Bodenkarte vom Weinbaugebiet. der Halbinsel Au

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1 ZÜRCHER HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN Bodenkarte vom Weinbaugebiet der Halbinsel Au Semesterarbeit (4. Semester) von Roman Berger Diplomstudiengang 2006 Studienrichtung Umweltingenieurswesen Abgabetermin / 12:00 Fachkorrektoren: Dr. Krebs, Rolf ZHAW, Wädenswil Dr. Schumacher, Peter ZHAW, Wädenswil

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Material und Methoden Neue Bodenprofile Auswahl der Profilstandorte Ausheben der Bodenprofile Beschreiben der neuen Bodenprofile Handbohrungen ph-messungen im Labor Erstellen der Bodenkarte Erstellen der Bodenmächtigkeitskarte Ergebnisse Übersichtsplan Bodenprofile und Handbohrungen Neu beschriebene Bodenprofile Bodenprofil B Bodenprofil B Bodenprofil C Bodenprofil C Bodenprofil F Bodenprofil F Handbohrungen Bodenkartierung Bodenflächen Bodenkarte Bodenmächtigkeitskarte Inhalt der Daten-CD dieser Arbeit Allgemeines Übersicht über alle GIS-Projekte und deren Dateien Übersicht über alle weiteren Dateien Diskussion Bodenkarte Bodenmächtigkeitskarte Vergleich der ph-werte Hellige / Labor Schlussfolgerungen Literaturverzeichnis Verzeichnis der Bilder Verzeichnis der Tabellen Anhang

3 Zusammenfassung In dieser Semesterarbeit ist im Auftrag der Fachstelle Weinbau der ZHAW und in Zusammenarbeit mit der Fachstelle Bodenökologie der ZHAW eine Bodenkarte und eine Bodenmächtigkeitskarte erstellt worden. Die kartierte Fläche besteht aus den Grossparzellen E, B, C und F des Weinbaubetriebes der Fachstelle Weinbau auf der Halbinsel Au. Die Bodenkarte des Kantons Zürich aus dem Jahr 1988 hat in diesem Gebiet nicht den von der Fachstelle Weinbau gewünschte Detailgrad. Die Bodenkartierung ist gemäss der Kartieranleitung FAL 24 der ehemaligen FAL Reckenholz gemacht worden. Beide Karten basieren auf den Daten von zwei bereits 2006 beschriebenen und sechs für diese Arbeit neu beschriebenen Bodenprofilen sowie 18 im Rahmen dieser Arbeit gemachten Handbohrungen. Die Bodenprofile sind analysiert und im Detail auf Profilblättern beschrieben worden. Bei den Handbohrungen sind nur die für die Kartierungen wichtigsten Parameter in einer Tabelle erfasst worden. Die Bodenkarte und die Bodenmächtigkeitskarte sind beide auf GIS- Basis erstellt und somit auch als GIS-Projekte gespeichert worden. Die Bodenkarte ist von den beschriebenen Bodenprofilen und den Handbohrungen als Ergänzung abgeleitet worden. Sie macht deutlich, dass die östliche Hälfte der Kartierfläche mit fünf verschiedenen Bodeneinheiten ein pedologisch sehr interessantes Gebiet ist. Es kommen dabei drei verschiedene Bodentypen vor: Regosol, Kalkbraunerde und Braunerde. Am Hangfuss ist eine Bodeneinheit als stauwasserbeeinflusste Braunerde erfasst worden, alle anderen Böden in der gesamten Kartierfläche fallen in die Wasserhaushaltsklasse senkrecht durchwaschen. In der westlichen Hälfte zeigt die Bodenkarte ein viel homogeneres Bild. Es sind ausschliesslich Bodeneinheiten mit dem Bodentyp Braunerde kartiert worden, welche sich nur in der pflanzennutzbaren Gründigkeit unterscheiden. Eine kleine Unsicherheit gibt es bei den ph-werten, die bei einigen Bodenprofilen, je nach Schätzung mit Hellige oder den als Kontrolle durchgeführten Labor-Messungen, in die neutrale oder alkalische Säuregradklasse fallen. Die Wahl der Klasse entscheidet, ob diese Böden den Bodentyp Braunerde oder Kalkbraunerde erhalten. In solchen Fällen sind aus verschiedenen, in der Arbeit ausgeführten Gründen die Hellige-Werte verwendet und Braunerden beschrieben worden. Die Bodenmächtigkeitskarte ist mit Hilfe einer speziellen GIS-Funktion basierend auf den total 24 Punkten mit Bodenmächtigkeitsmessungen sowie einigen Hilfspunkten erstellt worden. Sie zeigt ein ähnliches aber etwas plakativeres Bild wie die Bodenkarte. Generell sind die Bodenmächtigkeiten in den nördlichen und südlichen Randbereichen des Hanges geringer als in der Mitte. Zudem ist deutlich sichtbar, dass der Boden in der westlichen Hälfte der Kartierfläche grösstenteils mächtiger ist als in der östlichen Hälfte. 3

4 1. Einleitung Auf der Halbinsel Au wird nachweislich seit 1484 Weinbau betrieben. Nachdem bis 1912 wieder alle Reben ausgerissen worden waren, hat ab 1952 die damalige Fachschule für Obst- und Weinbau Wädenswil den Rebberg gepachtet. Heute wird der Rebberg von der Fachstelle Weinbau der ZHAW (Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften) kultiviert, einerseits für die Weinbau-Ausbildung sowie für Forschung und Entwicklung an der ZHAW, andererseits als Produktionsbetrieb für die hochschuleigene Weinkellerei. Bis 2008 ist die Betriebsfläche auf 538 Aren angewachsen. [1] Speziell für Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie für die kontinuierlichen Umstrukturierungen bei der Bewirtschaftung ist es für die Fachstelle Weinbau wichtig zu wissen, was für Boden- und insbesondere Bodenmächtigkeitsverhältnisse in den einzelnen Parzellen vorhanden sind. Das Weinbaugebiet ist im Jahr 1988 im Rahmen der kantonalen Bodenkartierung der Landwirtschaftsflächen im Massstab 1:5000 bereits einmal kartiert worden. Dabei ist von zwei Bodenprofilen ausserhalb des Weinbaugeländes extrapoliert worden. Diese Karte hat ein erstes Bild vom Untersuchungsgebiet vermittelt (siehe Anhang A). [2] Nach Absprache mit der Abteilung Weinbau ist klar geworden, dass ein Bedürfnis nach einer genaueren Bodenkarte sowie einer Bodenmächtigkeitskarte vorhanden ist. Dank anstehender Terrassierungsarbeiten sollte man für die Aushebung von Bodenprofilen auf einen Bagger Zugriff haben. Die Bodenprofile sollten darauf mit Handbohrungen ergänzt werden. Als Kartierungsfläche sind an der Startsitzung die Grossparzellen E, B, C und F festgelegt worden, welche in der entsprechenden Reihenfolge auf gleicher Höhe im oberen Teil des südost- bis südwestexponierten Hanges liegen. Schon nach kurzer Zeit wurde der Beschluss gefasst, dass sämtliche Übersichtspläne und Bodenkarten auf GIS-Basis erstellt werden. Dies gewährleistet die Möglichkeit, bei Bedarf die Pläne und Bodenkarten überarbeiten, ergänzen oder verfeinern zu können. Die Parzellenflächen und die Rebenreihen sind bereits früher auf GIS-Basis erfasst worden, was beim Erstellen der Pläne und beim Erfassen von Standort-Koordinaten sehr nützlich gewesen ist. Die CD mit dem Arbeitsbericht wird durch einen Ordner mit sämtlichen GIS-Projekten und deren Daten ergänzt. Die verschiedenen Projekte, Shapefiles und Grids werden im Kapitel aufgelistet und im Detail beschrieben. Mit Martin Zürrer konnte ein externer Experte als Berater für die Arbeit miteinbezogen werden, der an verschiedenen Stellen in diesem Bericht als mündliche Quelle angegeben werden wird [3]. Von der Abteilung Bodenökologie der ZHAW standen Rolf Krebs und Daniel Scherrer sowie von der Abteilung Weinbau Peter Schumacher und Rainer Henn als Berater zur Seite. Auf der nächsten Seite folgt ein Übersichtsplan mit dem gesamten Weinbaugebiet, der zu kartierenden Fläche und den Standorten der zwei schon im Jahr 2006 beschriebenen Bodenprofile, so wie sich die Ausganglage für diese Arbeit präsentierte. Der Massstab des Plans ist in GIS 1:2500. Da beim Einfügen in diesen Bericht allenfalls eine kleine Verzerrung stattfindet, ist auf dem Plan kein Massstab notiert worden. Dieses GIS-Projekt ist auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Uebersichtsplan_Ausgangslage.mxd 4

