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Wasserhaushalt Hamburg

Rasterkarten zum Wasserhaushalt, bzw. zur Grundwasserneubildung, berechnet mit mGROWA (FZ Jülich, 2021). Im Webdienst werden 6 Layer gezeigt: - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2019 [Min] - Grundwasserneubildung des hydrolog. Jahres 2008 [Max] - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1991 - 2019) - mittlere jährliche Grundwasserneubildung (1961 - 1990, Klimareferenzperiode) - Direktabfluss Mittlere Rate (1991-2020) - Tatsächliche Verdunstung Mittlere Rate (1991-2020) Beschreibung: Etwa ein Viertel des Niederschlags gelangt in Hamburg über den Boden ins Grundwasser und bildet damit einen erheblichen Anteil unserer täglichen Wasserversorgung und ist ökologische Grundlage für die Vegetation und den Boden als Wasserspeicher. Der übrige Niederschlag wird im Wesentlichen durch Verdunstung und Abfluss ins Sielnetz und in die Gewässer bestimmt. Aktuell werden pro Jahr bei durchschnittlichen Niederschlägen (etwa 770 mm pro Jahr) 136 Millionen Kubikmeter (m³) Grundwasser auf Hamburger Gebiet neu gebildet. Im Trockenjahr 2019 waren es nur 75 Millionen m³, was sich in stark fallenden Grundwasserständen, fehlender Bodenfeuchte und sich durch teilweises Trockenfallen von Gewässern für Tier und Pflanze als Trockenstress auswirkte. Auf die Beobachtung der Entwicklung der Grundwasserneubildung kommt deshalb in Zeiten des Klimawandels besondere Bedeutung zu. Neben klimatischen Veränderungen ist deshalb ein ausgefeiltes Flächen- und Ressourcenmanagement nötig, um der wachsenden urbanen Versiegelung und dem steigenden Wasserverbrauch mit Strategien und Maßnahmen hin zu einem naturnahen Wasserhaushalt entgegenzuwirken. Datengrundlagen und Methodik: Grundlage für die Berechnung und Darstellung von flächen- und zeitlich differenzierten Rasterkarten der verschiedenen Wasserhaushaltskomponenten ist das rasterzellenbasierte Wasserhaushaltsmodell mGROWA des Forschungszentrums Jülich. In mGROWA wurden zunächst standortbezogen auf Basis der jeweiligen Niederschlagsmengen und klimatischen Einflussgrößen die tatsächliche Verdunstung und der Gesamtabfluss in täglicher Auflösung mit einer Zellengröße von 25 x 25 m berechnet. Die berechneten Tageswerte wurden nachfolgend auf langjährig, jährliche und monatliche Zeiträume aggregiert. Danach wurde der Gesamtabfluss auf Basis der Standorteigenschaften in verschiedene Abflusskomponenten aufgeteilt. In der Datenzusammenstellung sind neben den Rasterkarten der potentiellen und tatsächlichen Verdunstung, des Gesamtabflusses und der Standorteigenschaften die Rasterkarten der Abflusskomponenten urbaner Direktabfluss, Sickerwasserrate, Zwischen- und Dränageabflüsse, sowie letztendlich die Grundwasserneubildung enthalten. Im Folgenden dargestellt werden auszugsweise die Karten zum mittleren langjährigen Mittel 1961-1990 (Klimareferenzperiode) und 1991-2019, das Nassjahr 2008 mit sehr großer und das Trockenjahr 2019 mit sehr geringer Neubildung.

CDC (Climate Data Center)

Free access and download to of a growing selection of DWD’s climate data. Via CDC Search you will find data for direct download and interactive access to station data. The interactive mode gives graphical and tabular previews of the German station data. In addition, all data sets remain accessible from our ftp server for direct download

Tägliche Raster der mittleren Bodenfeuchte unter Winterweizen für Deutschland

Die täglichen Raster der Bodenfeuchte werden für 10 cm Schichten bis zu einer Tiefe von 2 Meter und für vordefiniert Schichtdicken von 0-30, 0-60 und 0-90 cm für drei unterschiedliche landwirtschaftliche Kulturarten mit dem Modell AMBAV 2.0 V1.5 berechnet. Die für die Berechnung nötigen meteorologischen Eingabefelder müssen in stündlicher Auflösung vorliegen und werden von interpolierten Wetterstationsdaten abgeleitet. Desweiteren wird das Modell mit Bodeninformationen aus den Bodenleitprofilen der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte (BÜK 1000 N) der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) parametrisiert. Bei gleicher Bodenart unterscheiden sich die Böden je nach Nutzung. Es wird zwischen Wald-, Grünland- und Ackerbaunutzung unterschieden. Außerdem ist die Gründigkeit der Böden, sowie der Skelettanteil (Grobboden > 2 mm) in den verschiedenen Bodenschichten berücksichtigt. Die Daten haben eine räumliche Auflösung von 1 x 1 km und decken ganz Deutschland ab. Daten außerhalb von Deutschland oder in Siedlungsgebieten mit versiegelten Flächen haben eine Fehlkennung -9999. Alle Angaben zum Raster sind in den Metadaten des netcdf Files hinterlegt.

