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Fachinformationssystem Bodenschutz

Das Fachinformationssystem (FIS) Bodenschutz beinhaltet die Teilprojekte der 'Digitalen Bodenkarte Hamburg': - Fachplan Schutzwürdige Böden - Bodenversiegelung Hamburg - Bodendaten Profilinformationen - Bodenformengesellschaften Hamburg - Verdunstungspotential von Böden

Schwermetalldaten Hamburger Südosten

Der Untersuchungsraum liegt in einem Gebiet, das nachweisbar von der vorhandenen Industrie beeinflusst wurde und wird. Insbesondere in der Vergangenheit gelangten u.a. Schwermetalle über den Luftpfad auf die Oberböden. Da sich diese Stoffe nicht abbauen, sind auch heute noch erhöhte Gehalte – vor allem an Arsen und Kupfer - zu finden. Ab 2001 wurde auf Grundlage des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG) damit begonnen, alle vorhandenen Bodendaten im Hamburger Südosten zu erfassen und zusammen zuführen. Es wurden ausschließlich Daten von Probenahmestellen ausgewertet, die gewährleisten, dass Belastungen des Oberbodens nicht auf „Altlasten, schädliche Bodenveränderungen, altlastverdächtige Flächen oder Verdachtsflächen“ zurückzuführen sind. Die veröffentlichten Daten beinhalten die Arsen- und Schwermetallgehalte, die im Raster von 500 x 500 m enthalten sind. Es können mehrere Datensätze oder gar keine in diesem Raster vorliegen. Leere Kacheln bedeuten, dass keine Daten vorliegen.

Bodeneinheiten_Bodenuebersicht_500000

Bodenflächenkataster kleinmaßstäbig für Hessen (BÜK500, 1:500.000) - Die Bodendaten 1:500 000 (Bodenübersichtskarte, BÜK500) beschreiben flächenhaft die Böden, ihre Eigenschaften und Bodenfunktionen im überregionalen Maßstab.

Niedersächsischer Bodenfeuchteinformationsdienst - Tagesaktueller Wassergehalt der Böden in Niedersachsen in % der nutzbaren Feldkapazität (%nFK)

