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Potentielle Erosionsgefährdung der Ackerböden durch Wasser in Deutschland 1:1.000.000 (WMS)

Die Karte der Potentiellen Erosionsgefährdung von Ackerböden durch Wasser gibt einen Überblick über das mögliche Risiko von Bodenabtrag durch Wasser in Deutschland auf Basis von bodenkundlichen, morphographischen und klimatischen Faktoren. Bodenerosion durch Wasser zerstört langfristig den Boden und damit die natürliche Lebensgrundlage für künftige Generationen. Die Karte wurde mit Hilfe des Langfristmodells ABAG (Allgemeinen Bodenabtragsgleichung) erstellt. Sie ist die Anpassung des Modells Universal Soil Equation (USLE) an deutsche Verhältnisse. Die Methode ist in der DIN 19708:2005-02 und in der Methodendokumentation der Ad-hoc-AG Boden veröffentlicht. Für die Anwendung auf Bodenkarten wurde das Verfahren von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) verändert. In die Karte fließen bodenkundliche Kennwerte (K-Faktor) aus der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte von Deutschland 1:1.000.000 (BÜK1000N), morphologische Kennwerte (S-Faktor) aus dem DGM50 des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) und klimatischen Kennwerte (R-Faktor) aus den Niederschlagsdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) für den Zeitraum 1961–1990 ein. Die Ackerstandorte werden aus dem Landnutzungsdatensatz CORINE Land Cover von 2006 gewonnen.

BUEK250N: Feldkapazität bis 1m Tiefe

Auf der Grundlage der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte im Maßstab 1:250.000 wird die Feldkapazität bis 1m Tiefe in 5 Klassen abgebildet. Die Feldkapazität ist ein Maß dafür, wieviel Wasser ein Boden dauerhaft gegen die Schwerkraft halten kann. Durch Bezug auf 1m Bodentiefe ergibt sich die Feldkapazität bis 1m unter Geländeoberfläche. Die Maßeinheit ist mm. Die Nutzungsdifferenzierung beruht auf CORINE-Land Cover (CLC5_2018). Die dort aufgeführten Landnutzungsklassen wurden zu 5 Klassen (Acker, Grünland, Wald, Ödland und Siedlung/Verkehr) aggregiert. Die FK1m ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Dazu zählen die Bodenart, die Lagerungsdichte, der Humusgehalt und die Nutzung.

Mittlere jährliche Grundwasserneubildung (JDK) [mm/a]

Grundwasserneubildung aus Niederschlag (GWN); Dimension: mm/Jahr: Unter den Bilanzgrößen des Wasserhaushalts kommt der flächenhaften Grundwasserneubildung aus Niederschlag (GWN) eine hohe Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen Wasserhaushaltsgrößen kann die GWN in der Regel nicht direkt gemessen werden. Der Anwendung entsprechender Modelle kommt daher eine besondere Bedeutung zu. Die hier zur Verfügung gestellten Daten der GWN stammen aus der landesweiten Langzeit-Berechnung mit dem Bodenwasserhaushaltsmodell GWN-BW. GWN-BW ist ein modular aufgebautes, deterministisches und flächendifferenziertes Modell zur Berechnung der tatsächlichen Verdunstung, zur Simulation des Bodenwasserhaushaltes und der unterhalb der durchwurzelten Bodenzone gebildeten Sickerwassermenge. Wie die meisten vergleichbaren Wasserhaushaltsmodelle benötigt GWN-BW als meteorologischen Antrieb Daten der Niederschlagshöhe, der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchte, der Globalstrahlung oder Sonnenscheindauer sowie der Windstärke oder –geschwindigkeit. https://www.hydrosconsult.com/hydrologie/bodenwasserhaushalt Die Berechnungen erfolgen auf insgesamt 102.677 Grundflächen, deren Geometrie auf der Verschneidung von Bodenkarte 1:50.000 und CORINE 2006 Landnutzung beruht. Bei der GWN handelt sich um eine berechnete Bilanzkomponente, welche dem Gesamtabfluss abzüglich schneller lateraler Abflusskomponenten entspricht. Der Direktabfluss wird mit Hilfe des regionalisierten Baseflow-Index berücksichtigt. Die berechnete GWN entspricht jener des jeweils obersten Grundwasserstockwerks. Dies können auch hängende Grundwasserleiter sein, die beispielsweise wieder über Quellen entwässern. Sie entspricht somit, je nach den hydrogeologischen Bedingungen, nicht zwingend der GWN des obersten Hauptgrundwasserleiters.

