Integriertes System naturbasierter Lösungen zur Minderung von Hochwasser- und Dürrerisiken im Einzugsgebiet des Flusses Serchio (Italien)
Massaciuccoli See (7 km2 breit und ca. 2 m tief) ist ein Küstensee, umgeben von sumpfigen Gebieten, die Teil des Serchio Flusseinzugsgebiets sind. Ein großer Teil des Beckens wird seit 1930 durch ein komplexes Netz von künstlichen Gräben und Pumpstationen, die Wasser aus den entwässerten Gebieten in den See zwingen, für landwirtschaftliche Zwecke entwässert. Als endgültiger Wasserrezeptor ist der Massaciuccoli-See zu einem empfindlichen und anfälligen Bereich geworden, insbesondere für Nährstoffe wie Nitrate und Phosphate, die aus großflächiger und intensiver landwirtschaftlicher Nutzung stammen und Silting-Phänomenen ausgesetzt sind. Angesichts des ökologischen Werts dieses Feuchtgebietes (Standort von gemeinschaftlicher Bedeutung – GGB, Sonderschutzgebiet – SPA und Ramsar) wurden Maßnahmen zur Wiederherstellung und Erhaltung dieses Feuchtgebietes geplant. In diesem Zusammenhang zielt das PHUSICOS-Projekt EU-Horizont 2020 (2018-2023) darauf ab, naturbasierte Lösungen (NbS) zu identifizieren, anzuwenden und zu überwachen, um den Auswirkungen des Klimawandels (hauptsächlich Dürren und Überschwemmungen) entgegenzuwirken und die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems insgesamt zu erhöhen. NBS, die für das Serchio-Flussbecken ausgewählt wurden, sollen auch den Boden- und Nährstoffverlust aus kultivierten Feldern begrenzen und die Schadstoffbelastung in den See reduzieren. NBS umfassen: eine Phyto-Zerstörungsanlage, großflächige Pufferstreifen kombiniert mit konservatorischen Landwirtschaftstechniken (Mindesttillage und Deckpflanzen), natürliches Management von Kanälen und ein Wassereinlagerungsbecken. NBS wird durch den Ansatz „Living Lab“ umgesetzt, ein weitgehend partizipativer Ansatz, der international als effizientes Modell zur Bewältigung von Umweltproblemen und zur Erreichung von Multifunktionalität anerkannt ist. Der Ansatz basiert auf der aktiven Einbindung der Stakeholder mit dem Ziel, gemeinsam innovative Lösungen zu entwickeln, zu validieren und zu testen. Ein multidisziplinäres Überwachungsprogramm testet die Wirksamkeit der bisher im Einzugsgebiet Serchio implementierten NbS.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Das Serchio-Flussbecken ist nach italienischem Recht als Becken von nationalem Interesse definiert. Der untere Teil des Flusses Serchio umfasst das Unterbecken des Sees Massaciuccoli. Das Becken ist Teil des regionalen Naturparks Migliarino, San Rossore, Massaciuccoli und umfasst Gebiete von naturalistischem Interesse und mit wertvoller biologischer Vielfalt von internationaler und nationaler Bedeutung (Teil des Natura-2000-Netzes als Sonderschutzgebiet und Gebiet von gemeinschaftlicher Bedeutung sowie RAMSAR-Gebiet). Seit Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts ist das Gebiet durch einen starken Prozess der landwirtschaftlichen Entwicklung und Urbanisierung gekennzeichnet, der zu einer tiefen Transformation des Territoriums führte. Eine einzigartige Kombination von Herausforderungen, vor denen der Massaciuccoli-Unterbecken steht, sind:
- Extreme Dürre- und Wasserdefizite, insbesondere von Mai bis September;
- Hydraulikrisiko im Zusammenhang mit Überschwemmungen aus dem Fluss Serchio und Überschwemmungen aus dem See;
- Wasserverschmutzung;
- Erosive Prozesse, Bodenverlust;
- Natürliche und von Männern verursachte Absenkung;
- Beeinträchtigung der Qualität der Ökosysteme und der biologischen Vielfalt.
Einige dieser Herausforderungen werden durch den Klimawandel verschärft, was eine Anpassung der lokalen Bevölkerung, insbesondere durch die Einbeziehung des Agrarsektors, erfordert.
