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LAPRO2009 - Berücksichtigung der Erosionsgefahr im Rahmen der Waldbewirtschaftung

Bei der Ermittlung erosionsgefährdeter Waldstandorte im Rahmen der Erstellung des Landschaftsprogramms Saarland wurde ausschließlich die durch "Reliefenergie" bedingte Erosionsgefährdung berücksichtigt, da die Prozesse der bei Waldbewirtschaftung und starker Hangneigung auftretenden Gully-Erosion nicht unmittelbar an bestimmte Bodenarten gebunden sind. Daher wurden alle über 15° geneigten, waldbestockten Hänge als erosionsgefährdete Waldstandorte dargestellt. In dieser Flächenkulisse ist im Rahmen der Waldbewirtschaftung die Erosionsvermeidung in besonderem Maße zu berücksichtigen. s. Landschaftsprogramm Saarland, Kapitel 2.4.2. (Stand Juni 2009)

Natürliche Bodenfruchtbarkeit (WMS Dienst)

Die natürliche Bodenfruchtbarkeit bildet die Grundlage für die land- und forstwirtschaftliche Nutzung unserer Böden sowie für die Etablierung standortangepasster Vegetation. Das Bodenbewertungsinstrument Sachsen (2022) dient als methodische Grundlage für die Bewertung auf Basis der Bodenkarte Dresden (2024). Haupteingangsparameter ist die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers (nFKWe) unter zusätzlicher Berücksichtigung von Hangneigung, Grundwassereinfluss, Bodentyp und kapillarer Aufstiegsrate.

Topoklimatische Steuerung und nicht-lineare Dynamik der Klimawandelresonanz von Gletschern in Hochasien (TopoCliF)

Die Gletscher Hochasiens, existentielle Ressource der Wasserversorgung von über einer Milliarde Menschen, reagieren ausgesprochen heterogen auf den Klimawandel. Die zugrunde liegenden Wirkmuster, Steuerungsfaktoren und Sensitivitäten sind jedoch bisher nur lückenhaft verstanden. Jüngste Studien zeigen die besondere Bedeutung topoklimatischer Effekte auf der Skale einzelner Täler und Höhenzüge, die auch ein großes Potential zu nicht-linearer Abschmelzdynamik implizieren. Zur Analyse dieser mesoskaligen Phänomene fehlen aber bislang adäquate Werkzeuge, die die big-data-kritische Datenlücke zwischen großräumigen Fernerkundungs- und feldbasierten Detailstudien schließen können. Die Höhe der Gletschergleichgewichtslinie (ELA) integriert alle am Gletscher wirkenden topographischen und klimatischen Faktoren und ist daher als Indikator eben dieser topoklimatischen Phänomene bestens geeignet. Im beantragten Projekt soll ein neuartiges Fernerkundungsverfahren für ganz Hochasien angewendet werden, das eigens entwickelt wurde, um für ganze Orogene Datensätze der ELA und multitemporaler ELA-Änderungen in präzedenzlos hoher Auflösung zu generieren. Durch ein künstliches neurales Netz werden dann die räumlichen Muster und ihnen zugrunde liegende Beziehungen im regional heterogenen Zusammenwirken klimatischer (Globalstrahlung, Temperatur, Niederschlag, Wind, etc.; aus Daten der High Asia Refined analysis, HAR) und topographischer (Exposition, Hangneigung, Gipfelhöhe, etc.; aus digitalen Geländemodellen, DGM) Faktoren zur Steuerung der ELAs in Hochasien aufgeschlüsselt. An für Teilräume repräsentativen Benchmark-Settings mit besonders guter Datensituation werden die steuernden Prozesse am Gletscher durch numerische Modellierung der Energie- und Massenbilanzen (MB) im Detail untersucht. Auf Basis der resultierenden MB-Daten wird zusätzlich die Sensitivität der MBs zu monatlichen Anomalien in Temperatur und Niederschlag (aus HAR) modelliert. Vorstudien zeigen, dass Verebnungsflächen in den Akkumulationsgebieten der Gletscher großes Potential zu nicht-linearer Abschmelzdynamik bei weiterem ELA-Anstieg bergen. Größe und Topographie dieser Verebnungen werden durch DGM-basierte GIS-Analysen für Gletscher ganz Hochasiens quantifiziert. Zur Identifizierung der zugehörigen Kipppunkte (ELA, ab der eine spezifische Verebnungsfläche zu Ablationsgebiet wird) werden jeweils aus Hochflächentopographie und ELA-Daten die verbleibenden Pufferhöhen berechnet. Die diesen Pufferhöhen entsprechenden Temperaturzu- oder Niederschlagsabnahmen werden auf Basis der zuvor erhobenen Sensitivitätsdaten abgeschätzt und die verbleibende Zeit zur Überschreitung der Kipppunkte für verschiedene Szenarien anthropogenen Klimawandels ermittelt. Die Resultate dieses interdisziplinär-polymethodischen Ansatzes werden erstmals eine Entschlüsselung der topoklimatischen Steuerung der Klimawandelresonanz von Gletschern in Hochasien und ihrer Potentiale zu nicht-linearer Abschmelzdynamik ermöglichen.

