauptsächlich der EU-Agrarpolitik (GAP) untersucht. Die Veränderungen in der Landnutzung und ihre Auswirkungen wurden für den Raum Almonte durch Literatur- und Kartenauswertungen erfasst. Ergänzend erfolgte für die Dokumentation der Probleme in der Nutzung von Wasserreserven eine Recherche von Messdaten zur Grundwasserabsenkung sowie der Salz- und Nitratbelastung bei den spanischen Behörden. In drei ausgewählten Testgebieten wurden im Rahmen von Geländeerhebungen die Untersuchungen von Veränderungen und Auswirkungen vertieft. Dabei war es Aufgabe mit einfachen Geländemethoden flächenhaft zu prüfen, welche Auswirkungen die einzelnen Nutzungen auf die Boden- und Wasserpotenziale sowie auf die Kulturlandschaft haben. Der Schwerpunkt dieser Geländeerhebungen lag in der Erfassung der Nitratbelastungen in Boden und Wasser, in der Prüfung der Eignung des Wassers für die Bewässerung sowie in der Aufnahme von Bodenerosion und Landschaftsschäden. Die Untersuchungen der Nitratbelastungen wurden mit den Reflecto-quant Nitratschnelltests der Firma Merck, KGaA, Darmstadt in situ durchgeführt. Insgesamt wurde Nitrat auf ca. 30 km² (Quadratkilometer) Fläche mit 482 Messungen an 48 Probenahmepunkten im Grundwasser und mit 133 Messungen in einer Herbst und 159 Messungen in einer Frühjahrsbeprobung im Boden nachgewiesen. In den Fließgewässern wurde die Nitratkonzentration an 25 Messpunkten mit 281 Messwerten gemessen. Die Messungen erfolgten monatlich von 1996 bis 1997 und wurden durch eine Stichprobenmessung im Mai 2005 ergänzt. Die Bewertung der Ergebnisse erfolgte unter Anwendung von verschiedenen Methoden der Gewässerbeurteilung (u.a. SchALVO, 2001; LAWA, 1998; FAO; 1994 und Nitratrichtlinie, 91/676/EWG). Darüber hinaus wurde im Rahmen der gesetzlich vorgeschriebenen Gewässerreinhaltung die Umsetzung der EU-Wasser-Rahmenrichtlinie (EU-WRRL) analysiert.

Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass das Naturpotenzial, die sozioökonomischen Verhältnisse, die Rentabilität der Anbauprodukte sowie die agrarpolitischen Maßnahmen einen beträchtlichen Einfluss auf die Flächennutzungen haben. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass diese Veränderungen zum Teil erhebliche Landschaftsschäden hervorrufen. Die Untersuchung der Auswirkungen auf den Boden- und Wasserhaushalt zeigen, dass von einigen Nutzungen zum Teil nicht wiederherzustellende Gefährdung und Schädigung von Naturraumpotenzialen entstehen.
Die Nitratnachweise an den Grundwassermesspunkten ergaben eine mittlere Belastung von 54 mg/l und überschreiten damit den Schwellenwert von 50 mg/l der EU-Nitratrichtlinie. Die Stichprobenmessung vom Mai 2005, die an der Mehrzahl der Brunnen dieses Messnetzes durchgeführt wurde ergab, dass die mittlere Nitratkonzentration fast gleich hoch geblieben ist. Hingegen zeigen die Nitratnachweise, die von der Landwirtschaftsbehörde im Rahmen der Nitratrichtlinie an wenigen Messpunkten erhoben werden mit einer mittleren Nitratkonzentration von 5 mg/l (1999) und 8,7 mg/l (2001) eine deutlich geringere Belastung (CONSEJE-RIÁ DE MEDIO AMBIENTE, 2002 und 2000). Die Ergebnisse zeigen, dass mit einer hohen Anzahl von Nitratmessungen eine wesentlich höhere Belastung nachgewiesen werden konnte, als an den 8 bzw. 9 Messpunkten, die von Seiten der Behörden für den Nitratnachweis beprobt werden. Bei den Fließgewässern wurde im Vorfluter Rocina der Median der Nitratkonzentration von 6 mg/l für den Santa Maria der Median der Nitratkonzentration von 18 mg/l ermittelt. Nach den Gewässergütekriterien der LAWA (1998) konnte der Santa Maria als kritisch belastet, der Rocina nach Hütter (1992) als unbelastet festgestellt werden. Die Stichprobenmessungen im Mai 2005 ergaben ähnliche Belastungen wieder. Die Auswertungen der Nitratgehalte im Boden ergaben dass die SchALVO-Überwachungswerte im bewässerten Anbau am häufigsten überschritten werden.
Insgesamt ergaben die Erhebungen, dass im Grundwasser, den Fließgewässern sowie im Boden bei allen Nitratmessungen die Standorte mit bewässertem Anbau von Erdbeeren die höchsten Belastungen zeigten. Im Trockenfeldbau wurden erhöhte Nitratwerte in den Brunnen und Stickstoffgehalte in Böden vorgefunden in deren Einzugsgebiet einjährige Kulturen standen. Die höchsten Stickstoffgehalte wurden dann vorgefunden, wenn Getreide angebaut war.
Die Untersuchung der Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf den Boden ergab im Trockenfeldbau, dass der Anbau von einjährigen Kulturen auf sandig-schluffigen, im Untergrund verfestigten tonig-lehmigen Böden, bei Hangneigungen von 3 % zu einem erhöhten Erosionsrisiko beiträgt. Es konnte gezeigt werden, dass die EU- Programme zur Förderung des Anbaus von einjährigen Kulturen gerade in den neunziger Jahren zu weitreichenden Bodendegradierungen auf diesen Standorten führte, die bis heute das Ertragspotenzial dieser Böden beeinträchtigt.
Von den agrarischen Nutzungen wurden der Wein- und der Olivenanbau als diejenigen Anbaukulturen vorgefunden, die am Besten an den Naturhaushalt angepasst sind. Alle Nachweise, die im Rahmen dieser Untersuchung geführt wurden, um Auswirkungen von Landnutzungen festzustellen: Bodendegradation, Erosion, Nitratbelastung im Grundwasser und den Vorflutern, Wirkungen auf die Wasserreserven sowie Beeinträchtigungen des Landschaftsbildes ergaben, dass diese Kulturen zu keiner nennenswerten Beeinträchtigung führen. Hingegen zeigen die Entwicklungen im bewässerten Anbau und der Anbau von einjährigen Kulturen zu erheblichen Beeinträchtigungen in den Landschaftshaushalt führen kann.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass sowohl innerhalb der EU- als auch der nationalen spanischen Agrarpolitik die landwirtschaftliche Nutzung dringend Vor Ort auf Standorteignung und Nachhaltigkeit zu prüfen ist. Hier sind umfangreiche Kontrollen notwendig, um sicherzustellen, dass die in der neuen GAP eingeführten Umweltstandards umgesetzt werden. Um eine nachhaltige Nutzung des Agrarraums und seiner Wasserreserven zu gewährleisten, ist ein intensiver Schutz notwendig. Dieser könnte umfassend geleistet werden, wenn der gesamte Aquifer als Wasserschutzgebiet ausgewiesen würde.


Kurzfassung in Englisch

This research project addresses the causes of changes in land use over the last 40 years in the community of Almonte and related problems in respect of the soil and water balance. In order to determine the factors that led to these changes, farming problems and agrarian policies are analysed with special consideration of EU agricultural policy. In addition, attention is paid to the current conflict between preserving the protected area of the Doñana National Park on the one hand and promoting agricultural development on the other. The environmental investigation focuses on problems related to water usage, identifying the nitrogen (N) content in soil and water and the extent of soil erosion. Agroecological and agropolitical conditions und their effectiveness as development motors in this region are also described.

This research represents a contribution to the understanding of land use change and land degradation in Mediterranean areas. It has been conducted within the scope of the working group „Applied Geography of the Tropics and Subtropics (APT)” at the Department of Physical Geography of the University of Freiburg, Germany. It was funded by a scholarship from the special „University Program II of the State of Baden-Württemberg for Women Resuming their Studies” and a doctoral scholarship from the Heinrich-Böll-Foundation in Berlin.