Soil texture, soil physicochemical properties and climatic data from the PhytOakmeter plot DGRL_14 (Greifenhagen, Germany)

PhytOakmeter (www.phytoakmeter.de) is a field platform using the Quercus robur oak clone DF159 outplanted since 2010. This platform is used to monitor the impact of climate change and land use management on the "soil - plant - interactor" complex. Sites from PhytOakmeter are located either in forest or grassland habitats and represent a wide range of environmental contexts with specific stressors. All sites are equipped with loggers measuring air and soil temperature and soil humidity. Soil cores have been collected to analyze their chemical and physical characteristic. The DGRL plot in Greifenhagen (Germany) started in 2015 with 11 oak trees outplanted over a 50m x 10m grassland plot. Soil and air temperature were measured since 2018, soil moisture was measured since 2019, and soil chemistry was assessed in the root-affected zone of trees in 2016, 2020 and 2022. Soil porosity and texture were evaluated in 2020.

Ackerbauliches Ertragspotential der Böden in Deutschland 1:1.000.000 (WMS)

WMS-Service zum Ackerbaulichen Ertragspotential der Böden in Deutschland. Das Müncheberger Soil Quality Rating (SQR) wurde vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) entwickelt. Das SQR ist ein Verfahren zur Bewertung der Eignung von Standorten für die landwirtschaftliche Nutzung und dient der Abschätzung des Ertragspotentials im globalen Maßstab. Die Methode wurde für die Anwendung auf Bodenkarten von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) modifiziert und ist in der Methodendokumentation der Ad-hoc-AG Boden aufgenommen. Die Karte zeigt eine solche Anwendung des Verfahrens für die Ackerböden in Deutschland auf Basis der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte von Deutschland im Maßstab 1:1.000.000. Weitere Eingangsdaten sind die mittleren jährlichen Klimadaten (DWD), das Relief (BKG) und die Landnutzung (CLC2006). Das Soil Quality Rating bewertet einen Standort zunächst mit Hilfe von acht Basisindikatoren wie dem Bodensubstrat oder der effektiven Durchwurzelungstiefe. Die Punktzahlen der Basisindikatoren werden unter Verwendung unterschiedlicher Wichtungsfaktoren zu einem Summenwert zusammengefasst. Anschließend erfolgt die Bewertung von ertragslimitierenden Gefährdungsindikatoren wie der Durchwurzelungstiefe oder der Trockenheitsgefährdung. Nur der Gefährdungsindikator, der die höchste Gefährdung anzeigt geht in die Berechnung ein. Das finale Soil Quality Rating bewertet die Standorte in einer Skala zwischen 0 und 102 Punkten. Je höher der Wert, desto größer ist das Ertragspotential des Standorts.

Bodenbewertung - Bodenkundliche Feuchtestufe (BKF)

Die bodenkundliche Feuchtestufe ist ein Kennwert zur Bewertung des Lebensraumes für natürliche Pflanzen(-gesellschaften) und wird über Bodenwasserhaushaltsverhältnisse bewertet. Diese werden maßgeblich vom Wasserrückhaltevermögen, dem Grundwasseranschluss, dem Niederschlag und der Evapotranspiration gesteuert. Standorte mit sehr niedrigen (trocken) oder sehr hohen (nass) bodenkundlichen Feuchtestufen lassen sich meist nur mit hohem Aufwand landwirtschaftlich nutzen und sind daher als Extremstandorte für den Naturschutz häufig von besonderem Interesse. Mit der bodenkundlichen Feuchtestufe wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.a) die Lebensgrundlage und Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen. Das hierfür gewählte Kriterium ist das Standortpotenzial für natürliche Pflanzengesellschaften mit dem Kennwert bodenkundliche Feuchtestufe. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung.

