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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.

Natürliche Erosionsgefährdung durch Wasser für die Naturräume Deutschlands (Niederschlagsperiode 1971-2000)

Dargestellt wird die natürliche, mittlere-jährliche Erosionsgefährdung durch Wasser berechnet nach DIN 19708 mit der Allgemeinen Bodenabtrags-Gleichung ABAG für Ackerflächen. Für die Berechnung berücksichtigt wurden die Faktoren R=Niederschlagsintensität (langjähriger mittlerer Sommerniederschlag der Periode 1971-2000, DWD), K=Bodenerodierbarkeit (k-Faktoren der BÜK 1000, BGR, Stand 2005), L=Hanglänge, S=Hangneigung (DGM 25, BKG, Stand 2007). Die Berechnung erfolgte flächendeckend für eine Maschenweite von 50 Metern. Anschließend wurde für die naturräumlichen Einheiten (BFN, Stand 2008) ein Mittelwert der Gefährdung berechnet, der hier dargestellt ist. Die Darstellung erfolgte zur Übersicht nur für Ackerflächen, die anhand der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte für Deutschland (BÜK 1000 N, BGR, Stand 2007) bestimmt wurden. Die Ebene der Naturräume wurde zur weiteren Ermittlung der „nutzungsabhängigen Erosionsgefährdung“ gewählt, da Daten zum tatsächlichen Fruchtartenspektrum nur auf dieser Ebene genutzt werden konnten. Das methodische Vorgehen und weitere Ergebnisse sind dem UBA-Text 16/2011 (http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/wirkungen-klimaaenderungen-auf-boeden): „Wirkungen der Klimaänderungen auf die Böden – Untersuchungen zu Auswirkungen des Klimawandels auf die Bodenerosion durch Wasser“ Wurbs, D. und Steininger, M. (2011) zu entnehmen.

Erodierbarkeit der Böden durch Wasser in Deutschland

Der K-Faktor der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) bzw. der Universal Soil Equation (USLE) beschreibt die Erosionsgefährdung der Böden durch Wasser. Grundsätzlich ist der K-Faktor von sechs Bodeneigenschaften abhängig: dem Gehalt des Bodens an Schluff und Feinstsand, dem Sandgehalt, dem Gehalt an organischer Substanz, der Durchlässigkeit der Böden, der Aggregierung der Ackerkrume sowie dem Skelettanteil. Die Methode ist in der DIN 19708:2005-02 angepasst worden, so dass die ersten beiden Faktoren als bodenartabhängiger Anteil des K-Faktors zusammengefasst werden. Die DIN-Methode ist auch in der Methodendokumentation der AG Boden integriert. Für die Anwendung auf Bodenkarten wurde das Verfahren von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) verändert. Dem hier errechneten K-Faktor liegen die Bodeneigenschaften Bodenart, Humusgehalt und Skelettgehalt sowie die Aggregatklasse und Durchlässigkeit der Böden zugrunde. Die Karte stellt den K-Faktor der Böden in Deutschland auf Grundlage der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte von Deutschland 1:1.000.000 dar.

ABAG: S-Faktor

Der Hangneigungsfaktor ist als Bestandteil der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung ein Maß für den Einfluss der Hangneigung auf den Bodenabtrag. Je höher der S-Faktor, desto steiler und erosionswirksamer ist ein Hang.

ABAG: Erosionsgefährdung (Fruchtfolge 2016-2019)

Durch Berechnung des Produktes aus K-, R-, L, S- und C-Faktor (s. dort) wird in Anlehnung an die Allgemeine Bodenabtragsgleichung die Empfindlichkeit des Bodens gegenüber Bodenerosion durch Wasser eingestuft. Die Klasseneinteilung folgt nicht der DIN 19708 (s. weiterführende Erläuterung).

