Aufbereitung und Nutzbarmachung von boden- und standortkundlichen Altdaten. Johanna Danigel, Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha

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Eduard Sommer
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1 Aufbereitung und Nutzbarmachung von boden- und standortkundlichen Altdaten Johanna Danigel, Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha

2 Hintergrund der Altdatenaufbereitung BBodSchG (1998) 1 Zweck und Grundsätze: Sicherung und Wiederherstellung der Bodenfunktion Abwehr von schädlichen Bodenveränderungen Vorsorge gegen nachteilige Einwirkungen auf den Boden ThürWaldG (1993) 19 Grundsätze ordnungsgemäßer Forstwirtschaft: Waldboden u. Bodenfruchtbarkeit durch standortgerechte Bewirtschaftung erhalten oder verbessern steigende Anforderungen der Forstpraxis an die Ergebnisse der forstlichen Standortserkundung: keine Aggregation der Primärinformation spezielle thematische Auswertungen (z.b. Wasserhaushalt / nfk) Standortbewertung (Klimawandel) Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Waldbewirtschaftung Abb.: Standortseinheitenkarte und Grenzen der Forstämter von Thüringen (Stand: Feb. 2015) Grundlage des vorsorgenden Bodenschutzes und der forstlichen Praxis: Informationen zu Bodenverbreitung und Bodenzustand Flächeninformation: Kartierung der Lokalbodenformen Punktinformation: Anlage von Bodenprofilen 2 / 10

Inventur 1282 Lokalbodenformen sind derzeit auf den thüringischen Waldflächen kartiert (Stand: Feb.

Feb. 2015): Weiserprofile / -gruben (n = 2094) Punktprofile innerhalb eines Kartiergebietes denen eine Lokalbodenform zugewiesen

(ca. 1986 bis 1991) Bodenfruchtbarkeitskontrolle (BoFruKo) (n = 32) Humusbeprobung (n = 12) Abb.

3 Inventur 1282 Lokalbodenformen sind derzeit auf den thüringischen Waldflächen kartiert (Stand: Feb. 2015) 506 der kartierten Lokalbodenformen könnten momentan mit Bodendaten aus der Bodenprofildatenbank hinterlegt werden (Stand: Feb. 2015): Weiserprofile / -gruben (n = 2094) Punktprofile innerhalb eines Kartiergebietes denen eine Lokalbodenform zugewiesen werden kann Ökologische Waldzustandskontrolle (ÖWK) (n = 129) Methode der Boden-Dauerbeobachtung auf forstlich genutzten Flächen (ca bis 1991) Bodenfruchtbarkeitskontrolle (BoFruKo) (n = 32) Humusbeprobung (n = 12) Abb.: Standortseinheitenkarte und Grenzen der Forstämter von Thüringen (Stand: Feb. 2015); Laboraufnahmeblatt des Bodenprofils Nr. 950 weitere Bodenprofile mit Laboranalysen warten auf ihre Digitalisierung! 3 / 10

Aufbereitung der Altdaten Georeferenzierung Grundlagen zur Georeferenzierung der

des Bodenprofils, digitale Forstgrundkarte, TK10, digitale Standortskarte

Lokalbodenform, Exposition, Höhe über NN, Klimastufe, ggf. weitere Angaben Abb.

); Ausschnitte aus der Standortskarte Saalfeld Revier 5.

4 Aufbereitung der Altdaten Georeferenzierung Grundlagen zur Georeferenzierung der Bodenprofile: Grubenkarte des Bodenprofils, erste Standortskarte nach dem Aufnahmejahr des Bodenprofils, digitale Forstgrundkarte, TK10, digitale Standortskarte Lokalisierung der Bodenprofile anhand von Angaben zu: Forstadresse, Skizze, Lokalbodenform, Exposition, Höhe über NN, Klimastufe, ggf. weitere Angaben Abb.: Ausschnitt aus der Grubenkarte eines Bodenprofils (ID 950) aus dem Jahr 1966 (o. li.); Ausschnitte aus der Standortskarte Saalfeld Revier 5.04 Marktgölitz 1972 mit zugehörigem Bodenprofil (u.li.); Ausschnitt aus der digitalen Forstgrundkarte mit georeferenziertem Bodenprofil (u. re.) 4 / 10

Aufbereitung der Altdaten - Bodenprofildatenbank Abb.: Anzahl der Bodenprofile pro TK10-Blattschnitt (n = 2142, Stand: Feb. 2015, TK10-Blattschnitt umfasst ca.