5 Abbildung 1: Übersichtsplan Ausgangslage 5

6 2. Material und Methoden 2.1 Neue Bodenprofile Auswahl der Profilstandorte Als Datengrundlage wurden die Profilbeschreibungen der Bodenprofile E (siehe Anhang B) und F (siehe Anhang C) aus dem Jahr 2006 verwendet. Das Profil F wurde für diese Arbeit zu Profil F1 umbenannt, weil im Verlauf der Arbeit in dieser Grossparzelle noch zwei weitere Profile dazugekommen sind. Leider ist das Profilblatt für das Profil E nicht verfügbar, beziehungsweise bei der Profilbeschreibung mit dem Profilblatt des Profils F vertauscht worden, sodass in diesem Fall mit der schriftlichen Profilbeschreibung des Profils E gearbeitet werden musste. Zusätzlich war ein bereits offenes aber noch nicht beschriebenes Bodenprofil C1 vorhanden. Die Platzierung der neuen Bodenprofile wurde an diese Datengrundlagen angepasst. Bei einer Begehung des Geländes mit Rainer Henn vom Weinbaubetrieb wurden Informationen eingeholt betreffend Stellen auf dem Gelände, wo das Rebenwachstum eingeschränkt ist. Es sind dies vor allem zwei Stellen in der Grossparzelle F, wo je ein Profil platziert wurde (Profile F2 und F3). Ein weiterer Standort mit eingeschränktem Wachstum befindet sich in der Parzelle E in dem Bereich, welcher bereits durch das Profil E abgedeckt worden ist. Aus pedologischer Sicht erschien es interessant zu untersuchen, wie sich der Boden auf unterschiedlicher Hanghöhe und topografisch entsprechend unterschiedlichen Lagen entwickelt hat. Die neuen Bodenprofile wurden deshalb in Zweierpärchen in einem Zwischenraum zwischen zwei Rebenreihen geplant. Da es aufgrund der Arbeitsbehinderung für den Weinbaubetrieb durch zwei Profile in einer Reihe nicht möglich war, das so zu machen, wurde jeweils ein Profil maximal zwei Reihen weiter rechts oder links versetzt. Zusammen mit den bereits beschriebenen Bodenprofilen konnte so eine für eine Bodenkartierung geradezu luxuriöse Dichte von Bodenprofilen erreicht werden. Die Standorte der neuen sowie der alten Bodenprofile sind auf dem Übersichtsplan in Kapitel 3.1, Übersichtsplan Kartierfläche mit Bodenprofilen und Handbohrungen, ersichtlich Ausheben der Bodenprofile Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist das Bodenprofil C1 von Mitarbeitenden der Fachstelle Bodenökologie der ZHAW von Hand, respektive mit Spaten und Schaufeln, gegraben worden. Die restlichen fünf Bodenprofile konnten mit einem Bagger, der in dieser Zeit für Terrassierarbeiten auf dem Gelände war, ausgehoben werden. Aus zeitlichen Gründen wurden diese Profile nicht mehr so vorbildlich präpariert, wie das beim Bodenprofil C1 der Fall gewesen ist. Das heisst, dass diese in der Länge und Breite kleiner dimensioniert waren, und dass nur noch die eigentliche Profilwand mit einem Spachtel nachgebessert worden ist. Für die Beschreibung der Profile sollte dies aber keine negativen Auswirkungen gehabt haben. Bei den beiden Profilen C1 und F2, wo mit dem Bagger noch kein skelettreicher (B)C-Horizont erreicht worden war, ist noch eine zusätzliche Bohrung mit einem Edelmann- Bohrer gemacht worden. Dies ist auf den Profilblättern bei der Profilart und in den Bemerkungen vermerkt worden. 6

7 2.1.3 Beschreiben der neuen Bodenprofile Die sechs Bodenprofile sind systematisch analysiert worden. Als Grundlage für die Profilbeschreibung stand die Kartieranleitung der ehemaligen FAL (Eidgenössischen Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau) Reckenholz, heute ART (Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon), zur Verfügung. In diesen Unterlagen ist das Vorgehen bei der Ermittlung der einzelnen Bodenparameter und Bodenbezeichnungen ersichtlich, falls dieses in der Tabelle 1 nicht spezifiziert wird. [4] Die Profilbeschreibung wurde anhand des Datenschlüssels 6 der FAL Reckenholz vorgenommen [4]. In einem ersten Schritt sind die Horizontgrenzen des Profils festgelegt worden. Dies geschah in erster Linie aufgrund von optisch sichtbaren Veränderungen in der Bodenbeschaffenheit. Im Lauf der Profilbeschreibung sind teilweise noch weitere Horizonte abgegrenzt worden bei einer sprunghaften Veränderung eines oder mehrerer Bodenparameter. Nach der Festlegung der Horizonte ist die Profilskizze gezeichnet und sind die Horizonte analysiert worden gemäss der Kartieranleitung der FAL Reckenholz [4]. Die ermittelten Parameter sind Mächtigkeit und Bezeichnung des Horizontes, Gefügeart, organische Substanz, Körnung, Skelett, Karbonatgehalt, ph und Farbe des Bodens. Bis auf die Mächtigkeitsangaben handelt es sich dabei um geschätzte Werte. Für die Ermittlung der folgenden Parameter sind standardisierte Methoden verwendet worden: Parameter Standardisierte Methode Quelle Körnung Fühlprobe [5] Karbonatgehalt Verdünnte Salzsäure (10%) [4] ph AVM-Boden-PEHAMETER, Modell Hellige [6] Farbe der Bodenmatrix Munsell Standard Soil Color Charts [7] Tabelle 1: Methoden Bodenparameter-Ermittlung Bei der Standortbeschreibung sind aus Zeit- und somit Prioritätsgründen bis auf die Höhenlage der Profile die vorhandenen Daten aus den bereits beschriebenen Profilen E und F1 ohne Ergänzung übernommen worden. Die Profilblatt-Abschnitte Bewertung / Eignung, Nutzungsbeschränkungen / Meliorationen und Wald wurden wie bei den Profilen E und F leer gelassen. In einem zweiten Schritt sind die Bodenbezeichnungen festgelegt worden. Aufgrund von Bodenparametern sind die Untertypen des Bodens ermittelt worden. Unter Berücksichtigung dieser Untertypen und anhand der Horizontfolgen ist dann der Bodentyp bestimmt worden [8]. Anhand des Klassifikationssystems der Bodentypen und den so ermittelten Bodencodes wurde der Bodentyp verifiziert [4]. Weitere Bodenbezeichnungen sind die Klassifizierung des Skelettgehalts und der Körnung in Ober- und Unterboden mit Referenztiefen von 20cm und 40cm [3] sowie der pflanzennutzbaren Gründigkeit und der Wasserhaushaltsgruppe. Als letzte Bodenbezeichnungen wurden noch die Hangneigung und die Geländeform festgelegt. 7

