Die Stickstoffdünger-Verschmutzung kartiert die geschätzte Umweltbelastung durch den Einsatz stickstoffbasierter Düngemittel in der Landwirtschaft. Stickstoff (N) ist der weltweit am häufigsten eingesetzte Makronährstoff in landwirtschaftlichen Systemen. Obwohl er für das Pflanzenwachstum unverzichtbar ist, geht ein erheblicher Anteil des ausgebrachten Stickstoffs durch Auswaschung ins Grundwasser, Verflüchtigung als Ammoniak (NH₃), Oberflächenabfluss und mikrobielle Denitrifikation mit Bildung von Lachgas (N₂O) verloren.
Dieser Indikator ist für das Biodiversitätsmonitoring von zentraler Bedeutung, da überschüssiger reaktiver Stickstoff weltweit einer der durchgreifendsten Treiber der Ökosystemdegradation ist. Stickstoffeintrag in aquatische Ökosysteme löst Eutrophierung aus — das übermäßige Wachstum von Algen und Wasserpflanzen —, die den gelösten Sauerstoff erschöpft (Hypoxie), Nahrungsnetze zum Zusammenbruch bringt und „Todeszonen" in Flüssen, Seen und Küstengewässern erzeugt. In terrestrischen Ökosystemen verändert der Stickstoffeintrag die Bodenchemie, begünstigt schnellwachsende stickstoffliebende Arten auf Kosten spezialisierter Flora, verringert die Pflanzenvielfalt und beeinträchtigt Lebensräume für abhängige Fauna wie Bestäuber und Bodenlebewesen. Darüber hinaus ist N₂O aus gedüngten Böden ein starkes Treibhausgas mit einem Treibhauspotenzial, das 298-mal höher ist als das von CO₂.
Die Daten stammen aus dem NPKGRIDS-Datensatz (v1.08) der University of Minnesota / Global Landscapes Initiative, mit einer nativen Auflösung von ~10 km (5 Bogenminuten). Die Variable Nrate gibt die Gesamtstickstoff-Ausbringungsrate in kg N/ha/Jahr an, aggregiert über alle 175 Kulturpflanzenklassen. Ein Verlustanteil von 50% wird zur Schätzung der Umweltverschmutzung angewendet.
xarray gelesen. Die Variable Nrate (kg N/ha/Jahr) wird extrahiertN_Verschmutzung = Nrate_gesamt × 0,50
gnuplot2-Farbskala mit PowerNorm-Normalisierung (Gamma=0,4). Wertebereich: 0 bis 9.720 kg/haPuffer: 25.000 m (25 km) um das Polygon.
| Code | Name | Anbieter | Auflösung | Verfügbarkeit |
|---|---|---|---|---|
WRD_NPKGR_20 | NPKGRIDS v1.08 | Nature Scientific Data / University of Minnesota | ~10 km (5 Bogenmin.) | 2020-01-01 — 2020-12-31 |
| Indikator | Einheit | Bereich | Invertiert |
|---|---|---|---|
fertilizer_pollution_n | kg N/ha/Jahr | [0, 50, 100, 200, 500, 1000] | Ja |
Invertiert = Ja: niedrigere Werte der Stickstoffverschmutzung zeigen weniger Umweltkontamination und günstigere Bedingungen für die Biodiversität an.
| Stufe | kg N/ha/Jahr | Interpretation |
|---|---|---|
| A (Ausgezeichnet) | 0 – 50 | Minimale Stickstoffverschmutzung — naturnahe Bedingungen |
| B (Gut) | 50 – 100 | Geringe Stickstoffverschmutzung — mäßiger landwirtschaftlicher Einfluss |
| C (Mäßig) | 100 – 200 | Mäßige Stickstoffverschmutzung — spürbare Belastung der Ökosysteme |
| D (Schlecht) | 200 – 500 | Hohe Stickstoffverschmutzung — erhebliches Eutrophierungsrisiko |
| E (Kritisch) | > 500 | Sehr hohe Stickstoffverschmutzung — schwere Ökosystemschädigung |
gnuplot2-Farbskala mit PowerNorm (Gamma=0,4) verbessert die Unterscheidung bei niedrigen WertenVerantwortlich: Claudio Barbieri
Die Fertilizer Pollution N Karte zeigt die Stickstoff (N)-Verschmutzung unter Verwendung von NPKGRIDS v1.08. Die Stickstoffanwendungsraten werden über 175 Pflanzenklassen summiert. Eine Verlustfraktion von 50% wird angewendet (Auswaschung, NH3-Verflüchtigung, N2O-Denitrifikation, Oberflächenabfluss). Die Daten werden bilinear von ~10 km auf ~1.7 km interpoliert und mit der gnuplot2-Farbkarte (PowerNorm gamma=0.4) dargestellt.