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Bestimmung der Veränderungen des Humusgehalts und deren Ursachen auf Ackerböden Deutschlands
(2015) Institut für Grundbau, Abfall- und Wasserwesen (Wuppertal); ahu AG Wasser, Boden, Geomatik (Aachen)
Vor dem Hintergrund möglicher flächenhafter Einflüsse auf die Gehalte der organischen Substanz im Boden durch Änderungen in der Flächenbewirtschaftung und des Klimas wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) das vorliegende F+E-Vorhaben bearbeitet.Dabei wurden bundesweite Daten aus Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF), von Dauerfeldversuchen (DFV) und Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes zusammengeführt und hinsichtlich des Einflusses von Standorteigenschaften, Flächenbewirtschaftung sowie des möglichen Klimawandels auf die Humusveränderung in Ackerböden ausgewertet. Im Ergebnis erfolgte die Erarbeitung von Vorschlägen zur Festlegung eines Mindestparameterumfangs für länderübergreifende Auswertungen der BDF-Daten sowie zur Qualitätsverbesserung für den Datenaustausch. Darüber hinaus wurden Vorschläge für die Konkretisierung der "guten fachlichen Praxis" (gfP) für den Bodenschutzvollzug und deren Anwendung in der Landwirtschaft entwickelt.Die Datenlage sowohl bezüglich der Zahl der BDF, der Länge der Messreihen als auch der Messhäufigkeit ist im Vergleich der zehn datenliefernden Bundesländer relativ heterogen. Hier kommen insbesondere Unter-schiede in der Anlage der Messprogramme an den BDF in den verschiedenen Bundesländern zum Ausdruck. Es sollte daher eine Vereinbarung der BDF-Betreiber zur Erhebung eines bundesweit einheitlichen Mindestdatensatzes für standardisierte BDF-Auswertungen auf Grundlage des vorliegenden Berichts erarbeitet werden.Die Auswertung von 171 geeigneten BDF ergab an insgesamt 39 Acker-BDF signifikante TOC-Veränderungen. Mit Hilfe von Support Vector Machines wurde festgestellt, dass der Tonanteil, der Jahresniederschlag und die Jahresmitteltemperatur die größten Anteile an Varianz der gemessenen TOC-Gehalte erklären. Generell steigen die TOC-Gehalte mit zunehmender Höhe der Jahresniederschläge sowie mit steigendem Tongehalt an.Im F+E-Vorhaben wurden drei methodische Ansätze auf Basis des vorliegenden Datenbestandes erarbeitet, um Spannweiten von TOC-Gehalten abzuleiten, die in Ackerböden erwartet werden können. Die Spannweiten, klassiert nach Bodenarten und Höhen über NN, tragen den Charakter einer Übersicht über typische TOC-Gehalte von Ackerböden in Deutschland. Diese Werte können auf ähnlichen Standorten erwartet werden und wären damit ein erster Ansatz für den Vollzug des vorsorgenden Bodenschutzes in der landwirtschaftlichen Bodennutzung durch die Anwendung der guten fachlichen Praxis bezüglich des Erhalts eines standorttypischen Humusgehalts. Die Methode der TOC-Erwartungsspannen muss jedoch weiterentwickelt werden, um die standortspezifischen Steuergrößen besser berücksichtigen zu können.Die Ergebnisse aus den Auswertungen der BDF und DFV zeigten, dass signifikante TOC-Veränderungen durch das TOC-Ausgangsniveau der Flächen gesteuert wurden. Der Einfluss längerfristiger Klimaänderungen auf die TOC-Entwicklung kann nicht ausgeschlossen werden. Zur Erleichterung des Datenaustauschs und von Auswertungen wären Datenstrukturen innerhalb der BDF sowie von BDF und DFV zu vereinheitlichen. Der Betrieb von BDF und DFV ist langfristig sicherzustellen, da die Kombination dieser erhobenen Daten optimal geeignet ist, um belastbare Informationen zum Status der Humusgehalte der Ackerböden Deutschlands zu gewinnen und langfristige Aussagen zur Entwicklung der Humusgehalte abzuleiten.