8 In einem letzten Schritt sind die Titeldaten und Bemerkungen, Tiefe des Profils sowie eine Situations- und eine Topologieskizze ergänzt worden. 2.2 Handbohrungen Die total 18 Handbohrungen sind in sechs Dreierreihen auf dem Kartiergelände verteilt worden, um so ein feines Netz mit untersuchten Standorten zu erreichen. Die Bohrungen sind mit einem Pürkhauer- Bohrstock durchgeführt worden. Dieser massive Bohrstock liefert eine 1m tiefe Bodenprobe mit einem Querschnitt von nur etwa 3cm x 2cm, ist aber für skelettreichen Boden, wie den des Weinbaugebietes der Halbinsel Au, das ideale Arbeitsgerät. Mit anderen, weniger massiven Bohrstocktypen wäre die Chance, im ersten Anlauf in einen Meter Tiefe zu gelangen, sehr klein gewesen. Sogar mit dem Pürkhauer- Bohrstock sind teilweise mehrere Bohrungsversuche pro Standort nötig gewesen. Bei der Erfassung und Analyse der Bodenproben sind nebst Standortinformationen nur die für die Bodenund Mächtigkeitskarte wichtigsten Parameter erfasst worden. Das sind die Bodenmächtigkeit gemäss Definition in Kapitel 2.5, die ph-werte und eine allfällige Karbonatgrenze gemäss den Methoden in Kapitel 2.1.3, eine Schätzung des Bodentyps sowie weitere Beobachtungen als Bemerkungen. 2.3 ph-messungen im Labor Zur Kontrolle der ph-messungen im Feld sind zehn Bodenproben von verschiedenen Horizonten der sechs neu beschriebenen Profile gesammelt worden. Die ph-messungen dieser Horizonte sind gemäss einem Handout der ZHAW gemacht worden (siehe Anhang D) [9]. Die ermittelten Werte sind auf den Profilblättern in der Spalte Bemerkungen vermerkt. 2.4 Erstellen der Bodenkarte Als Grundlage für die Bodenkarte dienten die Daten der sechs neuen und zwei alten Bodenprofile. Anhand einer standardisierten Methode der FAL Reckenholz wurde der Bodenkartencode für jedes Profil abgeleitet [4]. Die Laufnummern dieser Bodenkartencodes müssen bei jeder Bodenkartierung definiert werden. Die Böden wurden anhand ihrer Untertypen mit Ausnahme des Säuregrades und anhand ausgewählter Parameter-Werte verglichen und gegebenenfalls mit unterschiedlicher Laufnummer codiert. Die ausgewählten Parameter wurden in einer Tiefe von 50cm erfasst und in folgende Klassen unterteilt: ph-klassen Skelett-Klassen Körnungs-Klassen < % % % 5 6 > % 7 8 Tabelle 2: Parameter-Klassierungen für die Ermittlung der Laufnummern 8

9 Nach Ermittlung der Bodenkartencodes wurden die Bodenprofile mit identischen Codes zu Bodeneinheiten gruppiert und es wurde eine erste Skizze erstellt. Diese Skizze wurde dann anhand der 18 Handbohrungen verifiziert und entsprechend modifiziert. Die definitive Gestaltung der Bodenkarte wurde nach dieser Verfeinerung der Skizze mit GIS vorgenommen. Die Farbgruppierung von Bodeneinheiten nach Wasserhaushalt und pflanzennutzbarer Gründigkeit ist in dieser Kartierung weggelassen worden, um die Übersichtlichkeit bei der eher kleinen Bodenkarte zu erhöhen. Der Massstab des Plans ist in GIS 1:1170. Da beim Einfügen in diesen Bericht allenfalls eine kleine Verzerrung stattfindet, ist auch auf diesem Plan in Kapitel kein Massstab notiert worden. Dieses GIS-Projekt ist auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Bodenkarte_Weinbaugebiet_Au.mxd 2.5 Erstellen der Bodenmächtigkeitskarte Die Bodenmächtigkeitskarte wurde ebenfalls mit GIS erstellt. Dazu wurden die Shapefiles der Bodenprofile und der Handbohrungen zu einem neuen Shapefile zusammengefügt. Dieses Shapefile enthält nebst Informationen zum Standort als einzigen Parameter die Bodenmächtigkeit in Zentimeter beim entsprechenden Punkt. Die Bodenmächtigkeit ist kein streng definierter Parameter [3] und wurde deshalb nach folgender Formel ausgerechnet: Bodenmächtigkeit = Bodenmächtigkeit A-Horizont(e) + Bodenmächtigkeit B-Horizont(e) Im Falle eines BC-Horizontes wurde dieser mit einberechnet, falls er ebenfalls noch durchwurzelt ist. Das neue Shapefile mit den total 24 Messpunkten ist dann für den entscheidenden Programmschritt in GIS verwendet worden. Mit der Funktion Inverse Distance Weighted sind für sämtliche Punkte in der Kartierfläche Bodenmächtigkeits-Durchschnittswerte, in Abhängigkeit der Bodenmächtigkeit der benachbarten Punkte und gewichtet nach deren Nähe, berechnet worden. Für den Rechenvorgang sind folgende Einstellungen verwendet worden: Input Points: Z value field: Mächtigkeitspunkte min_maecht Power: 2 Search radius type: Variable Number of points: 12 Maxium Distance: Output cell size: 0.1 Tabelle 3: Einstellungen für Programmschritt Inverse Distance Weighted 9

10 Als Resultat erhält man ein Grid, in dem jedem Pixel ein mathematisch extrapolierter Bodenmächtigkeitswert zugewiesen worden ist. Diese Werte werden dargstellt und das Bild kann als Bodenmächtigkeitskarte interpretiert werden. Nach der Begutachtung des Grids wurde schnell klar, dass im Bereich der Kleinparzellen C1, F1 und F2 Korrekturen nötig waren. Aus pedologischer Sicht erscheint es realistisch, dass nördlich des flachgründigen, stauwasserbeeinflussten Hangfussbereiches des Bodenprofils F2 ein Bereich mit Boden des Typs tiefgründige / mässig tiefgründige Braunerde folgt. Die Handbohrungen-Reihe in der Kleinparzelle F2 westlich von diesem Bereich hat diese Tendenz bestätigt. Damit diese Situation besser dargestellt wird, wurden dem Shapefile einige Hilfspunkte mit pedologisch geschätzten Bodenmächtigkeitswerten hinzugefügt. Diese Punkte sind in der Attributtabelle als Hilfspunkte deklariert, und es muss nochmals betont werden, dass deren Bodenmächtigkeitswerte geschätzt sind und aus zeitlichen und organisatorischen Gründen im Feld nicht mehr überprüft werden konnten. In den Einstellungen des Grids sind noch einige Änderungen gemacht worden. So ist von einer klassifizierten Darstellung der Werte zu einer fliessenden Skala gewechselt worden. Dies macht die Bodenmächtigkeitskarte optisch bewusst weniger präzis, damit sie nicht überinterpretiert wird, denn bei jedem berechneten Punkt handelt es sich nur um einen Schätzwert. Zudem kann in diesem Modus noch ein Stretch-Typ festgelegt werden, welcher die Werte je nach Einstellung leicht verändert. Diese Einstellung wurde von Standard Deviations zu Histogram Equalize geändert, was einen sanfteren Übergang von kleinen zu grossen Bodenmächtigkeitswerten bewirkt hat. Der Massstab des Plans ist in GIS 1:1170. Da beim Einfügen in diesen Bericht allenfalls eine kleine Verzerrung stattfindet, ist auch auf diesem Plan in Kapitel 3.5 kein Massstab notiert worden. Sollte ein Bedürfnis nach einer Karte mit klassifizierten Werten oder anderen Einstellungen vorhanden sein, kann das in wenigen Schritten gemäss dieser Methoden-Anleitung ausgeführt werden. Das entsprechende GIS-Projekt ist auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Bodenmaechtigkeitskarte.mxd 10