) 2142 Bodenprofile mit unterschiedlicher Qualität und Genauigkeit wurden durch Friedrich Karas (GIS-Beratung-Karas) georeferenziert die zugehörigen Laboranalysedaten

5 Aufbereitung der Altdaten - Bodenprofildatenbank Abb.: Anzahl der Bodenprofile pro TK10-Blattschnitt (n = 2142, Stand: Feb. 2015, TK10-Blattschnitt umfasst ca. 33 km², o. li.); Anzahl der Bodenprofile pro Jahr (n = 2267, Stand: Feb.2015, o. re.) 2142 Bodenprofile mit unterschiedlicher Qualität und Genauigkeit wurden durch Friedrich Karas (GIS-Beratung-Karas) georeferenziert die zugehörigen Laboranalysedaten (physikalisch + chemisch) wurden durch das Büro GÖTZE Landschaftsarchitektur in eine Datenbank eingegeben Ergebnis: 5012 Horizonte mit Texturdaten Auswertung der Altdaten: Harmonisierung und Übersetzung in die aktuelle Nomenklatur nach KA5 notwendig 5 / 10

6 Probleme bei der Harmonisierung der Bodendaten geltendes Grundregelwerk zum Zeitpunkt der Aufnahme und Ansprache der Böden (KA5, SEA74, ) Begriffs- und Bedeutungsunterschiede: Übersetzung der Nomenklatur und Klassifikation anhand von Literatur und Labordaten Umbenennungen der Bodenformen (im Rahmen der Digitalisierung der Standortskarte) alt neu Vorkommen (STFB) Re.GB Reeseberg-Konglomerat-Braunstaugley Rg.GB Nordhausen Re.GB Rennsteig-Porphyr(-it)-Braunstaugley Re.GB Gotha, Ilmenau, Suhl Re.GB Reuther Konglomerat-Braunstaugley Rt.GB Gera neue Klassifikation / Definition von Lokalbodenformen z.b. Bo.Sf wird aufgeteilt in Bo.Sf (Hanglage) und Be.Sf (ebene Lage) Abb.: Vergleich des Texturdreiecks der Standortserkundungsanweisung 1974 (SEA74) mit dem Texturdreieck der Bodenkundlichen Kartieranleitung 1994 (BK94) technischer Fortschritt und Methodenwechsel Vergleichbarkeit bzw. Gleichwertigkeit der Verfahren durch Messung von Rückstellproben überprüfen, Literaturrecherche Ergänzung fehlender Laboranalysen Übersetzung von qualitativen Feldansprachen, Messung von Rückstellproben 6 / 10

Einsatz der Altdaten für das WP-KS-KW Projekt veränderte Produktivität und Kohlenstoffspeicherung der Wälder Deutschlands angesichts des Klimawandels

die Klimawandelproblematik Bestand am BWI-Punkt Modell: Waldentwicklung Ergebnis: Standortleistung / Produktivität Kohlenstoffspeicherpotential Umweltvektor am

7 Einsatz der Altdaten für das WP-KS-KW Projekt veränderte Produktivität und Kohlenstoffspeicherung der Wälder Deutschlands angesichts des Klimawandels Beschreibung von Waldwachstum und Umweltbedingungen Erklärung des Waldwachstums aus Umweltgrößen Vorhersage des Waldwachstums aus Umweltgrößen und Anwendung auf die Klimawandelproblematik Bestand am BWI-Punkt Modell: Waldentwicklung Ergebnis: Standortleistung / Produktivität Kohlenstoffspeicherpotential Umweltvektor am BWI-Punkt Boden Klima Abb. : schematische Darstellung einer Traktecke Quelle: Mette (2014) Abb. : Klimaszenarien Quelle: (2014) 7 / 10

Einsatz der Altdaten für das WP-KS-KW Projekt Erstellung von Leitbodenprofilen: tiefenstufenweise Aggregierung von Bodenkennwerten der bodengenetischen Horizonte mehrerer Bodenprofile einer

8 Einsatz der Altdaten für das WP-KS-KW Projekt Erstellung von Leitbodenprofilen: tiefenstufenweise Aggregierung von Bodenkennwerten der bodengenetischen Horizonte mehrerer Bodenprofile einer Lokalbodenform mittels R und dem Package AQP Abb.: Auswahl einiger Bodenprofile der Lokalbodenform Bo.Sf (u. li.); Schema der tiefenstufenweisen Aggregation von Bodenkennwerten (u. re., Quelle: forge.r-project.org/scm/viewvc.php/*checkout*/docs/presentations/aqp_user pdf?root=aqp) 8 / 10

9 weitere Einsatzgebiete der Altdaten Monitoring zum Erhalt der Ressource Waldboden Nutzung der punktuellen Datenerhebung an flächenrepräsentativen Punkten für weitere kontinuierliche Datenerhebung (Wiederholung) Erfassung und Darstellung des Bodenzustandes Dokumentation von langfristigen Bodenveränderungen (Zeitreihen) Prognose zukünftiger Bodenentwicklung (Trends, z.b. Auswirkungen des Klimawandels auf den Bodenzustand/das Waldwachstum) Einrichtung eines flexiblen Standortinformationssystems Auswertung der Primärinformation mittels aktueller R-Pakete Regionalisierung von Bodeneigenschaften / Modellierung Erstellung thematischer Karten mittels GIS Abb.: Texturdaten aller Horizonte der Lokalbodenform Bo.Sf (n = 103; Stand: Feb.2015) Ableitung von Handlungsempfehlungen (z.b.): standortgerechter Wald(um)bau / Nutzungsintensität Biomassenutzung in standortgerechter Intensität zum Erhalt der Bodenfruchtbarkeit Vermeidung von Schadverdichtung keine digitale Archivierung von alten Informationen, sondern Nutzung von wertvollen Bodendaten zur objektiveren Standortsbewertung! 9 / 10

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