Der Einfluss von bodennaher Turbulenz auf den Transport von Tracern in marinen Becken (ROBOTRACE)

Mit diesem Antrag sollen die physikalischen Prozesse identifiziert, analysiert und quantifiziert werden, die zu dem Austausch von gelösten Substanzen zwischen der Sediment-Wasser Grenzschicht, innerhalb der turbulenten Bodengrenzschicht (bottom boundary layer, BBL) und dem schwach turbulenten Inneren von geschichteten Becken beitragen. Im Fokus stehen dabei der Effekt von geneigten Hängen, an denen die Austauschprozesse durch das Zusammenwirken des Wiederaufbaus der Bodengrenzschichtschichtung , der Turbulenz innerhalb der BBL und sub-mesoskaligen Prozessen, von denen angenommen wird, dass sie den lateralen Austauschraten von Wasser bestimmen, verkompliziert werden. Diese Prozesse werden durch einen kombinierten Ansatz aus Feldmessungen und numerischer Modellierung untersucht. Insbesondere wird sich das Projekt dabei auf den Sediment-Wasser Austausch von Schwefelwasserstoff und Sauerstoff fokussieren, der in Situ mit Hilfe eines Eddy-Korrelationsmessgerätes als auch mit einem Mikroprofilsystem gemessen wird. Diese Messung wird durch ozeanographische Standardmessungen ergänzt, als auch durch Schiffs- und Verankerungsbasierte Turbulenzmessungen. Dieser Datensatz ist neuartig durch die Kombination von (A) der Sediment-Wasserflüsse von Sauerstoff und Schwefelwasserstoff und (B) der Turbulenzmessungen innerhalb der BBL und des Beckeninneren. Zusätzlich zu den Feldmessungen ist eine numerische Modellierung auf der Basis eines einfachen Sedimentmodells in Kombination mit einer Parametrisierung der Transportprozesse an der Sediment-Wassergrenzschicht geplant. Dieses Modell wird in idealisierten, eindimensionalen Parameterstudien, sowie in einem zweidimensionalen Setup verwendet, welches sich auf die Austauschprozesse der Bodengrenzschicht mit dem Beckeninneren konzentriert. Für die Untersuchung von dreidimensionalen Strukturen wie Eddies auf den Sauerstoff/Schwefelwasserstofftransport wird ein voll dreidimensionales realistisches Modell der zentralen Ostsee angewendet.

Sonderforschungsbereich Transregio 38 (SFB TRR): Strukturen und Prozesse der initialen Ökosystementwicklung in einem künstlichen Wassereinzugsgebiet; Structures and Processes of the Initial Ecosystem Development Phase in an Artificial Water Catchment, Teilprojekt C 04: Hydrologische Oberflächenprozesse während der Entwicklungsphase eines künstlichen Einzugsgebiets

Das Hauptziel des Projekts ist die Untersuchung und die Entwicklung von Methoden nicht nur zur punktuellen, sondern auch zur flächenhaften Bestimmung der Bodenfeuchte. Zur Anwendung sollen Geländetechniken wie Time-Domain Reflectrometry (TDR), Georadar (GPR), Elektrische Widerstand (ER), Elektromagnetische Induktion (EMI) sowie GNSS Scatterometry kommen. Eine der methodischen Hauptfragen ist die Nutzung der GNSS Scatterometry zur Ermittlung der Bodenfeuchte im Feldmaßstab. Eine weitere grundlegende Forschungsfrage wird die weitere Entwicklung der elektrischen und elektromagnetischen geophysikalischen Techniken für bodenkundliche Anwendungen sein.