Der Niedersächsische Bodenfeuchteinformationsdienst (NIBOFID) des LBEG zeigt den tagesaktuellen Wassergehalt für alle Böden in Niedersachsen. Darüber hinaus lässt sich der Verlauf des Bodenwassergehalts für die letzten 10 Tage abrufen. Die Bodenfeuchte wird in % der nutzbaren Feldkapazität (%nFK) angegeben. Die nFK beschreibt die Wassermenge, die ein Boden maximal pflanzenverfügbar speichern kann. Die Werte des Bodenfeuchtemonitors sind berechnet und nicht gemessen. Die Berechnung erfolgt mit dem Bodenwasserhaushaltsmodell BOWAB und wird täglich mit Klimakennwerten (Niederschlag, Temperatur, Wind, Globalstrahlung und relative Luftfeuchte) des Vortages durchgeführt. Es werden für die jeweilige Landnutzung (Acker, Grünland, Laubwald, Nadelwald, Sonstiges) und den Boden spezifisch Parametern abgeleitet. BOWAB nutzt die hochaufgelösten Bodendaten der Bodenkarte 1:50.000 (BK50) von Niedersachsen und leitetet bodenwasserhaushaltliche Kennwerte, wie nFK, FK etc. ab. Die Berechnung erfolgt für die Flächen der BK50. Der Einfluss des Grundwassers wird in Form von kapillarem Aufstieg und durch den Grundwasserstand aus der BK50 berücksichtigt. Eine Bodenfeuchte von 100 %nFK zeigt an, dass der Bodenwasserspeicher gefüllt ist. Bei Werten oberhalb von 100 % entsteht Sickerwasser oder es steht Grundwasser innerhalb der betrachteten Bodenschicht. Werte kleiner als 100 %nFK zeigen an, dass die Pflanzen Bodenwasser entnommen haben und der Boden allmählich austrocknet. Ab Bodenfeuchtewerten unterhalb von 40 - 50 %nFK reagieren Pflanzen auf die Trockenheit und verringern ihre Verdunstung. Bei Werten von < 30 % nFK kann von Trockenstress ausgegangen werden. Im Kartenbild ist die Bodenfeuchte für den Boden von 0 – 60 cm Tiefe dargestellt, der dem Hauptwurzelraum bei den meisten Böden und Nutzungsformen entspricht. Standortbezogene Informationen liefert ein Maptip. Durch das Klicken auf einen Standort wird der aktuelle Bodenwassergehalt für den Hauptwurzelraum in %nFK angezeigt. Zusätzlich können auf der Detailseite weiterführende Informationen abgerufen werden. Als Grafik wird der Verlauf der mittleren Bodenfeuchte für die vergangenen 10 Tage für die Tiefenbereiche 0 - 30 cm (Oberboden), 0 - 60 cm (Hauptwurzelraum) und, sofern der Boden mächtiger ist, 0 - 90 cm (gesamte Betrachtungstiefe) dargestellt. Zudem wird die Sickerwassermenge unterhalb von 90 cm Tiefe für den betrachteten Standort angegeben. Falls Sie noch genauere Informationen zum Wassergehalt für Ihren Boden mit einer bestimmten Anbaukultur (Weizen, Mais, Grünland) benötigen, nutzen Sie gerne die Fachanwendung „Bodenwasserhaushalt“ im NIBIS® Kartenserver. Sie bietet die Möglichkeit den Verlauf der Bodenfeuchte für einzelne oder mehrere Flächen über einen längeren Zeitraum mit verschiedenen Fruchtfolgen (z.B. 1 Jahr oder länger) zu ermitteln.

Nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum in Deutschland

Die Karte der nutzbaren Feldkapazität im effektiven Wurzelraum in Deutschland gibt einen Überblick über das Vermögen der Böden pflanzenverfügbares Wasser zu speichern. Die Größe des Wasserspeichers des Bodens hängt von der Bodenart, der Lagerungsdichte und dem Humusgehalt ab. Der effektive Wurzelraum wird anhand von Landnutzungs- und Bodendaten bestimmt. Die Karte basiert auf der Auswertung der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte 1:1.000.000 (BUEK1000N) und zeigt die klassifizierte nutzbare Feldkapazität. Die Methode ist in der Bodenkundlichen Kartieranleitung (KA4) und in der Methodendokumentation Bodenkunde der Ad-hoc-AG Boden veröffentlicht. Als Landnutzungsinformation und zur nutzungsabhängigen Differenzierung der Profildaten werden Daten des CORINE Land Cover Projektes (2006) genutzt.

