Am 22. Juni 2015, startete der von der ESA entwickelte Sentinel-Satelliten, Sentinel 2A, in den Weltraum. Der 1,1 t schwere Satellit hob um 22.52 Uhr Ortszeit an Bord eines Vega-Trägers von Europas Raumflughafen Kourou in Französisch-Guayana ab. Sentinel 2A wird die von dem am 3. April 2014 gestarteten ersten Satelliten der Flotte, Sentinel 1A, in jeder Wetterlage rund um die Uhr erstellten Radarbilder ergänzen. „Mit seiner optischen Kamera stellt Sentinel 2A eine Ergänzung der Radarbilder von Sentinel 1A dar“, meinte Volker Liebig, der ESA-Direktor für Erdbeobachtungsprogramme. „Der Satellit wird für die Gesellschaft äußerst nützliche Bereiche wie die Ernährungssicherheit und die Überwachung der Wälder unterstützen. Seine Kombination aus großem Abtaststreifen und häufigem Überflug wird Nutzern die Möglichkeit geben, Veränderungen der Landoberflächen und Pflanzenwachstum mit bisher ungekannter Genauigkeit zu beobachten. Durch das häufige Überfliegen von Gebieten wird eine neue Generation operationeller Produkte entstehen, die von Landoberflächen und Veränderungsdetektion über Katastrophengebiete und Blattflächenindizes bis hin zu Chlorophyllgehalt und anderen biogeophysikalischen Variablen reichen.“ Die Daten werden auf unentgeltlicher und offener Basis bereitgestellt. An der Analyse, Verarbeitung und Harmonisierung der Rohdaten werden öffentliche und privatwirtschaftliche Diensteanbieter mitwirken.
TERENO Eifel-Rur Observatory. TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories) spans an Earth observation network across Germany that extends from the North German lowlands to the Bavarian Alps. This unique large-scale project aims to catalogue the longterm ecological, social and economic impact of global change at regional level.
The central monitoring site of the TERENO Eifel/Lower Rhine Valley Observatory is the catchment area of the River Rur. It covers a total area of 2354 km² and exhibits a distinct land use gradient: The lowland region in the northern part is characterised by urbanisation and intensive agriculture whereas the low mountain range in the southern part is sparsely populated and includes several drinking water reservoirs. Furthermore, the Eifel National Park is situated in the southern part of the Rur catchment serving as a reference site. Intensive test sites are placed along a transect across the Rur catchments in representative land cover, soil, and geologic settings.
The Rollesbroich site is located in the low mountain range “Eifel” near the German-Belgium border and covers the area of the small Kieselbach catchment (40 ha) with altitudes ranging from 474 to 518 m.a.s.l.. The climate is temperate maritime with a mean annual air temperature and precipitation of 7.7 °C and 1033 mm, respectively, for the period from 1981 to 2001. Soils are dominated by (stagnic) Cambisols and Stagnosols on Devonian shales with occasional sandstone inclusions that are covered by a periglacial solifluction clay–silt layer. The mountainous grassland vegetation is dominated by perennial ryegrass (Lolium perenne) and smooth meadow grass (Poa pratensis).
The study site is highly instrumented. All components of the water balance (e.g. precipitation, evapotranspiration, runoff, soil water content) are continuously monitored using state-of-the-art instrumentation, including weighable lysimeters, runoff gauges, cosmic-ray soil moisture sensors, a wireless sensor network that monitors soil temperature, and soil moisture at 189 locations in different depths (5, 20 and 50 cm) throughout the study site. Periodically also different chamber measurements were made to access soil or plant gas exchange.
This data set contains weekly updated flux-, meteorological and soil measurements of the permanent operating EC/Climate station Rollesbroich 1 (50.621°N, 6.304°E,515 m a.s.l.), which was installed in spring 2011 at the border of two fields of grassland (5.8 and 7.8 ha) within the study site. Management of both fields is typical for the low mountain range of the Eifel region with one fertilizer application and three cuts per year. The area within the fetch of the eddy covariance tower is relatively flat with slopes ranging between 0.35° and 3.12°. The station is equipped with a CSAT3 sonic anemometer and LI7500 gas analyser. Besides flux measurements and typical climate parameters (radiation, air temperature, air humidity, soil moisture, soil temperature etc.) also the plant height and farming activities are recorded.