11 3. Ergebnisse 3.1 Übersichtsplan Bodenprofile und Handbohrungen Der Plan auf der folgenden Seite zeigt eine Übersicht über die Standorte von allen Bodenprofilen und Handbohrungen des Untersuchungsgebiets. Die Dichte an Untersuchungsstellen ist hoch, womit die Voraussetzung für eine genaue Bodenkarte geschaffen worden ist. Von der Topographie her liegen die vier Profile der Grossparzellen B und C in gleichmässig geneigter Hanglage, während sich das Profil F2 in einer Hangfusslage und das Profil F3 auf einer Kuppe befinden. Gewinn- und Verlustlage sind lediglich im östlichen Bereich des Hanges ausgeprägt und deshalb nur dort beschrieben worden. Der Massstab des Plans ist in GIS 1:1170. Da beim Einfügen in diesen Bericht allenfalls eine kleine Verzerrung stattfindet, ist auch auf diesem Plan kein Massstab notiert worden. Das entsprechende GIS-Projekt ist auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Uebersichtsplan_Bohrungen.mxd 11

12 Abbildung 2: Übersichtsplan Bodenprofile und Handbohrungen 12

13 3.2 Neu beschriebene Bodenprofile Bodenprofil B1 Das Profil B1 liegt in gleichmässig geneigter Hanglage im westlichen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der südlichen und somit tiefer gelegenen Hälfte des Hanges. Die Profiltiefe beträgt 120cm. Nach einem 16cm mächtigen Ah-Horizont folgt ein 14cm mächtiger AB-Horizont mit deutlich weniger Skelettgehalt und etwas geringerem Anteil an organischem Material. Danach folgt ein 40cm mächtiger Bw-Horizont mit stark erhöhtem Kiesgehalt. In etwa 75cm Tiefe erfolgt ein überraschender, scharfer aber welliger Wechsel zu einem C-Horizont, bei dem Sand einen extrem hohen Anteil an der Feinerde von 93% hat. Dieser Horizontwechsel ist gleichzeitig auch die Karbonatgrenze. In 90cm Tiefe folgt ein weiterer C-Horizont, der einen nicht mehr ganz so hohen Sandanteil hat. Dieser beobachtete Sandhorizont konnte auch bei zwei Handbohrungen festgestellt werden. In der schriftlichen Abbildung 3: Bodenprofil B1 Profilbeschreibung des Profils E wird ebenfalls eine Sandschicht ab 80cm Tiefe in der nicht beschriebenen Profilhälfte erwähnt. Die Herkunft und der genaue Verlauf dieser Sandlinse sind rätselhaft, konnten aber aus Zeitgründen nicht genauer abgeklärt werden. Die pflanzennutzbare Gründigkeit dieses Bodens ist mässig tiefgründig. Die Mächtigkeiten der beiden C- Horizonte sind aufgrund des Einzelkorngefüges mit dem maximalen Faktor von 0.1 in die Berechnung eingeflossen [3]. Die Miteinberechnung dieser C-Horizonte ist mit Sicherheit angebracht, da erstaunlicherweise in der Tiefe von etwa 100cm noch eine Wurzel aus der Profilwand ragte. Die Körnung wurde sowohl in Ober- als auch Unterboden als Lehm eingeschätzt. Die ph-werte sind in den A-Horizonten mit 6.0, respektive 6.2, am tiefsten und nehmen dann kontinuierlich zu, bis sie im C- Horizont mit 7.2 alkalisch sind. Der im Labor gemessene ph-wert für den Bw-Horizont ist mit 6.54 etwas höher als der mit Hellige geschätzte Wert von 6.4. Der Unterschied ist aber nicht relevant, da beide Werte im neutralen Bereich liegen. Sowohl die Horizont-Reihenfolge als auch der Untertyp E1 sprechen klar für den Bodentyp Braunerde, was auch anhand des Klassifikationssystems durch den Bodencode bestätigt wird. 13

14 ZHAW SA 2008 Abbildung 4: Profilblatt B1 14 Roman Berger

15 3.2.2 Bodenprofil B2 Das Profil B2 liegt in gleichmässig geneigter Hanglage im westlichen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der nördlichen und somit höher gelegenen Hälfte des Hanges. Im ganzen Profil sind hohe Skelettgehalte geschätzt worden, im Oberboden ist die Bodenklassifikation steinreich und im Unterboden stark steinhaltig. Nach einem mit 24cm ziemlich mächtigen Ah-Horizont folgt der diffuse Übergang in den AB-Horizont. In 38cm Tiefe beginnt der Bw-Horizont, der lediglich 32cm mächtig ist und bei dessen Körnung auf Kosten der Ton- und Sandanteile ein erhöhter Schluffanteil geschätzt worden ist. Während der Oberboden noch als Lehm klassiert worden ist, fällt der Unterboden somit aufgrund des gesunkenen Tonanteils in die Klasse sandiger Lehm. Ab 70cm beginnt bereits ein sandiger BC-Horizont, welcher nicht mehr durchwurzelt ist, einen sehr hohen Skelettanteil hat und bis zum Profilende von Abbildung 5: Bodenprofil B2 80cm reicht. Die pflanzennutzbare Gründigkeit des Bodenprofils B2 ist aufgrund des wenig mächtigen Bw-Horizonts und des hohen Skelettgehalts lediglich ziemlich flachgründig. Der ph ist mit Werten zwischen ziemlich konstant und von oben nach unten leicht ansteigend eingeschätzt worden. Die Labormessung des ph-wertes des Bw-Horizonts hat überraschenderweise einen Wert von 6.81 ergeben im Vergleich zu 6.5 mit Hellige. Bei der Klassifizierung des Untertyps Säuregrad ist dadurch ein Konflikt entstanden, weil diese Werte unterschiedlichen Klassen angehören. Da im ganzen Profil mit der verdünnten Salzsäure keinerlei Schaumreaktion beobachtet werden konnte, ist der Laborwert vernachlässigt und der Boden mit Untertyp E1 als Braunerde eingestuft worden. Auf die Problematik der Unterschiede zwischen den Hellige- und den Labor-Werten wird in der Diskussion in Kapitel 4.2 noch ausführlicher eingegangen. 15