Grundwasserabhängige Landökosysteme

Die vorliegenden grundwasserabhängigen Landökosysteme sind für den 3. Bewirtschaftungsplan der EU Wasserrahmenrichtlinie gültig. Nach Anhang V WRRL ist eine Voraussetzung zur Erreichung eines guten chemischen und guten mengenmäßigen Zustandes eines Grundwasserkörpers die Vermeidung einer signifikanten Schädigung der Landökosysteme, die unmittelbar von diesem Grundwasserkörper abhängen. Die Bestandsaufnahme der grundwasserabhängigen Landökosysteme Brandenburgs erfolgte nach LAWA Arbeitshilfe (LAWA 2013) und –Handlungsempfehlung (LAWA 2012) sowie in Anlehnung an die beiden vorhergehenden Bewirtschaftungspläne. Die teilweise oder vollständige Grundwasserabhängigkeit wurde anhand der Grundwasserstände überprüft. Die Datengrundlage bilden Ökosystem- und Schutzgebietsdaten sowie Grundwasserflurabstände und Bodendaten. Die vorliegenden grundwasserabhängigen Landökosysteme sind für den 3. Bewirtschaftungsplan der EU Wasserrahmenrichtlinie gültig. Nach Anhang V WRRL ist eine Voraussetzung zur Erreichung eines guten chemischen und guten mengenmäßigen Zustandes eines Grundwasserkörpers die Vermeidung einer signifikanten Schädigung der Landökosysteme, die unmittelbar von diesem Grundwasserkörper abhängen. Die Bestandsaufnahme der grundwasserabhängigen Landökosysteme Brandenburgs erfolgte nach LAWA Arbeitshilfe (LAWA 2013) und –Handlungsempfehlung (LAWA 2012) sowie in Anlehnung an die beiden vorhergehenden Bewirtschaftungspläne. Die teilweise oder vollständige Grundwasserabhängigkeit wurde anhand der Grundwasserstände überprüft. Die Datengrundlage bilden Ökosystem- und Schutzgebietsdaten sowie Grundwasserflurabstände und Bodendaten. Die vorliegenden grundwasserabhängigen Landökosysteme sind für den 3. Bewirtschaftungsplan der EU Wasserrahmenrichtlinie gültig. Nach Anhang V WRRL ist eine Voraussetzung zur Erreichung eines guten chemischen und guten mengenmäßigen Zustandes eines Grundwasserkörpers die Vermeidung einer signifikanten Schädigung der Landökosysteme, die unmittelbar von diesem Grundwasserkörper abhängen. Die Bestandsaufnahme der grundwasserabhängigen Landökosysteme Brandenburgs erfolgte nach LAWA Arbeitshilfe (LAWA 2013) und –Handlungsempfehlung (LAWA 2012) sowie in Anlehnung an die beiden vorhergehenden Bewirtschaftungspläne. Die teilweise oder vollständige Grundwasserabhängigkeit wurde anhand der Grundwasserstände überprüft. Die Datengrundlage bilden Ökosystem- und Schutzgebietsdaten sowie Grundwasserflurabstände und Bodendaten.

Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK), Konzeptionierung und Umsetzung der für das Nationale Bodenmonitoringzentrum auszuarbeitenden Datendienste einschließlich einer Metadatenbibliothek und der Möglichkeit zur Auffindbarkeit und Bereitstellung heterogener Datensätze zum Thema Boden

Das Gesamtprojekt wird in einzelnen Teilprojekten ausgeschrieben. 1. Konzepterstellung: Ziel des Projektes ist die Identifikation technischer Grundvoraussetzungen und die Erstellung eines Konzeptes zur einfachen Auffindbarkeit und automatisierten Übermittlung von Bodendaten seitens der relevanten Akteure mittels eines Data-Hub. Um Redundanz zu vermeiden verbleiben die Primärdaten bei den jeweils zuständigen Stellen. Zusätzlich ist eine möglichst unkomplizierte Lösung für eine in festen Abständen stattfindende Datenaktualisierung anzustreben, sowie ein Vorschlag zur Rechtevergabe zu erarbeiten. 2. Umsetzung: Schrittweiser Aufbau des Data-Hub mit definierten Meilensteinen und sukzessivem Anschluss der einzelnen Bodendaten erhebenden, haltenden und auswertenden Institutionen. Nutzung eines Testszenarios um die Funktionalität des Portals zu testen. Zusammen mit den Beteiligten sind Verwaltungsvereinbarung hinsichtlich der Datennutzung zu schließen. 3. Erweiterung und Pflege: Abgestimmt mit den einzelnen durch den Data-Hub vernetzten Akteure sollen Vorschläge für die Erweiterung und zum Erhalt der Aktualität des Data-Hub, erarbeitet werden.