Almonte is located in the coastal region of the province of Huelva, South West Andalusia. The agriculturally utilised zone of this community comprises the area adjacent to the Cota Doñana National Park to the west. This park consists, apart from sandy areas like dunes, of wetlands formed by the Guadalquivir marshes and ecozones which are characterized by high groundwater levels. The water influenced zones play a uniquely important role as resting and breeding sites for migratory birds in Europe. However, the preserve’s existence is increasingly coming under threat from economic developments in the sectors of agriculture, forestry, tourism and ur-ban development in the surrounding region. These changes have, on the one hand, contributed to an urgently needed economic upturn in this underdeveloped area. On the other hand, they are having an increasingly significant effect on natural re-sources. In Almonte, the principal factors under discussion in connection with these changing land use practices are overuse of groundwater reserves causing the groundwater horizon to fall, water contamination (fertilizers, pesticides) and huge sand deposits left by fluvial soil erosion (JUNTA ANDALUCIA, 2003 und 2003 A, GONZALES RUIZ & VILLA DIAZ, 2003, CUSTODIO, 2001 und 1995, COROMINAS, 1999, CASTELLS, 1992). These effects result primarily from land use changes due to:

– increasing irrigated cultivation of crops for export (mainly strawberries and oranges)
– abandoning areas traditionally used to grow crops, and
– clearing forests and replanting with eucalyptus trees.

Farming practices have also changed, primarily shifting from extensive, low-yield dry farming of grapes, olives and grain to intensive farming with the aim of maximum productivity. This productivity is achieved by applying new agricultural methods and equipment and large amounts of fertilizer either in dry or irrigation farming. Especially in the case of irrigation farming, which is predominantly practiced on sandy soils with a low nutrient storage capacity, the danger of fertilizers leaking into the groundwater and tributaries is very great.

To study aspects of land use change and how they are affecting the environment, current and historical land use was charted by cartography and field work and documented for the community of Almonte and, in a more differentiated manner, at three test sites exhibiting the typical processes that are influencing land use change in this region. The environmental problems affecting the investigation areas of the community of Almonte were studied by documenting the general problems caused by land use change and extended data research concentrating mainly on water contamination (nitrogen and salinity) and declining water reserves. At the three test sites located on a total of about 30 km² erosion and soil degradation processes were intensively stud-ied, nitrogen levels in the groundwater and soil were measured in-situ by reflectometric methods using nitrate test sticks and the associated Reflectometer RQflex supplied by the Merck company (MERCK KGAA, Darmstadt). Additionally, the electrical conductivity and the pH value of the water were measured. The groundwater parameters were measured monthly at 48 fixed locations over a period of one year, whilst the soil nitrogen levels were determined at 68 sites at various depths, once in the spring and once in the fall. To determine nitrogen pollution in rivers and streams, these were monitored once a month at 31 riverside locations in the course of one year. All these studies were carried out between 1996 and 1998 and were supplemented for purposes of comparison by a review of the results consisting of two sam-ple measurements in June and May 2005.
The results revealed that the highest nitrate levels in groundwater and streams and the highest soil nitrogen levels occurred at locations where strawberries are produced with artificial irrigation. In areas with dry farming, nitrate levels measured in groundwater and nitrogen levels in soils were higher where annual crops were cultivated. The highest levels in dry farming areas were found in grain growing areas. The results from the measurements of groundwater nitrate levels in the year 1996/97 in an area of about 30 square kilometers returned average nitrate levels above the 50 mg/l ceiling imposed by the EU nitrates directive ((91/676/EWG). In 2005, the aver-age value was close to 40 mg/l.
The monthly nitrogen load measurements carried out in river courses during 1996/97 returned a median nitrate value of 6 mg/l for the Rocina, representing a natural nitrate level for surface waters according to HÜTTER (1992), and 18 mg/l for the Santa Maria, which represents a critical load (LAWA, 1998). Further, a clear relationship between agricultural usage and nitrate input into drainage water was established. As for the case of groundwater, the highest nitrate loads were found in receiving streams which drain irrigated areas.
Regarding the methodology, the results indicate that with simple in situ measurements it is possible to cover a large investigation area quickly and effectively with dense coverage and a large number of measurements. The program was able to reveal a significantly higher degree of nitrate pollution than is indicated by official fig-ures based on just a few selected measurements (CONSEJERIÁ DE MEDIO AMBIENTE, 2002 and 2000). In addition, the results show that there is a need to expand the nitrate monitoring network by increasing the number of measurement points in the aq-uifer.
With respect to the effects of land use change on soils in dry farming systems, it was found that in this region, annual crops can increase the risk of erosion on slopes of three percent gradient or more with a sandy-silty substratum. It was also possible to show that agro-political programs to encourage the growing of annual crops (for example wheat and sunflowers) were major contributors to severe soil degradation at these locations. As a result, the potential yields of these soils remain low to this day. The study also showed that grapes and olives are the agricultural products that are best adapted to this natural environment. Neither of these crops adversely affects the quality of the soil or water. This conclusion is valid in respect of all the factors investigated in the course of this research: land degradation, erosion, nitrate load in groundwater and receiving streams, effects on water reserves and disturbance of the natural landscape. Irrigated cultivation, in contrast, significantly disturbed the natural equilibrium. Various pressures on natural resources and extensive damage have resulted from factors such as high soil nitrogen and high levels of nitrate in water caused by irrigated agriculture, massive soil relocation and erosion in various areas, construction of artificial ponds for irrigation purposes and overexploitation of water reserves.