Meteorological and soil data was at least controlled by visual inspection by using common plausibility ranges and cross checks with nearby stations. Afterwards the data was flagged according to it's quality (O.K., suspect, moderate, bad etc.). Flux data was processed and checked according to the TERENO QC scheme (Mauder, M., Cuntz, M., Drüe, C., Graf, A., Rebmann, C., Schmid, HP., Schmidt, M., Steinbrecher, R., 2012. A strategy for quality and uncertainty assessment of long-term eddy-covariance measurements. Agricultural and Forest Meteorology 169, 122-135, 2013).
This product consists of global gap free Leaf area index (LAI) time series, based on MERIS full resolution Level 1B data. It is produced as a series of 10-day composites in geographic projection at 300m spatial resolution. The processing chain comprises geometric correction, radiometric correction and pixel identification, LAI calculation with the BEAM MERIS vegetation processor, re-projection to a global grid, and temporal aggregation selecting the measurement closest to the mean value. After the LAI pre-processing we applied time series analysis to fill data gaps and filter outliers using the technique of harmonic analysis in combination with mean annual and multiannual phenological data. Data gaps are caused by clouds, sensor limitations due to the solar zenith angle (less than 10 degrees), topography and intermittent data reception. We applied our technique for the whole period of observation (Jul 2002 - Mar 2012). Validation, was performed using VALERI and BigFoot data.
Forstliche Versuchsflächen des Landesbetriebes Forst Brandenburg mit Blattflächenindexmessungen
„Rekultivierung von Deponien mit Oberflächen-
abdichtungen“
Forschungsvorhaben mit Bau von Testfeldern
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Einleitung
In der TA Siedlungsabfall sind folgende Anforderungen an den Aufbau einer Re-
kultivierungsschicht gestellt: Schutz der Dichtung vor Frost und Erosion und die
Eignung als Substrat eines späteren Bewuchses, der so auszuwählen ist, dass „die
Infiltration von Niederschlagswasser in das Entwässerungssystem minimiert
wird“. Die TASi weist damit deutlich darauf hin, dass die Rekultivierungsschicht
neben ihrer Funktion als Tragschicht für Bewuchs wichtige Funktionen im Was-
serhaushalt einer Deponie übernimmt. Trotz zahlreicher Studien über den Aufbau
und die Funktionsweise der Abdichtungssysteme selbst, fehlt es an Grundlagen,
wie eine Rekultivierungsschicht, besonders im Hinblick auf ihre Funktion im
Wasserhaushalt, optimal auszuführen ist.
Mit dem hier vorgestellten Forschungsvorhaben sollen diese Wissensdefizite sys-
tematisch aufgearbeitet werden. Es wird untersucht, wie weit bei der Gestaltung
von Rekultivierungsschichten ökologische und bautechnische Anforderungen zu
vereinbaren sind, um optimale Voraussetzungen für eine dauerhaft sickerwasser-
minimierende Vegetationsdecke gemäß TASi zu schaffen.
Das Vorhaben baut auf einer bereits 1997 veröffentlichten Forschungsarbeit auf,
die sich in erster Linie mit den theoretischen Zusammenhängen des Themas be-
fasst.
Die Finanzierung erfolgt durch das Land Baden Württemberg, BW-PLUS For-
schungszentrum Karlsruhe und den Landkreis Böblingen.
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Projektbeteiligte
In der interdisziplinär besetzte Arbeitsgruppe sind Wissenschaftler und Ingenieure
der folgenden Arbeits- und Fachgebiete tätig:
Landespflege/Vegetationskunde:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Institut für Landespflege
Institut für Bodenkunde und Waldernährung
Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) Baden-Württemberg,
Abteilung Landespflege
Bodenbiologie:
Büro Ehrmann
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Bodenmechanik/Standsicherheit:
Universität Karlsruhe, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik,
Abt. Erddammbau und Deponiebau
Deponietechnik:
UW Umweltwirtschaft GmbH, Stuttgart
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Ziele des Forschungsvorhabens
Rekultivierungsschichten sollen als Bestandteile des Oberflächenabdichtungssys-
tems eine Reihe von Aufgaben erfüllen:
Sie sind Tragschicht für den Bewuchs.
Sie schützen die übrigen Komponenten der Abdichtung, z. B. vor Frost, Ero-
sion und Wurzeleinwirkung.