Erosionsgefährdete Gebiete

Die Mindestanforderungen zur Begrenzung von Erosion richten sich nach dem Grad der Wasser- oder Winderosionsgefährdung der landwirtschaftlichen Flächen. Gemäß § 16 Abs. 1 GAPKondV müssen die Landesregierungen die landwirtschaftlichen Flächen nach dem Grad der Erosionsgefährdung gemäß Anlage 3 und 4 zu § 16 GAPKondV einteilen und die betroffenen Gebiete bezeichnen. Auf Ackerflächen in diesen Gebieten gelten dann die Anforderungen an die Bewirtschaftung nach § 16 Abs. 2 bis 4 GAPKondV. Die Einstufung erfolgt in Thüringen auf der Basis der InVeKoS-Feldblöcke gemäß § 5 Abs. 1 Nr. 2 GAPInVeKoS-Verordnung. Die Einteilung erfolgt in Thüringen nach § 13 Thür GAPVO für jeden erosionsgefährdeten Feldblock (landwirtschaftliche Flächen) mit den Wassererosionsgefährdungsklassen KWasser1 (erosionsgefährdet) bzw. KWasser2 (stark erosionsgefährdet). Für Flächen, die in Thüringen liegen, sind keine Erosionsstufen für Wind ausgewiesen. Zur Bestimmung der potenziellen Erosionsgefährdung durch Wasser werden die Faktoren KSR (Erosionsanfälligkeit der Bodenart, Hangneigung, Regenerosivität) berücksichtigt. Ermittelt wurden die angegebenen Faktoren in einem Raster von 5 x 5 m. Die Einstufung der Feldblöcke wird jährlich anhand der Feldblöcke der Digitalen Grundkarte fortgeschrieben und zum 01.02. veröffentlicht.

LAPRO2009 - Vorschlag für die Ausweisungen von Erosionsschutzwald

Potenziell erosionsgefährdete Waldstandorte werden im Bereich von Waldflächen mit einer Hangneigung über 15° dargestellt. Hier ist unabhängig von der Bodenart mit einer erhöhten Anfälligkeit für Gully Erosion zu rechnen, was die zahlreichen Erosionskerben in den Hangbereichen dokumentieren. Die großflächigen Waldbestände auf erosionsgefährdeten Standorten werden zur Ausweisung als Erosionsschutzwälder vorgeschlagen. s. Landschaftsprogramm Saarland, Kapitel 9.6.2. (Stand Juni 2009)

Ingenieurgeologische Gefahrenhinweiskarte (IGHK50)

Die Ingenieurgeologische Gefahrenhinweiskarte Baden-Württemberg ist eine nach wissenschaftlichen Kriterien erstellte Übersichtskarte im Maßstab 1 : 50 000 und gibt einen Überblick über die geogenen Naturgefahren des Landes. Die Themen Massenbewegungen (Rutschungen, Steinschlag/Felssturz) und Verkarstungsstrukturen (z. B. Erdfälle, Dolinen i. w. S., Karstsenken) sind landesweit verfügbar. Die Gefahrenhinweisflächen (GHF) für setzungs- und hebungsgefährdeten Baugrund sowie veränderlich feste Gesteine sind an den jeweiligen Bearbeitungsstand der Integrierten Geowissenschaftliche Landesaufnahme (GeoLa) gebunden. Rutschungsgebiete: Die GHF "Rutschungsgebiete" sind Gebiete mit deutlichen Hinweisen auf aktive oder inaktive Rutschungen inkl. Hangzerreißung. Dargestellt ist der Prozessraum ohne Angabe der Gleitflächentiefe. Rutschungsprozesse sind bereits erfolgt, eine Reaktivierung bzw. Vergrößerung der Rutschung ist möglich. Die Rutschungsgebiete entstammen der Geologischen Karte sowie aus der fernerkundlichen Auswertung des hochauflösenden Digitalen Geländemodells. Steinschlag/Felssturz: Die GHF "Steinschlag/Felssturz" sind potenzielle Ausbruchgebiete für Steinschlag und Felssturz. Dargestellt sind mittels standardisierter Auswertung (Gestein, Hangneigung) teilautomatisiert abgeleitete Flächen ohne Angabe der Geometrie des vollständigen Prozessraums und möglicher Sturzkörpervolumina. Ölschieferhebungen: Die GHF "Ölschieferhebungen" stellen Gebiete mit der Gefahr von Baugrundhebungen dar, die bei Austrocknung bituminöser, pyritführender Ton- und Mergelsteine infolge Kristallisationsdrucks von Sulfatmineralneubildungen auf Schichtflächen entstehen. Die Angaben sind auf den oberflächennahen Baugrund (z. B. einfache Kellertiefe) beschränkt. Setzungen: Die GHF "Setzungen" stellen Gebiete mit der Gefahr von Setzungen dar. Die GHF sind hinsichtlich ihres mineralischen und organischen Aufbaus (z. B. organische bzw. bindige kompressive Lockergesteine, Auffüllungen) differenziert. Die Angaben sind auf den oberflächennahen Baugrund (z. B. einfache Kellertiefe) beschränkt. Jahreszeitliche Volumenänderung: Die GHF "Jahreszeitliche Volumenänderungen" stellen Gebiete dar mit der Gefahr von Baugrundsetzungen und -hebungen tonig-schluffiger Lockergesteine, die infolge Schrumpfen bei Austrocknung und Quellen bei Wiederbefeuchtung entstehen. Die Angaben sind auf den oberflächennahen Baugrund (z. B. einfache Kellertiefe) beschränkt. Veränderlich feste Gesteine: Die GHF "Veränderlich feste Gesteine" kennzeichnen Gebiete mit Ton-, Tonschluff-, Schluff- und Mergelgesteinen, die aufgrund ihrer tiefgründigen, selten homogen verlaufenden Verwitterung eine bekannte Erschwernis für Bauvorhaben (z. B. bei Anlage von Baugruben, von Geländeanschnitten bzw. Geländeeinschnitten, bei der Gründung von Bauwerken) darstellen. Die Angaben sind auf den oberflächennahen Baugrund (z. B. einfache Kellertiefe) beschränkt. Verkarstungsgefährdung: Die GHF "Verkarstungsgefährdung" stellen Gebiete dar, in denen Verkarstungserscheinungen auftreten können. Hierbei wird unterschieden, welche Gesteine (Sulfat- und/oder Karbonatgesteine) mögliche Verkarstungserscheinungen aufweisen können. Das geologische 3-D-Modell liegt bislang nicht landesweit vor. In den nicht bearbeiteten Bereichen wird zusätzlich grob nach Verkarstungswahrscheinlichkeit (möglich/unwahrscheinlich) unterschieden. Vermutete Verkarstungsstruktur Die Punkte zeigen "Vermutete Verkarstungsstrukturen" (Erdfälle, Dolinen i. w. S., Karstwannen etc.) über verkarstungsfähigem Untergrund ohne Angaben der Geometrie des vollständigen Prozessraums sowie der Verkarstungstiefe. Die Verkarstungsstrukturen entstammen dem verfügbaren Kartenmaterial (Geologische Karte, Topografische Karte, Bodenkarte) sowie der fernerkundlichen Auswertung des hochauflösenden Digitalen Geländemodells.

