Springe zum Hauptinhalt der Seite

Fachsektionen

SOIL-DE

SOIL-DE

Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland

Projektkoordinator

Dr. Heike Gerighausen
Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde, Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung, Braunschweig
Heike.Gerighausen@julius-kuehn.de

Verbundpartner

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Universität Osnabrück
EOMAP GmbH & Co. KG
Mitteldeutsches Institut für angewandte Standortkunde und Bodenschutz (MISB)
terrasys.info

Projekthomepage

https://www.unter-2-grad.de/projekte/soil-de/

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Im Vorhaben SOIL-DE werden Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland entwickelt. Auf der Grundlage von Basisdaten (z.B. Geländemodelle, Bodenkarten, Klima- und Wetterdaten), Daten der LUCAS-Erhebung, historischen LANDSAT-Satellitendaten, sowie aktuellen Satellitendaten des Copernicus-Programms sollen Bodenqualität und -wertigkeit aktuell und rückblickend abgeschätzt werden. Weiterhin soll flächenhafter Bodenverlust quantifiziert und Risikogebiete mit hohem Ertragspotential und hohem Flächenverlust identifiziert werden. Ein Webviewer wird den Zugriff auf die Daten gewährleisten.

Ergebnisse

Für die Bewertung der Funktionalität, Nutzungsintensität und Vulnerabilität der Böden wurde eine Vielzahl an Indikatoren und Bodenfunktionen berechnet. Darunter sind das biotische Ertragspotential, Erosionswiderstandfunktion, Abflussregulationsfunktion, Filterfunktionen und das Müncheberg Soil Quality Rating (SQR). Die Anwendung der unterschiedlicheren Funktionen des Landschaftshaushaltes erfolgte zunächst bundesweit auf Basis der Bodenübersichtskarte Deutschlands (BÜK1000, Abbildung 1). Zusätzlich zu den Bodendaten der BÜK1000 wurden langjährige Klimadaten des DWD und das digitale Geländemodell Deutschlands hinzugezogen. Die Anwendung der Bewertungsmethoden auf die Bodenübersichtskarte BÜK200 wird erfolgen. Der Grafikdatensatz liegt deutschlandweit vor, allerdings können noch nicht allen Legendeneinheiten Bodenprofilinformationen zugeordnet werden. Eine höher aufgelöste Implementierung der Indikatoren auf regionaler Skala erfolgte bereits beispielhaft für Baden-Württemberg (BK25). Bodendatensätze weiterer Bundesländer werden beschafft. Zudem wurde eine Übersicht über die Verfügbarkeit mittel- und großmaßstäbiger Bodeninformationen Deutschlands erstellt. Nachfolgend werden Fernerkundungsdaten aus dem LANDSAT-Archiv und dem Copernicus-Programm zur Differenzierung der Landnutzung, sowie der Nutzungsintensitäten auf Basis von Fruchtfolgenkartierung eingepflegt.

Mit Hilfe des Soil Composite Mapping Processor (SCMaP) können statistische Informationen zur Nutzungsintensität und weitere Bodenbasisprodukte abgeleitet werden. Bildspektren eines 30-jährigen Bodenkomposits, in welches alle verfügbaren Szenen der Landsat-Satelliten eingehen, wurden mit Bodendaten aus Bayern und Sachsen-Anhalt verknüpft und ein Klassifizierungsmodell je Testgebiet trainiert. Diese Modelle sollen die Ableitung der Bodenparameter aus den Kompositen ermöglichen. Erste Ergebnisse zeigen ein hohes Potential Bodenart, organischen Kohlenstoff- und Humusgehalt abzuleiten (Abbildung 2).

Die LUCAS-Datenbank für Ackerböden wurde ausgewertet und zum Aufbau von Spektralmodellen für Textur und organischen Kohlenstoffgehalt verwendet. Die Modelle zeigten eine höhere Ergebnisgüte für Textur, während Corg unzureichende Schätzungen ergab. Die regionalisierten Prognosemodelle erwiesen sich dabei als genauer als regionsübergreifende Modelle. Weiterhin stellte sich heraus, dass die Probenanzahl der LUCAS-Datenbank für manche Regionen zu gering ist.

Ein Prototyp des Webviewers ist erreichbar via http://soil-de.eomap.de.

Verwertung

Die Bewertung der landwirtschaftlich genutzten Böden liefert aktuelle Informationen über deren Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Flächenverlust. Die zusammengestellten Daten können vielfältig genutzt werden. Sie dienen als Datengrundlage für Modellrechnungen oder als Entscheidungshilfe für eine nachhaltige und langfristige Flächenentwicklung. Die flächenhafte Bestimmung des organischen Kohlenstoffgehaltes mittels Fernerkundungstechnologie kann zur verbesserten Inventarisierung von Humus im Oberboden genutzt werden. Darauf basierend können potentielle Quellen und Senken für Treibhausgase identifiziert und Minderungsstrategien durch optimierte Bewirtschaftungspraktiken entwickelt werden.

Broschüre: SOIL-DE Viewer
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 719 KB

Broschüre Beschreibung:

Broschüre: Poster SOIL-DE
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 1 MB

Broschüre Beschreibung:

Spektrale Quantifizierung von Bodenparametern landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland

Broschüre: Poster SOIL-DE
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 265 KB

Broschüre Beschreibung:

Beurteilung der Qualität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland

Broschüre: Präsentation SOIL-DE
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 7 MB

Broschüre Beschreibung:

Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität genutzter Böden in Deutschland