16 ZHAW SA 2008 Abbildung 6: Profilblatt B2 16 Roman Berger

17 3.2.3 Bodenprofil C1 Das Profil C1 liegt in gleichmässig geneigter Hanglage im zentralen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der südlichen und somit tiefer gelegenen Hälfte des Hanges. Es handelt sich um das Profil, welches von Mitarbeitern der ZHAW schon vor Beginn dieser Arbeit ausgehoben worden ist. Das 1m tiefe Profil ist durch eine 50cm-Bohrung mit einem Edelmann-Bohrer auf 150cm Tiefe erweitert worden. Der Ah-Horizont reicht bis in 30cm Tiefe, wo er wellig und diffus in einen mit 90cm sehr mächtigen Bw- Horizont übergeht. Der Bw-Horizont erscheint sehr homogen, es wurden keine ausgeprägten Veränderungen festgestellt, die eine Unterteilung in zwei oder noch mehr Horizonte veranlasst hätten. Dank der Handbohrung konnte noch ein BC-Horizont beschrieben werden, der in etwa 120cm Tiefe beginnt. Die tiefste Wurzel wurde in 90cm Tiefe gefunden, es wird aber vermutet, dass Wurzeln vereinzelt bis in Abbildung 7: Bodenprofil C1 maximal 120cm Tiefe reichen. Im Ah-Horizont und im Bw-Horizont ist ein Kiesanteil von knapp 20% festgestellt worden. Erst im BC-Horizont steigt der Kiesgehalt auf 40% an. Im ganzen Profil ist der Steingehalt sehr klein, der Oberboden ist somit als kieshaltig und der Unterboden als stark kieshaltig klassifiziert worden. Die Körnung wurde durchgehend als Lehm eingestuft. Der ph zeigt mit bei der Schätzung mit Hellige keinerlei Schwankungen und liegt durchgehend bei 6.5. Mit der verdünnten Salzsäure konnte im ganzen Profil keine Schaumreaktion festgestellt werden, was auf einen ph im neutralen Bereich hinweist. Bei den zwei Bodenproben aus diesem Profil sind erstaunlich hohe Laborwerte ermittelt worden, 6.87 für den Ah-Horizont und sogar 7.01 für den Bw-Horizont. Die Laborwerte würden somit für einen Bodentyp Kalkbraunerde sprechen. Alleine die typische, gleichmässig braune Färbung des Bw-Horizonts durch an Tone gebundene oxidierte Eisenoxide spricht aber dagegen und für eine Braunerde. Ein Bw-Horizont ist für eine Kalkbraunerde sehr unüblich [3]. Zudem sind Kalkbraunerden meist in Akkumulationslagen an Hangfüssen zu finden, was hier nicht der Fall ist. Aus diesen Gründen und wegen der Tests mit der verdünnten Salzsäure sind auch bei diesem Profil die Laborwerte vernachlässigt und der Bodentyp als Braunerde beschrieben worden. Mit einer pflanzennutzbaren Gründigkeit von 95cm fällt der Boden in die Kategorie tiefgründig. 17

18 ZHAW SA 2008 Abbildung 8: Profilblatt C1 18 Roman Berger

19 3.2.4 Bodenprofil C2 Das Profil C2 liegt in gleichmässig geneigter Hanglage im zentralen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der nördlichen und somit höher gelegenen Hälfte des Hanges. Wie bei den meisten Profilen in dieser Hanghälfte ist der Boden wenig mächtig. Nach dem Ah-Horziont bis in 20cm Tiefe folgt ein nur 20cm mächtiger, gut durchwurzelter Bk-Horizont. Diese beiden Horizonte sind stark steinhaltig. In 40cm Tiefe beginnt bereits der C-Horizont, der aufgrund unterschiedlicher Kies- und Stein-Gehalte in zwei Horizonte aufgeteilt worden ist. Die Körnung ist im Oberboden als Lehm und im Unterboden aufgrund der etwas höheren Sandanteile als sandiger Lehm eingestuft worden. Mit der verdünnten Salzsäure ist bereits in 20cm Tiefe eine Karbonatgrenze festgestellt worden. Dies schlägt sich auch in den mit Hellige geschätzten ph- Werten nieder, welche ab 20cm im alkalischen Abbildung 9: Bodenprofil C2 Bereich liegen. Der Laborwert des Bk-Horizonts liegt ebenfalls in diesem Bereich. In diesem Fall spricht alles für den Untertyp E0 und somit den Bodentyp Kalkbraunerde mit der Horizontfolge Ah-Bk-C. Die tiefsten Wurzeln sind in 40cm Tiefe gesehen worden, die pflanzennutzbare Gründigkeit ist mit 32cm äusserst gering und nur knapp als ziemlich flachgründig klassifiziert worden. 19

20 ZHAW SA 2008 Abbildung 10: Profilblatt C2 20 Roman Berger

21 3.2.5 Bodenprofil F2 Das sehr interessante und anspruchsvolle Profil F2 liegt in an einem Hangfuss mit konkaver Geländeform im östlichen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der südlichen und somit tiefer gelegenen Hälfte des Hanges. Das 80cm tiefe Bodenprofil wurde durch eine 90cm mächtige Bohrung auf eine Tiefe von total 170cm erweitert. Das Profil wurde, wie alle anderen Profile, in einer sehr niederschlagsreichen Periode geöffnet und einige Tage später beschrieben. Das Profil war am Tag der Profilbeschreibung als einziges mit Wasser gefüllt, das Wasser reichte bis etwa 20cm unter die Hangoberfläche. Diese Tatsache war bereits ein erstes Indiz für eine Stauwasser- / Hangwasserprägung oder -beeinflussung. Das Profil wurde mit einem Kessel so gut wie möglich geleert. Im Vergleich zu allen anderen Profilen ist ein sehr geringer Skelettgehalt von wenigen Prozenten Abbildung 11: Bodenprofil F2 festgestellt worden. Der Skelettgehalt wurde für den Ober- und Unterboden als schwach skeletthaltig und die Körnung jeweils als Lehm klassifiziert. Der Ah-Horizont ist 26cm mächtig und geht scharf in einen Bw-Horizont über, welcher bis in 55cm Tiefe reicht. Ab dieser Tiefe folgt ein mächtiger, leicht marmorierter und schlammiger Horizont, welcher zunächst mit Bg beschrieben worden ist. Nach Rücksprache mit dem externen Experten ist diese Bezeichnung zu Cg geändert worden. Argumente dafür sind die diffuse Kalkgrenze beim Horizontwechsel in 55cm Tiefe sowie vor allem die ungegliedert zusammenhängende Masse des Bodens, was als Kohärent-Gefüge angesprochen wird [3]. Der Cg-Horizont wurde in zwei Teile aufgeteilt, da in etwa 100cm Tiefe ein diffuser Übergang zu einer schluffreicheren Körnung festgestellt worden ist. In 160cm Tiefe konnte noch der Übergang zu einem C-Horizont mit hohem Kies- und Steingehalt und einer Körnung mit wiederum höherem Sandanteil beobachtet werden. Der entscheidende Schritt bei der Beschreibung dieses Profils war die Ermittlung des Untertyps. Nachdem zuerst von einer Hangwasserbeeinflussung oder -prägung ausgegangen worden war, ist dies wiederum auf Anraten des externen Experten geändert worden. Die beiden Cg-Horizonte werden als Stauhorizonte interpretiert und deshalb wird der Untertyp I2, pseudogleyig, zugewiesen [3]. Der Boden ist mit dem Untertyp I2 zwar stauwasserbeeinflusst, gehört aber immer noch zur Wasserhaushaltsklasse senkrecht durchwaschen [4]. Aufgrund der ph-schätzungen mit Hellige und der Tests mit der verdünnten Salzsäure ist der Bodentyp als Braunerde festgelegt worden. Erneut ist dabei ein leicht höherer ph- Labor-Wert, welcher knapp im alkalischen Bereich liegt, vernachlässigt worden. Die pflanzennutzbare Gründigkeit ist mässig tiefgründig. 21