Sie reduzieren die Sickerwassermenge in die Deponie über den Wasserentzug
durch die Verdunstung aus dem Boden und der Pflanzendecke (Evapotranspi-
ration) auf natürlichem Weg (Wasserhaushalt).
Letzteres ist vor allem im Hinblick auf die Langzeitverwahrung von Deponien
relevant, denn im Gegensatz zu technischen Komponenten der Abdichtung (z. B.
mineralische Dichtung, Kunststoffdichtung) bleibt das System Boden/Vegetation
zeitlich unbegrenzt wirksam.
Ziel des Vorhabens ist es, das System Rekultivierungsschicht/Vegetation so zu
optimieren, dass es einen möglichst hohen Anteil des Niederschlags aufbraucht
und damit die Sickerwassermenge langfristig reduziert. Unter Berücksichtigung
folgender Problemfelder sollen Grundsätze für die Gestaltung von qualifizierten
Rekultivierungsschichten entwickelt und in einem praxisnahen Versuch ihre Um-
setzbarkeit und Wirkung erprobt werden:
Wasserhaushalt und Vegetation: Wälder mit intensiver, tief reichender
Durchwurzelung und hohen Blattflächenindices in abgestuften Beständen wei-
sen höchste Evapotranspirationswerte auf. Sie benötigen ausreichend mächti-
ge, locker gelagerte und tief durchwurzelbare Böden mit hoher pflanzenver-
fügbarer Wasserspeicherkapazität. Ein günstiges Bodengefüge und die biolo-
gischen Eigenschaften der Böden sind ebenfalls für die Entwicklung der Ve-
getation von großer Bedeutung.
Standsicherheit: In der Baupraxis werden Rekultivierungsschichten beim
Einbau in der Regel lagenweise verdichtet hergestellt. Dies steht im Wider-
spruch zu der seit Jahren im Hinblick auf dauerhafte und leistungsfähige
Pflanzenbestände geforderte lockere Lagerung der Substrate. Im Rahmen des
Vorhabens wird daher untersucht, welche Reibungseigenschaften locker ge-
schüttete Substrate besitzen; das ist eine wesentliche Grundlage für den erdsta-
tischen Standsicherheitsnachweis derartiger Rekultivierungsschichten. Zusätz-
lich wird die Wirkung ingenieurbiologischer Verbaumaßnahmen (Buschlagen)
auf die Standsicherheit locker geschütteter Böschungen untersucht.
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Erfordernisse des Baubetriebes – Praxisbezug: Es fehlt bisher an Grundla-
gen, ob und wie für einen Bewuchs optimierte Rekultivierungsschichten unter
Praxisbedingungen (z. B. Substratverfügbarkeit, Geräteeinsatz, Kosten) reali-
sierbar sind. Deshalb werden aus den Erfahrungen beim Bau der Testfelder
Einbauhinweise für die Praxis entwickelt, die bei zukünftigen Baumaßnahmen
zur Herstellung der Rekultivierungsschichten Anwendung finden können.
Schutz der Dichtungskomponenten durch Wurzelsperren: Pflanzen kön-
nen nicht nur Rekultivierungsschichten durchwurzeln, sondern auch in Ent-
wässerungsschichten und darunter liegende mineralische Dichtungen eindrin-
gen und deren Wirkung verringern. Deshalb beschäftigt sich das Vorhaben mit
der Erprobung praxistauglicher Wurzelsperren.
Das zur Zeit anlaufende Untersuchungsprogramm vergleicht die unverdichtete
und die konventionell verdichtet eingebaute Rekultivierungsschicht. Folgende
Merkmale stehen hierbei im Vordergrund:
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Wasserhaushalt - exakte Bilanzierung der Absickerung in den Lysimeterfel-
dern, Messung von Wassergehalt und Wasserspannung
Vegetationsentwicklung und Durchwurzelung der Substrate
Gefügeentwicklung
Bodenbiologie - Entwicklung der Bodenfauna, mikrobiologische Aktivität.
Standort der Testfelder mit Angaben zur Deponie
Verschiedene Vorgespräche mit den Projektbeteiligten führten zu einer ersten
Auswahl geeigneter Deponien. Die besten Voraussetzungen für die Installation
von Testfeldern bestanden auf der Deponie Leonberg im Landkreis Böblingen
(s. Abb. 1).
Abb. 1: Lageplan Deponie Leonberg
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