Mittlere jährliche Sickerwasserrate und Grundwasserneubildung 1991-2020 [mm/a]

Mittlere jährliche Sickerwasserbildung [mm/a] aus dem 30 jährigen Mittel 1991-2020. Mittlere jährliche Grundwasserneubildung [mm/a] aus dem 30 jährigen Mittel 1991-2020. Zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Grundwasserreserven muss der gesamte Wasserhaushalt berücksichtigt werden. Dabei spielt die Sicker- und Grundwasserbildung eine zentrale Rolle. Bei den Daten handelt es sich um das 30-jährige Mittel (1991 bis 2020). Die hier zur Verfügung gestellten Daten der Sicker- und Grundwasserbildung stammen aus der landesweiten Langzeit-Berechnung mit dem Bodenwasserhaushaltsmodell GWN-BW. GWN-BW ist ein modular aufgebautes, deterministisches und flächendifferenziertes Modell zur Berechnung der tatsächlichen Verdunstung, zur Simulation des Bodenwasserhaushaltes und der unterhalb der durchwurzelten Bodenzone gebildeten Sickerwassermenge. Die Berechnungen erfolgen auf insgesamt 102.677 Grundflächen, deren Geometrie auf der Verschneidung von Bodenkarte 1:50.000 und CORINE 2006 Landnutzung beruht.