Bundesweite Bodenabtragsmodellierung (Allgemeine Bodenabtragsgleichung) – C-Faktor (Datensatz)

Der Datensatz enthält Informationen zum abgeleiteten C-Faktor (Maß für die Bodenbedeckung und die Bodenbearbeitung) für die Allgemeine Bodenantragsgleichung (ABAG). Der Datensatz enthält C-Faktoren für die wichtigsten Landnutzungskategorien (landwirtschaftliche Nutzung nach Ackerland und Grünland), Wald, natürlich bedeckte Flächen, etc.). Datengrundlage für die Ausweisung des C-Faktors für die Ackerflächen waren Fruchtartenanteile (2016 bis 2018) sowie Informationen zum Umfang konservierender Bodenbearbeitung auf Basis von DESTATIS (2017) und Angaben Statistischer Landesämter). Die Daten für nicht berücksichtigte nicht ackerbauliche Landnutzungsklassen wurden aus Literaturdaten abgeleitet. Die Ermittlung der C-Faktoren für Ackerflächen erfolgte auf Kreisebene im Rahmen eines UBA-Projektes (Häußermann, U.; Bach, M.; Klement, L.; Knoll, L.; Breuer, L.; Strassemeyer, J.; Pöllinger, F.; Golla, B. (2023): Auswirkungen des Anbaus nachwachsender Rohstoffe und der Verwendung von Gärresten auf die Oberflächen- und Grundwasserbeschaffenheit in Deutschland | Umweltbundesamt. UBA-Texte 163/2023 (Link siehe INFO-LINKS)). Eine grundsätzliche Beschreibung des methodischen Vorgehens zur Bodenabtragsmodellierung findet sich in (Fuchs, S.; Brecht, K.; Gebel, M.; Bürger, S.; Uhlig, M.; Halbfaß, S. (2022): Phosphoreinträge in die Gewässer bundesweit modellieren – Neue Ansätze und aktualisierte Ergebnisse von MoRE-DE. UBA-Texte 142/2022 (Link siehe INFO-LINKS)). Die Daten sind keine absolut gültigen Ergebnisse, sondern stehen im Kontext der methodischen Annahmen bei der Erstellung und Verarbeitung der Ausgangsdaten. Die Kenngröße (C-Faktor) wird aktuell für die bundesweite Bodenabtragsmodellierung mit der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) verwendet.

ABAG: Erweitertes Gewässernetz

Das erweiterte Gewässernetz beinhaltet abflusswirksame Tiefenlinien, die Anschluss an das Gewässernetz haben. $Absatz$ Die genaue Lage, die räumliche Dichte und das Verteilungsmuster dieser Abflussbahnen für Oberflächenwasser sind von großem Interesse. Im Erosionsfall wird hier Bodenmaterial transportiert und an Übertrittspunkten in Gewässer oder in Siedlungsbereiche eingetragen.$Absatz$ Die Darstellung der Tiefenlinien erfolgt ab einer Mindestgröße des Einzugsgebietes von 5 ha. $Absatz$ Folgende Punkte zu beachten: $Absatz$ In Siedlungsgebieten ist der Verlauf der Tiefenlinien kritisch zu hinterfragen, da mit der Berechnung auf Basis des digitalen Geländemodells DGM 5 keine Informationen der Siedlungsentwässerung (z.B. Einlaufschächte) berücksichtigt werden können. $Absatz$ In Gebieten mit großräumig geringen Hangneigungen (z.B. Teile der Vorderpfalz, des Landstuhler Bruchs oder des Neuwieder Beckens) ist der Verlauf der Tiefenlinien häufig nicht plausibel. $Absatz$ Dort, wo künstliche Entwässerungsgräben existieren, ist das Modellierungsergebnis ebenfalls kritisch zu hinterfragen. An Straßen- oder Autobahndämmen kann das Fehlen von Informationen zur Lage von Dammdurchlässen zu einem unrealistischen Verlauf der Tiefenlinien entlang der Verkehrswege führen.

ABAG: L-Faktor

Der Hanglängenfaktor ist als Bestandteil der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung ein Maß für den Einfluss der Hanglänge auf den Bodenabtrag. Je höher der L-Faktor, desto länger und erosionswirksamer ist ein Hang.

ABAG: Gewässer POLY2

Teil des Layer Erweitertes Gewässernetz

ABAG: C-Faktor (Fruchtfolge 2016-2019)

Der Bodenbedeckungsfaktor ist als Bestandteil der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung ein Maß für den Einfluss der erosionsmindernden Wirkung einer Vegetationsbedeckung gegenüber einer Schwarzbrache (C-Faktor = 1). Je niedriger der C-Faktor, desto größer ist die erosionsmindernde Wirkung der Vegetationsbedeckung.

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