Klimawandel- und landnutzungsinduzierte Veränderungen der Sedimenteinträge in Bundeswasserstraßen

Veranlassung Beobachtungen und Klimaprojektionen zeigen, dass sich die Regenintensität und damit auch die Bodenerosion im Klimawandel erhöht. Dabei ist besonders eine Zunahme von Starkregenereignissen von Bedeutung, da diese Ereignisse nicht nur extreme Abflüsse, sondern auch den Transport großer Mengen an Feststoffen bewirken. Für das Flussgebietsmanagement und für die Einschätzung der zukünftigen Wasserqualität ist es wichtig, die erwartete Zunahme der Bodenerosion und des Feststoffeintrags in Gewässer zu quantifizieren und räumlich zu verorten. Dazu wurde exemplarisch für das Einzugsgebiet der Elbe ein Bodenerosionsmodell aufgesetzt. Dieses berechnet zunächst die mittlere jährliche Erosion aus Landnutzungsdaten, Bodendaten, einem digitalen Höhenmodell und Daten der Regenerosivität. In einem zweiten Schritt wird die Transportkapazität bestimmt. Diese bestimmt, ob und wie viel des erodierten Bodenmaterials hangabwärts transportiert wird und welcher Anteil im Gelände zurückgehalten wird (Deposition). Ziele - Quantifizierung der Bodenerosion in der Vergangenheit (Referenzzeitraum 1971 - 2000), räumlich aufgelöst im Flusseinzugsgebiet der Elbe - Quantifizierung der Sedimenteinträge in das Gewässernetz und Vergleich der simulierten Einträge mit Messwerten - Ermittlung der zukünftigen Regenerosivität aus Klimaprojektionen des Referenzensembles des DWD - Berechnung der zukünftigen Erosion und zukünftiger Sedimenteinträge für die nahe Zukunft (2031 - 2060) und die ferne Zukunft (2071 - 2100) sowie unterschiedliche Klimaszenarien - Abschätzung der Unsicherheiten des Modellierungsansatzes Bodenerosion und Sedimenttransport sind natürliche Prozesse, die bewirken, dass feine Bodenpartikel abgelöst, durch Wind oder Wasser transportiert und im Gelände zurückgehalten oder in Gewässer eingetragen werden. Sie unterliegen jedoch einem starken menschlichen Einfluss und lösen vielerorts ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Probleme aus. Dazu zählen der Verlust von fruchtbarem Boden, die Sedimentierung von Stauseen, der Transport von partikelgebundenen Nähr- und Schadstoffen sowie die Verlandung von Stillwasserbereichen. Bodenerosion und Sedimenteinträge haben einen wichtigen Einfluss auf den Feststoffhaushalt und die Wasserqualität von Gewässern. Der Klimawandel bewirkt eine Intensivierung dieser Prozesse.

INSPIRE: Organic Matter Content of Top-Soils in Germany 1:1,000,000 (BUEK1000-HUMUS-OB)

The map ”Organic Matter Content of Top-Soils in Germany 1:1,000,000 (INSPIRE)” highlights the results of a Germany-wide compilation of typical soil organic matter contents in top-soils differentiated according to groups of soil parent material, four climatic areas and the main land use. The evaluation is based on more than 9000 soil data profiles with information about Soil Organic Matter (SOM) from a period of about 20 years. The report 'The Organic Matter Content of Top-Soils in Germany', BGR Archive, No. 0127036 (in German) documents the methodology. To transform the organic matter content (of the original dataset HUMUS1000OB) into INSPIRE-relevant organic carbon content (CORG1000OB), we applied the van Bemmelen factor (1.724). According to the “Data Specification on Soil“ (D2.8.III.3_v3.0) and the “Guidelines for the use of Observations & Measurements and Sensor Web Enablement-related standards in INSPIRE“ (D2.9_v3.0) the content of the map “Organic Matter Content of Top-Soils in Germany 1:1,000,000“ is stored in a single INSPIRE-compliant GML file: buek1000-humus-ob_SoilDerivedObject.gml. The data has been transformed into the following INSPIRE-Feature Types (Spatial Object Types): “SoilDerivedObject“, “OM_Observation“ and “OM_Process“. The GML file together with a Readme.txt file is provided in ZIP format (BUEK1000-HUMUS-OB-INSPIRE.zip). The Readme.text file (German/English) contains detailed information on the GML file content. Data transformation was proceeded by using the INSPIRE Solution Pack for FME according to the INSPIRE requirements.

