Bodenerosionsatlas Hessen
Der Bodenerosionsatlas Hessen 2023 liegt nun in der 3. Auflage vor. Mit einer Auflösung von 5 m kann der Atlas sehr gut für teilschlagspezifische Bewertungen herangezogen werden. Für die neue Auflage wurden die meisten Datengrundlagen aktualisiert, wobei insbesondere der neue Regenerosivitätsfaktor eine erhebliche Änderung der Ergebnisse bewirkt.
Der Atlas stellt neben einzelnen Erosionsfaktoren die potenzielle Bodenerosion durch Wasser nach der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) für verschiedene Bodennutzungsszenarien bereit.
Grundlagen
Bodenerosion, definiert als „Abtragsprozess durch Wasser, Wind oder Eis“ (Duttmann et al., 2011: 198) ist insbesondere auf ackerbaulich genutzten Flächen eine Herausforderung für die Flächenbewirtschafter. Einerseits bedeutet Bodenerosion Verlust von Bodenmaterial und Nährstoffen auf den Ackerflächen. Andererseits werden Abflussgräben und Gewässer, Unterhangbereiche, Siedlungs- und Verkehrsflächen u.a. durch angeschwemmtes bzw. abgelagertes Bodenmaterial überprägt. Wiederkehrende Erosionsereignisse führen zur Beeinträchtigung der gesetzlich geschützten Bodenfunktionen und stellen somit eine pot. schädliche Bodenveränderung dar.
In Hessen wird Bodenerosion vor allem durch Niederschlagswasser ausgelöst, während die Erosion durch Wind eine untergeordnete Rolle spielt. Die Hauptfaktoren, die zur Analyse von Bodenerosion durch Wasser betrachtet werden müssen, sind Klima, Topographie, Bodenzustand, Bodenbedeckung und Bodenbearbeitung.
Neben oben genannter Definition ist zusätzlich die Bearbeitungserosion zu nennen, der ein hoher Anteil an der heute vorliegenden Umverteilung von Bodensubstraten zuzuschreiben ist (Van Oost et al., 2006). Hierzu liegen bisher aber noch keine gesicherten Methoden vor, um Potenziale für die Bearbeitungserosion auszuweisen.
Abschätzung der flächenhaften Bodenerosion durch Wasser
Um die Erosionsgefährdung auf Ackerflächen zu bewerten und somit eine Grundlage zur gezielten Bekämpfung von Bodenerosion zu erhalten, gibt es unterschiedliche Modelle. Ein weit verbreitetes, empirisches Erosionsmodell ist die Allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) nach Schwertmann et al. (1987), die aus der Universal Soil Loss Equation (USLE) von Wischmeyer & Smith (1978) hervorging. Mit der ABAG lässt sich ein „langjährig zu erwartender mittlerer, flächenhafter Bodenabtrag durch Regen“ abschätzen (DIN 19708: 2022-08), wobei folgende Einflussfaktoren in die Berechnung eingehen:
A = R * K * S * L * C * P
mit
A = langjährig zu erwartender, mittlerer Bodenabtrag [t/(ha*a)]
K = Bodenerodierbarkeitsfaktor
C = Bodenbedeckungs- und Bodenbearbeitungsfaktor
P = Faktor zur Berücksichtigung von Erosionsschutzmaßnahmen
Für den Erosionsatlas Hessen wurden diese Faktoren bestimmt, der langjährig zu erwartende, mittlere Bodenabtrag berechnet und in Erosionsgefährdungsklassen eingestuft. Eine Ausnahme bildet der P-Faktor, der auf Grund fehlender Informationen über evtl. getroffene Erosionschutzmaßnahmen (z.B. Konturpflügen oder Minimalbodenbearbeitung) auf den Ackerschlägen nicht ermittelt werden konnte. Er geht mit dem Faktor 1 in die Berechnung ein.
Die Grundlage für die zu betrachtende Kulisse bildet eine Bodennutzungskategorisierung der InVeKoS-Daten von 2016 bis 2021 (alle gültig codierten Flächen). Aneinandergrenzende Schläge werden dabei zu einem Feldblock zusammengefasst. Durch Wege werden Feldblöcke immer getrennt. Zudem werden Flächen, auf denen im Beobachtungszeitraum ausschließlich Grünlandnutzung verzeichnet ist, getrennt betrachtet. Auf dieser Flächenkulisse wurden die einzelnen oben genannten Erosionsfaktoren bestimmt. Veränderungen an der Abgrenzung der bewirtschafteten Schläge und der angebauten Kulturen werden in zukünftigen Versionen des Erosionsatlasses berücksichtigt, können aber nicht jährlich fortgeschrieben werden.
Die einzelnen Erosions-Faktoren und die Erosionsbewertung für die natürliche Erosionsgefährdung sowie nach den Nutzungsszenarien Fruchtfolge, Winterweizen und Mais werden als Kartendarstellungen im Bodenviewer Hessen unter dem Themenbaum Bodenerosionsatlas präsentiert.
Literatur:
DIN 19708:2022-08 (2022): Bodenbeschaffenheit - Ermittlung der Erosionsgefährdung von Böden durch Wasser mit Hilfe der ABAG. Deutsches Institut für Normung e.V.; Berlin.
Duttmann, R., Bach, M. & Herzig, A. (2011): Bodenerosion durch Wasser. In: Blume, H.-P., Horn, R. & Thiele-Bruhn, S. [Hrsg.]: Handbuch des Bodenschutzes. Bodenökologie und Bodenbelastung - Vorbeugende und abwehrende Schutzmaßnahmen. 4. Aufl.; Weinheim: WILEY-VCH Verlag.
Schwertmann, U., Vogl, W. & Kainz, M. (1987): Bodenerosion durch Wasser; Stuttgart: Ulmer.
Van Oost, K., Govers, G., De Alba, S. & Quine, T. A. (2006): Tillage erosion: a review of controlling factors and implications for soil quality. – In: Progress in Physical Geography 30 (4): 443–466.
Wischmeier, W. H. & Smith, D. D. (1978): Predicting Rainfall Erosion Losses. A Guide to Conservation Planning. In: U.S. Department of Agriculture [Hrsg.]: Agriculture Handbook. Bd. 537; Washington.
Weiterführende Literatur zum Thema Bodenerosion und ABAG:
Auerswald, K. (1998): Bodenerosion durch Wasser. In: Richter, G. [Hrsg.]: Bodenerosion. Analyse und Bilanz eines Umweltproblems; Darmstadt: Wissenschaftliche Buchgesellschaft.
Tetzlaff, B., Friedrich, K., Vorderbrügge, T., Verreecken, H. & Wendland, F. (2013): Distributed modelling of mean annual soil erosion and sediment delivery rates to surface waters. In: Catena 102 (1): 13–20.
Toy, T. J., Foster, G. R. & Renard, K. G. (2002): Soil Erosion. Processes, Prediction, Measurement, and Control; New York: John Wiley & Sons.