Die Prognosen des Klimawandels in Italien deuten auf einen Temperaturanstieg, Veränderungen der Niederschlagsmuster mit hoher räumlicher Variabilität, erhöhte Häufigkeit und Dauer extremer Wetterereignisse hin. Das Mittelmeer wird als Dürre-Hotspot anerkannt, mit steigenden Werten (EWR-Indikatorbewertung für Dürren) sowohl für die Dürrehäufigkeit, bis zu 1,3 Ereignisse pro Jahrzehnt im Zeitraum 1950-2015 als auch für die Trockenheit. Die Prognosen deuten auf einen weiteren Anstieg der meteorologischen Dürren auf + 0,7 Ereignisse pro Jahrzehnt im Zeitraum 2040-2070 gegenüber dem Zeitraum 1980-2015 hin, der am stärksten für das Szenario mit hohen Emissionen (RCP8.5) und für das gemäßigte Szenario (RCP4.5) am stärksten ausgeprägt war. Auch das Vorkommen und die Häufigkeit von Flussfluten, die durch intensive lokale Niederschlagsereignisse ausgelöst werden, werden voraussichtlich bis 2070 zunehmen (EWR-Indikatorbewertung für Flussfluten).
Ziele
Aktionsstrategien, die im Gebiet Massaciuccoli Lake durchgeführt werden, kommen aus dem „PHUSICOS – Entsprechend der Natur“, Projekt, finanziert durch das EU-Programm Horizont 2020. Ziel war es, zu demonstrieren, wie Nature-Based Solutions (NbS) angemessen, wirtschaftlich und ökologisch nachhaltig sind und in der Lage sind, das Risiko extremer Wetterereignisse (insbesondere Überschwemmungen und Dürren) in ländlichen Landschaften zu reduzieren, die Widerstandsfähigkeit zu erhöhen und die Auswirkungen des Klimawandels zu kontrastieren. Die während des Projekts durchgeführte NbS, die über einen partizipativen Pfad identifiziert wurde, kann dazu beitragen, das hydrogeologische Risiko zu mindern und das empfindliche Umweltsystem des Massaciuccoli-Seegebiets zu verbessern. Die im Rahmen des PHUSICOS-Projekts durchgeführte NbS ist Teil eines umfassenderen allgemeinen Interventionsplans des Einzugsgebiets Serchio mit dem übergeordneten Ziel, das hydrogeologische Risiko des Gebiets zu verringern und die Funktionalität des Ökosystems wiederherzustellen.
Ein weiteres Ziel der in diesem Fall implementierten Lösungen war es, die Anwendung des Ansatzes „Living Labs“ in landschafts- und umweltbezogenen Themen zu testen und zu untersuchen, wie er bei der kooperativen Planung von NbS den Herausforderungen aufgrund des Klimawandels im Serchio-Flussbecken gegenüberstehen könnte. Ein Living Lab ist ein physischer Raum und Interaktionsraum, in dem Stakeholder ein Netzwerk bilden, in dem Unternehmen, öffentliche Einrichtungen, Universitäten, generische Nutzer (als Bürger) und andere Akteure zusammenarbeiten, um gemeinsam neue Technologien, Dienstleistungen, Produkte und Systeme in realen Kontexten zu erstellen, zu validieren und zu testen. Eine solch intensive Zusammenarbeit zwischen verschiedenen öffentlichen und privaten Akteuren sowie Bürgern bei der Mitgestaltung und Umsetzung von Lösungen wird als effizientes Instrument der Umweltpolitik anerkannt und kann für die erfolgreiche Umsetzung von NbS von entscheidender Bedeutung sein. Die Einbeziehung der lokalen Akteure und der Gemeinschaft in die Mitgestaltung des NbS hatte auch das Ziel, die Akzeptanz und Umsetzung solcher innovativen und nachhaltigen Lösungen zu erleichtern sowie das Gefühl der Gemeinschaft, der Zugehörigkeit und des Schutzes des Territoriums zu stärken.
Das Endziel des Projekts war es, mehrere Umweltverbesserungen im Einzugsgebiet von Serchio zu erreichen, indem die Widerstandsfähigkeit des Gebiets gegenüber mehreren Belastungen erhöht, die biologische Vielfalt und Nutzbarkeit von Naturgebieten gefördert und die Replikation von NbS als „Best Practice“ in anderen Gebieten ermöglicht wird, indem landwirtschaftlichen Betrieben in der Post-Covid-19-Phase neue Möglichkeiten für Wachstum, Entwicklung und Revitalisierung geboten werden.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Der breite Interventionsplan für das Einzugsgebiet Serchio und den Massaciuccoli-See umfasst folgende Maßnahmen:
- Eine Pflanzenzerstörungsanlage von 45 ha, im Bau. Das Phytodepurationssystem befindet sich südöstlich des Sees Massaciuccoli und wurde bereits teilweise für eine Fläche von 15 Hektar gebaut und aktiviert. Der verbleibende Teil befindet sich im Bau und wird bis 2021 abgeschlossen sein. Es wird projiziert, etwa 135,000 mc/Tag Wasser zu behandeln.