The results, which have been elaborated using the coastal region of Huelva in Al-monte as a model show that there is an urgent need to revise agricultural practices based on the suitability of locations and sustainability as defined by the EU's agricultural policy and the Spanish agricultural authorities. In addition, an awareness of the local natural conditions in the growing regions must be seen as a prerequisite for establishing the necessary special programs. Also, it is necessary to develop programs to take account of the socioeconomic situation of the agricultural zone.

The region’s economic growth, which is urgently needed, is closely linked to the availability of water reserves. Besides being an important economic factor, water plays a crucial role in protecting wetlands. It is therefore vital to assign adequate im-portance to the quantity and quality of water for the entire Almonte-Marisma aquifer. This aquifer is the main source of water for some 250.000 people and an area of about 14.000 ha irrigation land. Good quality water is also needed to develop tourism.

In view of the fact that we have been able to demonstrate that nitrate levels in the Almonte-Marismas irrigation area have tripled over the last 15 years – despite the fact that irrigated agriculture has only been practiced for the last 20 years – it is probable that these levels will continue to rise unless effective steps are taken to counteract the trend. This is to be underlined by an urgent call for action to provide better protection for this aquifer than is afforded by present EU-nitrate guidelines.

A possible solution that could ensure sustainable use and adequate conservation of these water reserves would be to turn the entire aquifer into a water protection area. This would include legally binding rules on appropriate land use and a strict program of water and soil monitoring. With such a declaration the degree of compliance in re-spect of conserving or restoring groundwater quality could be monitored. A possible example which illustrates this kind of water monitoring is the German Water Protec-tion Ordinance of the State of Baden-Württemberg (SchALVO, 2001)). In contrast, the EU nitrates directive only prescribes programs aimed at reducing nitrate pollution without legally binding rules for farmers. Experience gained in Germany has shown how long it can take and how difficult it is to bring about a reduction in groundwater nitrate levels. Continuous efforts have been made for over 20 years to lower nitrate levels in German groundwater, and yet only in the last few years have some modest improvements been observed (LUBW, 2005; BMU, August 2004; FLAIG & LEHN, 2002).


SWD-Schlagwörter: Umwelt, Landwirtschaft, Bodendegradation, Nitrat, Nachhaltigigkeit, Wasserprobleme,
Freie Schlagwörter (deutsch): Landnutzungswandel, Agrarentwicklung, Bewässerung, Erdbeeren, Salz, Wasserreserven, Feuchtgebiete, Marismas (Marschen)
Freie Schlagwörter (englisch): Watercontamination, Nitrate , Landuse change , Wetlands , Donana, Erosion, GAP (Common Agricultural Policy), Saltintrusion, Irrigated Agriculture
Institut: Institut für Physische Geographie
Fakultät: Fakultät für Forst- und Umweltwissenschaften
DDC-Sachgruppe: Land- und Forstwirtschaft, Veterinärmedizin
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Mäckel, Rüdiger (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 01.01.2007
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 03.07.2007
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