Klimamodell Berlin - Analysekarten 2001

Die Anwendung numerischer Simulationsmodelle erfordert eine über das eigentliche Untersuchungsgebiet hinausgehende räumliche Erfassung der Grundlagendaten und meteorologischen Randbedingungen. Dadurch soll gewährleistet werden, dass sich das Modell ‘einschwingen’ kann, um am Rande des eigentlichen Projektgebietes möglichst realitätsnahe Zustände simulieren zu können (zur Methodik des hier verwendeten Klimamodells FITNAH vgl. (Methode). Daher untergliederte sich das Untersuchungsgebiet in das etwa 890 km² große Stadtgebiet von Berlin sowie einen rund 1650 km² großen Bereich des Umlandes. Zusätzlich wurde ein Vertiefungsgebiet definiert, in dem das Klimamodell FITNAH in einer 4-fach höheren Rasterauflösung angewendet wurde (vgl. Abbildung 1). Nur wenige der verwendeten Parameter für das Stadtgebiet Berlin wurden speziell für dieses Projekt erhoben, es handelte sich vielmehr um Datengrundlagen aus jahrelangen Arbeiten zum Umweltatlas und zum ISU Berlin, die für vielfältige Auswertungen und Berechnungen zur Verfügung stehen. Das Informationssystem Stadt und Umwelt der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung enthält ca. 25 000 Einzelflächen in einem räumlichen Bezugssystems, die für die Berechnung der Klimagrößen des ISU zur Verfügung gestellt wurden: Flächennutzung. Die Daten der Flächennutzung beruhen auf der Auswertung von Luftbildern, bezirklichen Flächennutzungskarten und weiteren Unterlagen für den Umweltatlas (vgl. Karte 06.01, SenStadtUm 1995b, 1995e und Karte 06.02, SenStadtUm 1995c, 1995f). Es werden etwa 30 Nutzungsarten unterschieden. Bis auf einzelne Nachträge gaben sie zum Zeitpunkt der Modellanwendung noch den Nutzungsstand von 1990 wieder (Fortschreibung auf den Datenstand Ende 2001 in Bearbeitung) Stadtstrukturtypen (Karte 06.07, SenStadtUm 1995g). Eine weitere Verfeinerung dieser Daten fand über eine Sachdatenbasis statt, die typenspezifische Angaben zur Höhe der Gebäude und Vegetationsstrukturen innerhalb der einzelnen Stadtstrukturtypen enthält Versiegelung (Karte 01.02, SenStadtUm 1995d). Zur Verifizierung der Modellergebnisse wurden aus dem Bestand der existierenden Klimakarten und vorliegender Gutachten insbesondere ausgewählt: Oberflächentemperaturen bei Tag und Nacht (Karte 04.06, SenStadt 2001d). Bioklima bei Tag und Nacht (Karte 04.09, SenStadtUm 1998b). Untersuchung lokalklimatische Situation Gleisdreieck (Vogt 2002a) und (Vogt 2002b). Zusätzlich wurden etwa 700 Projektgebiete, die im Rahmen des städtebaulichen Flächenmonitoring der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung für den Zeitraum 1990 – Ende 2002 erfasst wurden, in die geographische und die Sachdatenbasis eingearbeitet. Zur Bereitstellung der orographischen Eingangsparameter für die Berechnung des Wind- und Temperaturfeldes wurde auf der Grundlage der Höhenpunkte der Bohrpunktdatei der Landesgeologie Berlin (110 000 Punktdaten) ein gesondertes Geländehöhenmodell für Berlin generiert (Karte 01.08, SenStadtUm 1998a). Um der hohen Modellauflösung im Vertiefungsgebiet gerecht zu werden, wurden für diesen Ausschnitt die Geometrie- und Sachdaten der Automatisierten Liegenschaftskarte ALK für die weitere Auswertung herangezogen. Die Liegenschaftskarte bildet als darstellender Tei des so genannten Liegenschaftsbuches neben den Flurstücken vor allem die Gebäude einschließlich ihrer Geschossanzahl flächenscharf ab und ist daher als Basisinformation zur Abbildung der Hochbaustrukturen gut geeignet (vgl. Abbildung 2). In die Basisgeometrie der Teilbaublöcke der Karte 1: 50 000 des ISU konnten so zusätzlich die Gebäudegrundrisse mit den aus dem ALK-Bestand abgeleiteten Gebäudehöhen integriert werden. Zur Einbindung der Flächen außerhalb Berlins wurden folgende Datengrundlagen genutzt: ATKIS (Amtlich-kartographisches Informationssystem). Das Kartenwerk umfasst die erste Realisierungsstufe des Basislandschaftmodells – DLM 25/1. Der Grunddatenbestand enthält verschiedene Objektarten und Attribute. Die Straßen, Wege, Eisenbahnen, Gewässer und Grenzen bilden eine geometrisch exakte Linienstruktur der Landschaft. Sie ist durch die flächenhaften Landschaftsteile, wie Wohnbauflächen usw., ausgefüllt Die Geländehöhen wurden dem Datenbestand des CORINE -Projektes entnommen. Corine ist ein Synonym für “koordinierte Erfassung von Informationen über die Umwelt” und stellt ein von der Kommission der Europäischen Union im Jahr 1985 gegründetes Programm zur Erfassung von Umweltdaten dar.

Urban Heat Island (UHI) intensity modelling, Jan. 2020

The raster dataset of urban heat island modelling shows the fine-scale (100m pixel size) temperature differences (in degrees Celsius °C) across 100 European cities, depending on the land use, soil sealing, anthropogenic heat flux, vegetation index and climatic variables such as wind speed and incoming solar radiation. In the framework of the Copernicus European Health contract for the Copernicus Climate Change Service (C3S), VITO provided 100m resolution hourly temperature data (2008-2017) for 100 European cities, based on simulations with the urban climate model UrbClim (De Ridder et al., 2015). As the cities vary in size, so do the model domains. They have been defined with the intention to have a more or less constant ratio of urban vs. non-urban pixels (as defined in the CORINE land use map), with a maximum of 400 by 400 pixels (due to computational restraints). From this data set, the average urban heat island intensity is mapped for the summer season (JJA), which is the standard way of working in the scientific literature (e.g. Dosio, 2016). The UHI is calculated by subtracting the rural (non-water) spatial P10 temperature value from the average temperature map. The 100 European cities for the urban simulations were selected based on user requirements within the health community.