- Pufferstreifen entlang zweier Hauptbereiche des Sekundärkanalnetzes. Pufferstreifen sind pflanzliche Flächen, die aus mehrjährigen krautigen Arten und/oder Baum- und Straucharten bestehen, die am Rande von Anbaufeldern platziert sind. Sie haben den Vorteil, im Laufe der Zeit reversibel, nachhaltig, synergistisch mit anderen Maßnahmen zu sein. Pufferstreifen begrenzen die Bodenerosion, fangen Sedimente ein und verbessern die Filtration potenzieller Nährstoffe oder Schadstoffe, die in Gewässer fließen, und tragen zur Verbesserung der Wasserqualität und des ökologischen Zustands von Seen und Umgebungen bei. Eine konsequente Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Gebiets gegenüber Mehrfachbelastungen wird erwartet.
- Die Erhaltungslandwirtschaft zeichnet sich durch eine erhebliche Verringerung der Bodenbearbeitungsintensität und durch den Einsatz von Deckpflanzen aus, wie z. B. Pflanzen („Lolium multiflorum Lam“), die zwischen verschiedenen Kulturen eingesetzt werden, nur für ökologische und agronomische Zwecke oder für die Sauerung. Die konservative Landwirtschaft wird auf einer Gesamtfläche von etwa 60 Hektar auf zwei Farmen (Azienda Agricola La Costanza, Azienda Agricola Bonifica della Casa Rossa) getestet, die am Demonstrationsfall Serchio des PHUSICOS-Projekts beteiligt sind.
- Sedimentationsbecken,im Bau. Das Becken wurde geplant, um den Transport von Boden und Nährstoffen weiter zu reduzieren. Es ist ein Wasserrückhaltebecken, das am Abfluss des Unterfangs gebaut wird, kurz vor der Pumpstation, die das Entwässerungswasser anhebt, um sie zum Massaciuccoli-See zu liefern. Das etwa 4,0 ha breite Sedimentationsbecken kann die Partikelmaterialien durch die Sedimentationsprozesse signifikant abbauen. Darüber hinaus können die Pflanzen, die um das Becken wachsen, Stickstoff aufnehmen und die Nährstoffbelastungen zum See reduzieren. Das Sedimentationsbecken ist sicherlich ein gutes Beispiel für einen Sieg – Gewinnmaß: neben dem Beitrag zur Verbesserung der Qualität der Wasserressourcen stellt es auch ein Wassereinlagerungsbecken dar, das die Auswirkungen von Überschwemmungen mildert und in Dürreperioden als Reservoir fungiert.
- Die „sanfte Verwaltung der Kanäle“ wirkt auf den effektiven Abschnitt der Kanäle; insbesondere der ursprüngliche Trapezabschnitt wird durch die Realisierung eines Auen an einem Ufer erweitert, das die Vegetation an den Ufern hält und Erosionsvorgänge verhindert. Die schonende Bewirtschaftung von Kanälen ist eine nachhaltige und ökologische Praxis, die darauf abzielt, die natürlichen Bedingungen der Wasserwege nachzubilden und/oder zu erhalten, indem morphologische Dynamik, Umweltvielfalt, hydraulische und ökologische Funktionen des Flusssystems nachgebaut werden. Die aquatische Vegetation der Kanäle begünstigt den natürlichen Prozess der Wasserablagerung von Schadstoffen. Das übergeordnete Ziel ist es, den Fluss während eines Hochwasserereignisses auf natürliche Weise auszudehnen und gleichzeitig die Vegetation an den Ufern zu erhalten, um die Wasserreinigung und die biologische Vielfalt zu erhöhen. Die Maßnahme, die sich noch in der Planungsphase (Aktualisierung 2021) befindet, wurde genehmigt und finanziert.