Tägliche Raster der mittleren Bodenfeuchte unter Gras für Deutschland

Die täglichen Raster der Bodenfeuchte werden für 10 cm Schichten bis zu einer Tiefe von 2 Meter und für vordefiniert Schichtdicken von 0-30, 0-60 und 0-90 cm für drei unterschiedliche landwirtschaftliche Kulturarten mit dem Modell AMBAV 2.0 V1.5 berechnet. Die für die Berechnung nötigen meteorologischen Eingabefelder müssen in stündlicher Auflösung vorliegen und werden von interpolierten Wetterstationsdaten abgeleitet. Des Weiteren wird das Modell mit Bodeninformationen aus den Bodenleitprofilen der nutzungsdifferenzierten Bodenübersichtskarte (BÜK 1000 N) der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) parametrisiert. Bei gleicher Bodenart unterscheiden sich die Böden je nach Nutzung. Es wird zwischen Wald-, Grünland- und Ackerbaunutzung unterschieden. Außerdem ist die Gründigkeit der Böden, sowie der Skelettanteil (Grobboden > 2 mm) in den verschiedenen Bodenschichten berücksichtigt. Die Daten haben eine räumliche Auflösung von 1 x 1 km und decken ganz Deutschland ab. Daten außerhalb von Deutschland oder in Siedlungsgebieten mit versiegelten Flächen haben eine Fehlkennung -9999. Alle Angaben zum Raster sind in den Metadaten des netcdf Files hinterlegt.

Soil physicochemical properties of the PhytOakmeter plot DGRL_14 (Greifenhagen, Germany) in 2016, 2020 and 2022

As part of PhytOakmeter platform (www.phytoakmeter.de), soil chemical parameters were determined in 2016, 2020 and 2022. Soil pH was measured using a glass electrode in a 1:2.5 soil-to-0.01 M CaCl2 suspension after one hour of equilibration. Gravimetric soil moisture was assessed with a fully automated moisture analyzer (DBS60-3, KERN & SOHN GmbH, Balingen, Germany), here defined as soil moisture (MOI). Total nitrogen (TN) and total carbon (TC) contents in the soil were analyzed in triplicate through dry combustion using a Vario elemental analyzer (EL III, Elementar, Hanau, Germany), and the carbon-to-nitrogen ratio (TC/TN) was subsequently calculated from these values. To evaluate the potentially bioavailable soil organic carbon and nitrogen for microbial activity, hot water-extractable carbon and nitrogen (HWC and HWN, respectively) were determined following the methods of Ghani et al. (2003) and Schulz et al. (2011). Additionally, the labile organic carbon and nitrogen easily decomposable by soil microorganisms were measured as cold water-extractable carbon (CWC) and nitrogen (CWN) based on procedures described by Zsolnay (1996), Zakharova et al. (2015), and Schmidt et al. (2017). Ammonium and nitrate (NH4±N and NO3—N, respectively) were quantified, with their sum representing the total mineral nitrogen content (Nmin).

Bodenübersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland 1:1.000.000 (BÜK1000DE)

Die BÜK1000 stellt bundesweit die Verbreitung der Böden und deren Vergesellschaftung in einheitlicher Form auf dem Aggregierungsniveau der Leitbodenassoziationen dar. Die Kartengrafik liegt in digitaler Form vor. In der Textlegende, die 71 bodenkundliche Legendeneinheiten umfasst, sind Angaben zu Gründigkeit, Bodenarten, Wasserverhältnissen, Ausgangsgestein sowie Leit- und Begleitböden enthalten. Die Parameter der Legendenbeschreibung und der 71 Referenzprofile (mit je 6 auf Bodenformen und 19 auf Horizonte bezogenen Angaben) sind in einer relationalen Datenbank abgelegt. Die Version 2.1 basiert auf den topographischen Grundlagen der Digitalen Topographischen Karte 1:1.000.000 (DTK1000-V) des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, welche von der BGR in Teilen modifiziert wurde. Zur Verbesserung der Lagegenauigkeit wurde die Geometrie der BÜK1000 am 23.12.2013 leicht überarbeitet.

Soil- moisture and temperature from the PhytOakmeter plot DGRL_14 (Greifenhagen, Germany) from 2022

As part of PhytOakmeter (www.phytoakmeter.de), time-domain transmission, soil moisture and -temperature sensors with custom-made logger systems were used to measure time series of soil state variables. The aim of these investigations was to provide data on environmental properties used in a cross-disciplinary approach.The measurement device consisted of two sensors at three different depths. The dataset contains the values of time (UTC), relative permittivity, soil moisture (in % vol) derived from permittivity and soil temperature (in °C). Determination of soil moisture was done using the formula of Topp et al. (1980). As sensors, the SMT100 soil moisture sensors with integrated temperature measurement were used. All sensors were installed within the upper 50cm below ground. The exact depths for each sensor are listed in the dataset and parameter comment.

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