Landnutzung (CORINE 1990)

Der geographische Datenbestand zur Bodenbedeckung wurde vom Statistischen Bundesamt im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit und in enger Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt aufgebaut. Zugrunde lag ein von der EU entwickeltes methodisches Rahmenkonzept, das auf der Auswertung von Satellitenbildern zur Erhebung der Bodenbedeckungsarten basiert. Es geht auf das inzwischen ausgelaufene Programm CORINE (CoORdination of INformation on the Environment) der Europäischen Gemeinschaften zurück. Geodaten zur Bodenbedeckung liegen als Raster- und Vektordaten flächendeckend vor. Die Ersterfassung erfolgte in 44 Landnutzungsklassen, von denen 37 Klassen in Deutschland relevant sind. Weitergehende Informationen unter: https://www.corine.dfd.dlr.de/intro_de.html Die Datengrundlage entspricht der Version v.18.5 von: https://land.copernicus.eu/pan-european/corine-land-cover

Towards pollen accumulation rates as a measure of plant abundance a case study in NE-Germany

The aim of my study is to calibrate PAR from small lakes against tree biomass, which can be used to achieve quantitative estimates of biomass in the past. Furthermore, the relation between pollen percentages and plant abundance will also be investigated. As study area, the state Brandenburg was chosen, because it has a large number of lakes and is covered by different plant communities, like conifer forest, mixed forest, deciduous forest and open land. These are situated on a range of soil types in a terrain with little altitudinal differences. Lakes in different types of landscape were selected. They were of almost uniform size, mostly ranging from 100-300 m in diameter and without inflow and outflow. Deeper lakes in proportion to the lake size were preferred, to avoid lakes with a high pollen redeposition. In order to have an effective fieldwork and to get the broadest possible data spectrum for modeling, the relevant pollen source area of pollen (Sugita, 1994) was estimated, based on the map CORINE. The calculation shows that the pollen source area is approximately 5-6 km. However, we also sampled lakes which are situated closer together, especially when the landscape structure was very heterogenic at the small scale. From the surface samples of 50 lakes, the pollen percentages of different taxa will be compared with the information from the forest inventory data for different distances around the lakes to evaluate theoretical considerations of pollen source area. These data are available at the data base Datenspeicher Wald, which contains information about cover, age and biomass for the different tree species. This information was collected during the time of the German Democratic Republic (DDR) and is in the most continued. Concurrently, 15 of the short cores are selected for dating by 210Pb. PAR will be calculated based on the sedimentation rates obtained for these cores, so that PAR can be compared to tree biomass for different time slices over the past 50 years.

Luftkapazität der Böden im effektiven Wurzelraum in Deutschland

Die Karte der Luftkapazität im effektiven Wurzelraum in Deutschland gibt einen Überblick über die Größe des Luftspeichers der Böden. Unter Luftkapazität wird der Porenraum verstanden, der bei Feldkapazität mit Luft gefüllt ist. Damit stellt sie ein Maß für die Versorgung der Wurzeln mit Sauerstoff dar. Die Größe des Luftspeichers im Boden 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 Luftkapazität. 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) herangezogen.

Bodenbedeckung (HAD)

Karte 1.4 zeigt die Bodenbedeckung. Jeder Teil der Erdoberfläche ist durch eine bestimmte Art der Bodenbedeckung charakterisiert. Diese kann von völlig versiegelten Siedlungs- und Verkehrsflächen bis zu Sümpfen, Salzwiesen und offenen Meeresflächen reichen. Den weitaus größten Anteil in Deutschland nehmen die landwirtschaftlich genutzten Flächen und die Waldgebiete ein. Die Vegetation ist damit von herausragender Bedeutung für die Bodenbedeckung und ihre Wirksamkeit auf hydrologische und ökologische Prozesse. Seit Ende der 80er Jahre hat die Europäische Union (EU) eine europaweit harmonisierte Klassifizierungsvorschrift (TECHNICAL GUIDE 1994) sowie eine Erfassungsmethode für Bodenbedeckungsdaten innerhalb des CORINE-Programms (CoORdination of INformation on the Environment) entwickelt, in der umweltpolitische Anforderungen Berücksichtigung fanden. Die vom Statistischen Bundesamt durchgeführte Erhebung der Daten für Deutschland wurde aus dem Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und des Umweltbundesamtes (UBA) sowie von der EU gefördert.

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