Dedizierte Living Labs wurden mit Berühmten und lokalen Stakeholdern gegründet, die ihr spezifisches Wissen zur Verfügung stellten und aktiv an der Co-Design und Implementierung der NbS auf einem gemeinsamen Weg teilnahmen. Der Living Labs-Prozess folgte drei Hauptphasen: I) verstehen, untersuchen, planen und erforschen; II) kreative Gestaltung und Verfeinerung; (III) Bewertung und Prüfung.
Die NBS-Wirksamkeit wird durch ein interdisziplinäres Überwachungsprogramm bewertet, einschließlich Bodenprobenahme und -analyse, Messung des Niederschlags- und Temperaturtrends, hydrogeologische und geochemische Charakterisierung von Boden und Wasser, qualitativ-quantitative Überwachung des Feststofftransports und Ernteproduktivität.
Relevanz
Der Fall wurde als Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt, umgesetzt und teilweise finanziert.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Seit Februar 2019 wurde das Programm der Arbeiten im Einzugsgebiet Serchio durch einen partizipativen Ansatz umgesetzt, der eine Vielzahl von Akteuren in Living Labs, technischen Diskussionstabellen und Entscheidungsprozessen aktiv einbezieht. An dem partizipativen Prozess beteiligten sich Interessenträger aus privaten Gruppen und Behörden wie dem Landerholungskonsortium Toscana Nord, dem regionalen Naturpark Migliarino San Rossore Massaciuccoli, den Gemeinden Vecchiano, Pisa, Viareggio und Massarosa, Handelsverbänden, Umweltverbänden, Landwirten und Bürgern.
Alle Beteiligten waren an allen Phasen des Living Lab-Prozesses beteiligt, von der Definition von Zielen und Zielen bis hin zu den Lösungen, einschließlich ihrer Konzeption und Umsetzung. Die Landwirte spielten bei dem Projekt eine Schlüsselrolle, indem sie ihre landwirtschaftlichen Flächen für die NbS bereitstellten und ihr spezifisches Fachwissen teilten. Sie haben die Kanäle neu geformt und typische einheimische Arten gesät, um als Puffer gegen den Abfluss von Nährstoffen und Chemikalien (Düngemittel, Pestizide) zu fungieren, die während der landwirtschaftlichen Praktiken verwendet werden. Sie trugen auch zur Schaffung des Sedimentationsbeckens durch eine Mischung aus Phragmites australis und Thypha latifolia Wasserpflanzen bei, um Sedimente einzufangen und seinen Fluss in das Becken zu stoppen.
Die Northern Apennines River Basin District Authority koordinierte und kofinanzierte die Arbeiten, um Kohärenz und Synergien mit anderen Aktivitäten und Landplänen wie dem Entwicklungsplan für den ländlichen Raum, dem Bewirtschaftungsplan für die Einzugsgebiete gemäß der europäischen Wasserrahmenrichtlinie und dem Hochwasserrisikomanagementplan gemäß der Europäischen Hochwasserrichtlinie sicherzustellen.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Erfolgsfaktoren für diese Fallstudie basieren hauptsächlich auf dem integrierten Ansatz, mit dem die vielfältigen Herausforderungen, mit denen das Einzugsgebiet von Serchio konfrontiert ist, angegangen werden. Die Auswirkungen des Klimawandels (insbesondere Dürren und Überschwemmungen) wurden als Teil eines umfassenden Interventionsplans betrachtet, der sich mit nicht klimatischen Belastungen wie Eutrophierung, Wasserverschmutzung, Bodenerosion und Verlust an biologischer Vielfalt in einem Gebiet von international anerkanntem hohem ökologischen Wert befasst.
Andere Erfolgsfaktoren stehen im Zusammenhang mit dem in diesem Interventionsplan verwendeten Ökosystemansatz, der mehrere synergische naturbasierte Lösungen ausgewählt hat, da kein Bedauern, nachhaltige und wirksame Maßnahmen mit einem hohen Potenzial zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des Ökosystems bestehen.
Auch der Living Lab-Ansatz trug zum Erfolg der geplanten Lösungen bei. Die uneingeschränkte Einbeziehung der Interessenträger und insbesondere der Landwirte trug dazu bei, Lösungen auf den lokalen Kontext abzustimmen, neue Ideen anzuregen und zusätzliche Lernmöglichkeiten zu schaffen.
Die Umsetzung eines detaillierten und multidisziplinären Überwachungsprogramms, das anhand wissenschaftlicher Daten die Wirksamkeit des implementierten NbS nachweisen kann, kann die Übertragbarkeit bewährter Verfahren auf andere Bereiche mit ähnlichen Herausforderungen fördern.