Quelle:Forschungsbericht
Bestimmung der Veränderungen des Humusgehalts und deren Ursachen auf Ackerböden Deutschlands
(2015) Institut für Grundbau, Abfall- und Wasserwesen (Wuppertal); ahu AG Wasser, Boden, Geomatik (Aachen)
Vor dem Hintergrund möglicher flächenhafter Einflüsse auf die Gehalte der organischen Substanz im Boden durch Änderungen in der Flächenbewirtschaftung und des Klimas wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) das vorliegende F+E-Vorhaben bearbeitet.Dabei wurden bundesweite Daten aus Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF), von Dauerfeldversuchen (DFV) und Klimadaten des Deutschen Wetterdienstes zusammengeführt und hinsichtlich des Einflusses von Standorteigenschaften, Flächenbewirtschaftung sowie des möglichen Klimawandels auf die Humusveränderung in Ackerböden ausgewertet. Im Ergebnis erfolgte die Erarbeitung von Vorschlägen zur Festlegung eines Mindestparameterumfangs für länderübergreifende Auswertungen der BDF-Daten sowie zur Qualitätsverbesserung für den Datenaustausch. Darüber hinaus wurden Vorschläge für die Konkretisierung der "guten fachlichen Praxis" (gfP) für den Bodenschutzvollzug und deren Anwendung in der Landwirtschaft entwickelt.Die Datenlage sowohl bezüglich der Zahl der BDF, der Länge der Messreihen als auch der Messhäufigkeit ist im Vergleich der zehn datenliefernden Bundesländer relativ heterogen. Hier kommen insbesondere Unter-schiede in der Anlage der Messprogramme an den BDF in den verschiedenen Bundesländern zum Ausdruck. Es sollte daher eine Vereinbarung der BDF-Betreiber zur Erhebung eines bundesweit einheitlichen Mindestdatensatzes für standardisierte BDF-Auswertungen auf Grundlage des vorliegenden Berichts erarbeitet werden.Die Auswertung von 171 geeigneten BDF ergab an insgesamt 39 Acker-BDF signifikante TOC-Veränderungen. Mit Hilfe von Support Vector Machines wurde festgestellt, dass der Tonanteil, der Jahresniederschlag und die Jahresmitteltemperatur die größten Anteile an Varianz der gemessenen TOC-Gehalte erklären. Generell steigen die TOC-Gehalte mit zunehmender Höhe der Jahresniederschläge sowie mit steigendem Tongehalt an.Im F+E-Vorhaben wurden drei methodische Ansätze auf Basis des vorliegenden Datenbestandes erarbeitet, um Spannweiten von TOC-Gehalten abzuleiten, die in Ackerböden erwartet werden können. Die Spannweiten, klassiert nach Bodenarten und Höhen über NN, tragen den Charakter einer Übersicht über typische TOC-Gehalte von Ackerböden in Deutschland. Diese Werte können auf ähnlichen Standorten erwartet werden und wären damit ein erster Ansatz für den Vollzug des vorsorgenden Bodenschutzes in der landwirtschaftlichen Bodennutzung durch die Anwendung der guten fachlichen Praxis bezüglich des Erhalts eines standorttypischen Humusgehalts. Die Methode der TOC-Erwartungsspannen muss jedoch weiterentwickelt werden, um die standortspezifischen Steuergrößen besser berücksichtigen zu können.Die Ergebnisse aus den Auswertungen der BDF und DFV zeigten, dass signifikante TOC-Veränderungen durch das TOC-Ausgangsniveau der Flächen gesteuert wurden. Der Einfluss längerfristiger Klimaänderungen auf die TOC-Entwicklung kann nicht ausgeschlossen werden. Zur Erleichterung des Datenaustauschs und von Auswertungen wären Datenstrukturen innerhalb der BDF sowie von BDF und DFV zu vereinheitlichen. Der Betrieb von BDF und DFV ist langfristig sicherzustellen, da die Kombination dieser erhobenen Daten optimal geeignet ist, um belastbare Informationen zum Status der Humusgehalte der Ackerböden Deutschlands zu gewinnen und langfristige Aussagen zur Entwicklung der Humusgehalte abzuleiten.
Quelle:Forschungsbericht
Erarbeitung fachlicher, rechtlicher und organisatorischer Grundlagen zur Anpassung an den Klimawandel aus Sicht des Bodenschutzes
(2016) Marx, Marc; Schilli, Carsten; Rinklebe, Jörg; Institut für Grundbau, Abfall- und Wasserwesen (Wuppertal); Deutschland. Umweltbundesamt; Glante, Frank
In dem Forschungsprojekt wurden erstmals bundesweite Daten der Boden-Dauerbeobachtung und des Klimas zusammengeführt. Die Auswertungen erbrachten den Nachweis, dass signifikante Humus-Veränderungen durch das Humus-Ausgangsniveau der Flächen gesteuert werden. Der Einfluss längerfristiger Klimaänderungen auf die Humus-Entwicklung muss jedoch noch weiter untersucht werden. Der Humus erfüllt in Ackerböden zahlreiche Funktionen, die sich positiv auf die landwirtschaftliche Nutzbarkeit auswirken.