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.

Landschaftsökologische Einheit

Landschaftsökologische Einheiten bilden ein in der Realität hoch komplexes Wirkungsgefüge von physiogenen, biotischen und anthropogenen Faktoren räumlich ab. Der Landschaftsökologische Atlas beinhaltet Darstellungen von land- und forstwirtschaftlich relevanten Geodaten im Maßstab 1:200 000. Er basiert auf einer Einteilung in Groß- und Teillandschaften, die als Grundkarte mit der Signatur K00 dargestellt werden kann. Die einzelnen Karten behandeln geomorphologische, hydrologische, klimatische und bodenkundliche Aspekte, die mit Hilfe vorgefertigter Legenden klassifiziert dargestellt werden können. Bei der Standortsanalyse handelt es sich um ein kombiniertes Kartierverfahren, bei dem geomorphologische, klimatologische, bodenkundliche, vegetationskundliche und phänologische Faktoren mittels Feldmethoden, nicht zuletzt durch Bioindikation erhoben werden (u.a. Hangneigung, Wärme, Kaltluftgefährdung, Bodenart, Gründigkeit, Wasser-Luft-Haushalt der Böden, Potentielle Trophie). Die Landschaftsökologischen Einheiten stammen aus dem an der Fachhochschule Nürtingen erarbeiteten Digitalen Landschaftsökologischen Atlas Baden-Württemberg im Maßstab 1:200.000. Dargestellt werden: 855 Standortkomplexe, gegliedert in 83 Teillandschaften und 8 Großlandschaften die Verbreitung feuchter, trockener und steiler Lagen als potenzielle Schwerpunkte für Schutz, Pflege und Entwicklung in den Agrarlandschaften Baden-Württembergs sowie die vorrangigen landbaulichen Nutzungsmöglichkeiten mit charakteristischen Leitpflanzen (Feldfrüchte/ Obstarten). Im Digitalen Landschaftsökologischen Atlas werden darüber hinaus umfangreiche Sachdaten auf insgesamt 37 Karten dargestellt. Weiterführende Literatur zu diesem Thema: Durwen, K.-J. & F.Weller (1994): Standort und Landschaftsplanung. Ökologische Standortkarten als Grundlage der Landschaftsplanung. 170 S., Ecomed, Landsberg Durwen, K-J., F. Weller, Chr. Tilk, H. Beck, A. Beuttler & S. Klein (1996): Digitaler Landschaftsökologischer Atlas Baden-Württemberg. CD-ROM, FH Nürtingen.

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