22 ZHAW SA 2008 Abbildung 12: Profilblatt F2 22 Roman Berger

23 3.2.6 Bodenprofil F3 Das Profil F3 liegt auf einer Kuppe im östlichen Bereich der Kartierfläche und befindet sich in der nördlichen und somit höher gelegenen Hälfte des Hanges. Erwähnenswert ist, dass der Boden in diesem Gebiet sehr unhomogen ist. An der westlichen Seitenwand des Profils ist, einen Meter hangabwärts, der Beginn eines Bw-Horizontes zu sehen gewesen, welcher an der Profilfront noch nicht vorhanden ist. Da Beobachtungen an der Seitenwand aber nicht in die Profilbeschreibung einfliessen dürfen, ist das Profil entsprechend ohne Bw- Horizont aufgenommen worden. Nach einem bereits stark steinhaltigen Ah-Horizont erfolgt schon in etwa 30cm ein scharfer, welliger Wechsel zu einem BC Horizont mit noch höherem Kiesund Steingehalt der Skelettklasse Geröll. Beim Profilende in 55cm Tiefe war noch ein grosser Felsblock sichtbar, welcher bereits als Ausgangsgestein interpretiert werden kann. Abbildung 13: Bodenprofil F3 Während die Körnung des Ah-Horizontes noch zur Klasse Lehm gehört, fällt diese im BC-Horizont in die Klasse lehmiger Sand. Im ganzen Profil wurden alkalische Ph-Werte geschätzt und konnte mit der verdünnten Salzsäure Karbonat nachgewiesen werden. Trotz dieser Werte und dem beobachteten Einzelkorngefüge ist der BC-Horizont, wohl aufgrund der sehr geringen Bodenmächtigkeit, noch durchwurzelt. Die pflanzennutzbare Gründigkeit fällt mit 24cm in die Kategorie flachgründig. Der Bodentyp ist aufgrund der Horizontfolge und des Bodencodes als Regosol beschrieben worden. Aufgrund des Bodentyps und der Flachgründigkeit des Bodens erscheint das bei der Begehung festgehaltene eingeschränkte Rebenwachstum in diesem Geländebereich absolut nachvollziehbar. 23

24 ZHAW SA 2008 Abbildung 14: Profilblatt F3 24 Roman Berger

25 3.3 Handbohrungen Die folgende Tabelle ist ein Ausschnitt der wichtigsten Parameter aus der Attribut-Tabelle des Shapefiles Handbohrungen. Die vollständige Tabelle ist auch als Excel-File auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\Handbohrungen_Excel\Handbohrungen.xls Kleinparzellen Bohrung_Nr min_maecht ph_50cm Kalk_ab_cm Bodentyp E Kein Kalk Braunerde E Kein Kalk Braunerde E Kein Kalk Braunerde E Kein Kalk Braunerde E Kein Kalk Braunerde E Kein Kalk Braunerde B Kein Kalk Braunerde B Kein Kalk Braunerde B Braunerde C Kein Kalk Braunerde C Braunerde C Kalkbraunerde C Kein Kalk Braunerde C Kein Kalk Braunerde C Kein Kalk Braunerde F Braunerde F Kein Kalk Braunerde F Regosol Tabelle 4: Wichtigste Daten der Handbohrungen Die Tabelle zeigt, dass auch bei den Handbohrungen mit Hellige fast durchgehend ph-werte im neutralen oder gar schwach sauren Bereich geschätzt worden sind. Es fällt zudem auf, dass die Werte vom westlichen zum östlichen Bereich der Kartierfläche zunehmen. Entsprechend wurde auch erst ab der Kleinparzelle B5 Karbonat mit verdünnter Salzsäure nachgewiesen. Man könnte somit plakativ einen horizontalen ph-gradienten beschreiben. Die Bodenmächtigkeiten sind in den Kleinparzellen E3 und E1 bei allen Standorten auf mindestens 100cm geschätzt worden. Im östlichen Bereich des Kartiergeländes sind vermehrt Standorte mit Mächtigkeiten unter 100cm aufgenommen worden. Kombiniert man anhand dieser Beobachtungen, könnte man vermuten, dass der Boden im östlichen Teil des Kartiergebietes im Vergleich zum westlichen Teil generell schlechter entwickelt ist. Diese Vermutung wird im Diskussionsteil anhand der Bodenkarte überprüft werden. 25

26 3.4 Bodenkartierung Bodenflächen Bei der Unterscheidung von Bodenflächen durch Laufnummern gemäss den in Kapitel 2.4 beschriebenen Kriterien hat sich gezeigt, dass sämtliche Bodenprofile und Handbohrungen mit bis auf die Laufnummer identischem Bodencode in den definierten Unterscheidungskriterien übereinstimmen. Es konnte somit in allen Fällen die Laufnummer 1 verteilt werden. In der folgenden Tabelle sind die im Kartiergebiet vorkommenden Bodeneinheiten aufgelistet, zusammen mit der Anzahl Profile und Handbohrungen, für die der entsprechende Code verwendet worden ist. Boden- Anzahl Anzahl ph- Skelett- Körnungs- Untertyp code Bodenprofile Handbohrungen Bereich Bereich (%) klassen ausser Ex bb1o cb1o db1o gb1m I2 dk1o 1 1 > eo1p 1 1 > Tabelle 5: Bodeneinheiten Die Tabelle zeigt, dass die Hälfte der Bodenprofile und ein Grossteil der Handbohrungen in die Bodeneinheiten mit dem Code bb1o oder cb1o gefallen sind. 26

27 3.4.2 Bodenkarte Abbildung 15: Bodenkarte 27

28 3.5 Bodenmächtigkeitskarte Abbildung 16: Bodenmächtigkeitskarte 28

29 3.6 Inhalt der Daten-CD dieser Arbeit Allgemeines Der Bericht dieser Arbeit wird sowohl in schriftlicher Form als auch auf einer Daten CD, welche auf der Innenseite des Deckkartons zu hinterst in der Arbeit zu finden ist, abgegeben. Daher wird die Möglichkeit wahrgenommen, alle in dieser Arbeit neu erstellten und relevanten Dateien ebenfalls auf der CD abzuspeichern. Speziell bei den Dateien der GIS-Projekte könnten diese für weiterführende Arbeiten hilfreich sein. Zu den wichtigsten Dateien wird in den folgenden Kapiteln der Speicherort auf der CD angegeben. Auf drei Punkte wird speziell hingewiesen: 1. Bei den Shapefiles wird nur die.shp-datei angegeben. Damit das Shapefile verwendet werden kann, müssen aber auch alle anderen Dateien mit bis auf.shp gleichem Namen im selben Ordner abgespeichert sein. Das gleiche gilt auch für einen Grid-Ordner. 2. Aus Zeitgründen sind keine Metadaten zu den einzelnen Dateien erfasst worden. Falls welche benötigt werden, sind diese allenfalls aus dem Bericht herauslesbar, oder sonst kann der Autor dieser Arbeit auf Anfrage darüber Auskunft geben. 3. Die vier GIS-Projekte sind mit relativen Pfaden gespeichert worden. Das bedeutet, dass die Projekte an einem beliebigen PC mit GIS angeschaut werden können, entweder ab der Daten- CD oder durch Speichern des kompletten Ordners GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au auf dem PC. Die Dateien in diesem Ordner dürfen aber nicht verschoben oder umbenannt werden Übersicht über alle GIS-Projekte und deren Dateien GIS-Projekt Bodenkarte: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Bodenkarte_Weinbaugebiet_Au.mxd GIS-Projekt Bodenmächtigkeitskarte: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Bodenmaechtigkeitskarte.mxd GIS-Projekt für Übersicht über die Ausgangslage: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Uebersichtsplan_Ausgangslage.mxd GIS-Projekt für Übersicht über alle Bodenprofile und Handbohrungen: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Uebersichtsplan_Bohrungen.mxd Punkt-Shapefile mit den Standorten der alten Bodenprofile: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Alte_Bodenprofile.shp Polygon-Shapefile mit den kartierten Bodeneinheiten der Bodenkarte Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Bodenflächen.shp 29