Die Faktoren, die die Durchführung der ermittelten Maßnahmen verlangsamt haben, sind hauptsächlich bürokratisch und verwaltungstechnisch. Derzeit betrachtet die italienische Gesetzgebung NbS als naturalistische Ingenieurarbeiten, die ein langes Genehmigungsverfahren erfordern. Darüber hinaus wurden viele Treffen durch Living Labs-Sitzungen benötigt, die Zeit erforderten, um die Beziehungen zu einigen Stakeholdern und zu Handelsverbänden zu stärken, um das Projekt, die NbS und ihre Anwendungen zu veranschaulichen und zu erklären.
Kosten und Nutzen
Es wird erwartet, dass die Einführung von NbS im Einzugsgebiet von Serchio den Prozess der Entladung von Schadstoffen aus den landwirtschaftlichen Flächen zum See verlangsamt, den ökologischen Zustand der Seeökosysteme und der umliegenden Gebiete verbessert, das Wiederauftauchen von Tierarten begünstigt und die biologische Vielfalt verbessert. Die Umsetzung dieser Maßnahmen wird auch zur Bekämpfung der Bodenerosion und zur Verringerung des festen Transports durch die Kanäle beitragen. Alle diese Maßnahmen werden die allgemeine hydraulische Widerstandsfähigkeit des Gebiets gegen Überschwemmungen und Wasserknappheit erhöhen.
Von der Umsetzung des Interventionsplans werden auch sozioökonomische Vorteile erwartet:
- Schaffung neuer Tourismus- und Freizeitmöglichkeiten speziell für lokale Vereine (Vogelbeobachtung, Kajakfahren usw.)
- Verbesserung des Wohlbefindens der Bürger
- Förderung der lokalen grünen Wirtschaft auf der Grundlage nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken
- Stärkung der Zusammenarbeit, des Enthusiasmus und des „Eigentums“ unter den Interessenträgern (Landwirten), was zu einer stärkeren Akzeptanz und reibungslosen Umsetzung der Maßnahmen führt
- Sensibilisierung der Interessenträger für klimabedingte Risiken.
Schließlich wird erwartet, dass Klimaschutzvorteile aufgrund der zunehmenden Ausdehnung des vegetatisierten Gebiets mit erhöhtem Kohlenstoffbindungspotenzial erzielt werden.
Die NbS im Seebezirk werden teilweise aus EU-Mitteln (1 425 000,00 EUR) über das EU-Horizont „PHUSICOS – Entsprechend der Natur“ finanziert. Weitere Finanzierungsquellen sind die Region Toskana (für das Phyto-Depurationsprojekt und andere NbS durch das PIT-Pianura Pisana-Projekt) und das Nationale Umweltministerium (heute Ministerium für den ökologischen Wandel genannt) für die Verbesserung des Hydrauliknetzes.
Rechtliche Aspekte
Die meisten Maßnahmen, die im Fallstudiengebiet durchgeführt werden, sind in den Bewirtschaftungsplan für Flusseinzugsgebiete und den Hochwasserrisikomanagementplan des nördlichen Apennin-Flusseinzugsgebiets aufgenommen, wodurch die europäischen Wasserrahmen- und Hochwasserrichtlinien umgesetzt werden.
Umsetzungszeitraum
Die meisten NbS werden im Rahmen des PHUSICOS-Projekts implementiert, das 2018 gestartet wurde und 2023 endet.
Lebensdauer
Es wird erwartet, dass die im Fallstudienbereich implementierten Lösungen eine lange Lebensdauer haben (in der Regel mehr als 15 Jahre für diese Art von Interventionen), insbesondere wenn sie ordnungsgemäß überwacht und aufrechterhalten werden. Ein Monitoring-Projekt läuft, um die Effizienz und Wirksamkeit der implementierten Lösungen zu bewerten.
Referenzinformationen
Kontakt
Northern Apennines River Basin District Authority
Massimo Lucchesi, General Secretary and had of the Authority
E-mail: segretario@appenninosettentrionale.it
Nicola Del Seppia, Special Projects Office manager
E-mail: n.delseppia@appenninosettentrionale.it
Nicola Coscini
E-mail: n.coscini@appenninosettentrionale.it
Webseiten
Referenz
EEA, (2021). Nature-based solutions in Europe: Policy, knowledge and practice for climate change adaptation and disaster risk reduction. EEA Report 1/2021.
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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