Skalenübergreifende Charakterisierung von polaren Permafrost-Landschaften mittels Flugzeug- und Satellitengestützen Daten und geophysikalischen in-situ Messungen

Im Lauf der letzten Dekaden wurde für große Teile der Arktis eine signifikante Erwärmung der Erdoberfläche und des oberflächennahen Untergrunds beobachtet. Deren Folgen zeigen sich bereits heute - beispielsweise in einer Ausbreitung der Buschvegetation und einer Vertiefung der saisonalen Auftauschicht. In Anbetracht der Bedeutung von Änderungen in Permafrostregionen für Umwelt, Infrastruktur und Klimasystem besteht ein dringender Bedarf, Parameter dieses Raumes großflächig zu bestimmen und kontinuierlich zu überwachen. Durch die Weite und spärlichen Besiedelung der Arktis sind diese Umweltdaten jedoch nur unzureichend verfügbar und ihre Erhebung ist kostenintensiv. In diesem Kontext können fernerkundliche Daten einen wichtigen Beitrag leisten; Flugzeug- und Satellitengestützte Systeme ermöglichen eine effiziente und flächendeckende Aufnahme von Oberflächeneigenschaften. Ziel des Projekts ist die Identifizierung und Quantifizierung von Zusammenhängen zwischen Eigenschaften der Erdoberfläche, welche durch Fernerkundung abgeleitet werden können, und Eigenschaften des Untergrunds, die den Zustand von Permafrostgebieten charakterisieren. Basierend auf diesen Ergebnissen ist ein weiteres Ziel die Erstellung von konzeptionellen Modellen, welche die Verschränkung und Verbindung von Umwelt-Parameter zeigen. Die Arbeiten werden in einem skalenübergreifenden Multi-Sensor-Ansatz durchgeführt. Der Fokus wird dabei auf die Identifizierung der Kopplungen zwischen Oberfläche und Untergrund, sowie auf den Einfluss des Betrachtungsmaßstabs gelegt. Als fernerkundliche Daten stehen zur Verfügung: (1) grob aufgelöste optische und thermische Satellitendaten, (2) mittel-aufgelöste Radar- und Multi-Spektraldaten und (3) hoch-aufgelöste Thermal-, Hyperspektral- und Laserscanner-Daten von regionalen Befliegungen. Die Charakterisierung des Untergrunds erfolgt mittels (1) geomorphologischer Kartierung, (2) Zeitreihen-Analyse der Temperatur und Bodenfeuchte aus abgeteuften Sensoren, (3) Ground Penetrating Radar (GPR) und (4) elektrischen Widerstandsmessungen. Fernerkundliche Daten der Erdoberfläche und geophysikalische Daten zum Untergrund werden mit multivariaten statistischen Methoden analysiert - mit dem Ziel Zusammenhängen zwischen Oberflächen- und Untergrund-Parametern des periglazialen Systems zu identifizieren und zu quantifizieren. Als Untersuchungsgebiete wurden die Mackenzie Delta Region und das Peel Plateau identifiziert. Beide Regionen liegen in Nord Kanada und zeigen innerhalb geringer Distanzen verschiedenartige, durch Permafrost geprägte Ökosysteme. Zudem stehen durch Vorstudien Daten zur Verfügung; zum einen Referenzdaten von Feld-Kampagnen und zum anderen Satellitenbilder verschiedener Sensoren. Darüber hinaus wird vom Alfred Wegener Institut eine Befliegung dieser Gebiete geplant und finanziert. Das Flugzeug wird mit einer vielfältigen Instrumentenauswahl bestückt; u. a. ein flugzeuggetragenes GPR, ein Laserscanner und eine hyperspektral Kamera.

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