30 Linien-Shapefile mit allen Kleinparzellengrenzen innerhalb der kartierten Grossparzellen (geschätzt): Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Feinparzellen.shp Punkt-Shapefile mit allen Handbohrungen und sämtlichen Daten in der Attribut-Tabelle: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Handbohrungen.shp Polygon-Shapefile mit der Kartierfläche dieses Projektes: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Kartierflaeche.shp Punkt-Shapefile mit allen Mächtigkeitspunkten für die Mächtigkeitskarte: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Maechtigkeitspunkte.shp Punkt-Shapefile mit den Standorten der neuen Bodenprofile Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Neue_Bodenprofile.shp Polygon-Shapefile mit den Grossparzellen des Kartiergebietes Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Parzellen.shp Polygon-Shapefile mit den Grossparzellen des ganzen Weinbaubetriebes Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Parzellen_1.shp Übersichtsplan Halbinsel Au im Format TIFF: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\b3311.tif Grid der Mächtigkeitsanalyse: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\maechtig\ Bemerkung: zu diesem Grid gehören auch noch die zwei Dateien mit gleichem Namen im Ordner Daten Übersicht über alle weiteren Dateien Diese Semesterarbeit als pdf: Semesterarbeit_Roman_Berger\Bericht\Semesterarbeit_Roman_Berger.pdf Das Poster als pdf: Semesterarbeit_Roman_Berger\Poster\Poster_Roman_Berger.pdf Fotos der neuen Profile sind in folgendem Ordner: Semesterarbeit_Roman_Berger\Neue_Profile_Fotos\ Die gescannten Profilblätter der neuen Profile sind in folgendem Ordner als BMP-Bilddatei gespeichert: Semesterarbeit_Roman_Berger\Neue_Profile_Profilblaetter\ Excel-Tabelle der Handbohrungs-Daten: Semesterarbeit_Roman_Berger\Handbohrungen_Excel\Handbohrungen.xls Excel-Tabelle mit dem Vergleich der ph-werte aus dem Labor und mit Hellige: Semesterarbeit_Roman_Berger\pH_Messung_Labor\pH_Labor_Feld.xls 30

31 4. Diskussion 4.1 Bodenkarte In der folgenden Tabelle sind die in GIS berechneten Flächen der verschiedenen Bodeneinheiten der Bodenkarte sowie deren prozentualer Anteil an der Gesamtfläche aufgelistet. Bodeneinheit Fläche (a) Anteil an Gesamtfläche (%) bb1o cb1o db1o gb1m dk1o eo1p Tabelle 6: Flächenanteile der verschiedenen Bodenflächen Die Gesamtfläche des Kartiergebietes beträgt demnach etwa 135 Aren. Die Zwischenwege sind bei diesen Berechnungen vernachlässigt worden. Anhand dieser Tabelle ist zu sehen, dass gut 70% der Bodenflächen im tiefgründigen oder mässig tiefgründigen Bereich liegen. Die restlichen knapp 30% liegen im ziemlich flachgründigen oder flachgründigen Bereich. Die Bodenkarte zeigt in der Grossparzelle F ein Bild, das bei Betrachtung der Topographie des Hanges nachvollziehbar ist. Im Bereich der Kuppe befindet sich eine Fläche mit Boden des Typs Regosol und im Bereich des Hangfusses eine Fläche mit stauwasserbeeinflusstem Boden des Typs Braunerde. Das eingeschränkte Rebenwachstum in diesen Gebieten ist somit verständlich, vor allem in der Fläche mit Boden des Typs Regosol, welche eine sehr geringe pflanzennutzbare Gründigkeit aufweist. Die Handbohrungen weiter westlich haben angedeutet, dass zwischen diesen beiden Bereichen Flächen mit Boden des Typs Braunerde liegen, die mindestens mässig tiefgründig und nicht mehr stauwassergeprägt sind. In den Grossparzellen C und B, wo die Geländeform durchgehend als gleichmässig geneigt eingestuft worden ist, zeigt sich ein einheitlicheres Bild mit Böden des Typs Braunerde mit verschieden tiefen Gründigkeitsklassen und einer kleinen Fläche mit Boden des Typs Kalkbraunerde. In diesem Bereich ist einzig die grosse Frage, wo tatsächlich die Grenze zwischen Boden des Typs Kalkbraunerde und Boden des Typs Braunerde liegt. Die ph-werte befinden sich entweder knapp im neutralen oder knapp im alkalischen Bereich, je nachdem ob Hellige oder die Labormessungen berücksichtigt werden. Diese Problematik wird in Kapitel 4.3 abschliessend behandelt. Als Besonderheit konnte die in der Profilbeschreibung B1 erwähnte Sandlinse festgestellt werden, welche auch noch bei den 31

32 Handbohrungen C3-2 und B5-3 gefunden wurde und in der Profilbeschreibung E ebenfalls erwähnt wird. In der Grossparzelle E ist die Geländeform durchgehend als gleichmässig geneigt eingestuft worden. Es herrscht von den Bodeneinheiten her ein homogenes Bild mit mehrheitlich tiefgründigen oder sonst mässig tiefgründigen Böden des Typs Braunerde und geschätzten ph-werten um 6. Das eingeschränkte Rebenwachstum im Gebiet des Bodenprofils E dürfte auf die geringere pflanzennutzbare Gründigkeit im Vergleich zu den umliegenden Bereichen zurückzuführen sein. Im Vergleich mit der Bodenkarte des Kantons Zürich (siehe Anhang A) fällt schnell auf, dass die Karte dieser Arbeit dank der grossen Anzahl an Bodenprofilen und generell viel mehr Zeitaufwand für diese Fläche um einiges detaillierter ist. Bei der kantonalen Kartierung ist die ganze Kartierfläche mit den Grossparzellen E, B, C und F als Boden des Typs Kalkbraunerde bestimmt worden. Unter Berücksichtigung des Datenmaterials, welches für diese Kartierfläche neu aufgenommen worden ist, kann davon ausgegangen werden, dass dies nicht der Realität entspricht. Zumindest in den Grossparzellen E und B deutet alles auf den Bodentyp Braunerde hin. Dass bei der kantonalen Kartierung die kleinen Bodeneinheiten mit den Bodentypen Regosol und stauwasserbeeinflusste Braunerde nicht beschrieben worden sind, ist verständlich. Die in Kapitel 3.3 anhand der Werte der Handbohrungen gestellte Vermutung, dass der Boden im östlichen Teil der Kartierfläche generell schlechter entwickelt ist als im westlichen Teil, lässt sich anhand der Bodenkarte so nicht bestätigen. Die Karte zeigt, dass es auch im östlichen Teil in der Mitte des Hanges gut entwickelte, tiefgründige Bodeneinheiten hat. Die flachgründigen Abschnitte liegen im nördlichen Teil jeweils beim Hangbeginn. Hier wäre ein Vergleich mit der Grossparzelle M oberhalb der Grossparzelle E interessant und aussagekräftiger. Die Fläche mit dem Bodentyp stauwassergeprägte Braunerde ist durch die Topologie und den Stauhorizont erklärbar und anscheinend eine Ausnahmeerscheinung auf dem Gelände. 4.2 Bodenmächtigkeitskarte Die Bodenmächtigkeitskarte zeigt ein ähnliches Bild wie die Bodenkarte. Die im Vergleich zur Bodenkarte etwas plakativere Darstellung hebt die geringen Bodenmächtigkeiten in relativ breiten Randbereichen des östlichen Teils der Kartierfläche hervor. Die Bodenmächtigkeiten sind aber aufgrund der Sandlinse auch in den Kleinparzellen C3 und C4 bis in die Mitte und in den Kleinparzellen B1 bis B4 sogar bis in den südlichen Teil des Hanges auf 60 70cm reduziert. Auf dieser Karte sehr gut zu sehen ist die grosse Bodenmächtigkeit in der ganzen Grossparzelle E. An gewissen Stellen dieser Grossparzelle könnte die Bodenmächtigkeit durch den Verlauf der Sandlinse, welcher wie erwähnt nicht näher untersucht werden konnte, noch etwas eingeschränkt sein. Die Bodenmächtigkeiten von allen Messstellen können in der Attribut-Tabelle des entsprechenden Shapefiles eingesehen werden. Das Shapefile ist auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\GIS_Karten_Weinbaugebiet_Au\Daten\Maechtigkeitspunkte.shp 32

33 4.3 Vergleich der ph-werte Hellige / Labor Die Unterschiede zwischen den Hellige-Schätzungen und den Labor-Werten liegen meist genau in dem Bereich, wo ein entscheidender Wechsel von neutralen zu alkalischen Verhältnissen stattfindet. In der folgenden Tabelle sind die Laborwerte den Hellige-Schätzungen aus dem gleichen Horizont gegenübergestellt. Diese Tabelle ist als Excel-File auf der dem Bericht beigelegten CD zu finden unter: Semesterarbeit_Roman_Berger\pH_Messung_Labor\pH_Labor_Feld.xls Profil Horizont Nr. Horizont Typ ph Labor (CaCl2) ph Feld (Hellige) Differenz B1 2 AB B1 3 Bw B2 3 Bw C1 1 Ah C1 2 Bw C2 2 Bk F2 2 Bw F2 3 Cg F3 1 Ah F3 2 BC Tabelle 7: Vergleich ph-werte Labor und Hellige Der ph-wert ist mit Hellige generell tiefer geschätzt worden, als er dann im Labor ermittelt worden ist. Grundsätzlich sind Labor-Werte den Hellige-Schätzungen natürlich vorzuziehen, aber die folgenden Gründe haben bei dieser Arbeit für die Hellige-Schätzungen und gegen die Labor-Werte gesprochen: - Die Labor-Messungen sind vom Autor dieser Arbeit zum ersten Mal durchgeführt worden. Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Zubereitung der 0.01molaren CaCl 2 -Lösung oder bei der Probenaufbereitung und -messung können nicht ausgeschlossen werden. - Kontaminationen der Gefässe oder aus der Luft können einen Einfluss auf den gemessenen ph-wert haben [9]. - Mit der verdünnten Salzsäure ist in keinem der fraglichen Bodenprofile eine Schaumreaktion und damit Karbonat nachgewiesen worden. - Wie bereits ausgeführt worden ist, hat bei den fraglichen Bodenprofilen aus pedologischer Sicht eine Profilansprache als Braunerde mehr Sinn gemacht. - Die Labor-Messungen konnten nicht wiederholt werden, zum einen aus Zeitmangel und zum anderen weil die Bodenprofile zum Zeitpunkt der Labor-Messungen bereits wieder geschlossen waren. Diese Gründe haben, wie in einigen Profilbeschreibungen erwähnt, zur Entscheidung geführt, dass im Zweifelsfall die Hellige-Schätzungen den Labor-Werten vorgezogen worden sind. 33

34 5. Schlussfolgerungen Bei der Durchführung dieser Arbeit hat es einige kleinere Probleme gegeben. Zum einen haben die Terrassierungsarbeiten auf dem Gelände des Weinbaubetriebes wegen des schlechten Wetters verspätet begonnen, wodurch auch der Bagger zum Ausheben der Profile später als geplant verfügbar gewesen ist. Die Zeit ist unter anderem deshalb zum Ende der Arbeit etwas knapp geworden, der Autor dieser Arbeit trägt aber aus anderen Gründen sicher die Hauptschuld an diesem Umstand. Aufgrund der Behinderung der Arbeit auf dem Weinbaugelände mussten die Bodenprofile zudem so schnell wie möglich wieder geschlossen werden. Dies hat bedeutet, dass die Profile trotz dem anhaltenden schlechten Wetter, was für eine Bodenprofilbeschreibung keine gute Voraussetzung ist, ziemlich zügig beschrieben werden mussten. Ein weiteres Problem war das verwechselte Profilblatt beim Bodenprofil E, was erst in der Endphase der Arbeit bemerkt worden ist. Das richtige Profilblatt E ist in der Fachstelle Bodenökologie der ZHAW leider nicht mehr auffindbar. Die schriftliche Beschreibung der Bodenparameter enthielt glücklicherweise die meisten benötigten Werte, allerdings wäre bei früherer Kenntnis dieses Umstandes sicher noch ein Bodenprofil in der Grossparzelle E platziert worden. Im Nachhinein gesehen ist es aber sowieso schade, dass in dieser Region der Kartierfläche nicht noch ein zweites Profil platziert worden ist. Ein letztes Problem war die teilweise etwas knappe Situation bei den bodenkundlichen Werkzeugen und Hilfsmitteln an der ZHAW. In einem Fall musste ein Werkzeug sogar an anderer Stelle ausgeliehen werden. Diese Auflistung von kleinen Problemen zeigt aber, dass die Arbeit von gravierenden Problemsituationen verschont geblieben ist und hoffentlich zu qualitativ guten Daten und Karten geführt hat. Die Zusammenarbeit mit allen Beteiligten war angenehm und sehr lehrreich. Nach Beendigung dieser Arbeit bieten sich einige Möglichkeiten für weiterführende Arbeiten: - Weiterführende Kartierung der restlichen Grossparzellen, im Idealfall werden dafür zwei Bodenprofile pro Grossparzelle geöffnet. - Überprüfung der ph-werte in den Grossparzellen B, C und F und damit Weiterverfolgung der Braunerde / Kalkbraunerde Diskussion. Dies kann mit Labormessungen von mit Handbohrungen gewonnenen Bodenproben geschehen, allenfalls inklusive Messungen des Karbonatgehalts. - Durchführen von Handbohrungen zur Verifizierung der geschätzten Bodenmächtigkeiten der Hilfsstandorte für die Bodenmächtigkeitskarte. - Genauere Kartierung der Randbereiche der Kartierfläche nahe von den Gehwegen. - Genaue Kartierung der Sandlinse und Ermittlung derer Herkunft. 34

35 6. Literaturverzeichnis [1] Fachstelle Weinbau ZHAW (2008) ( ) [2] ARV Amt für Raumordnung und Vermessung des Kantons Zürich (2008) ( ) [3] Zürrer, M. (2008): Geschäftsführer myx GmbH (mündliche Mitteilung) [4] FAL Zürich-Reckenholz (1997): Kartieren und Beurteilen von Landwirtschaftsböden FAL 24, FAL Zürich-Reckenholz [5] Klöti, P. (2006): Bodenkunde I, Unterrichtskript ZHAW, Kapitel 4.2, unveröffentlicht [6] AVM Analyseverfahren (2008) ( ) [7] Munsell Color Company Inc. (1999): Revised soil color charts in soil colour book 08.11, Eijkelkamp, Giesbeek [8] FAL Zürich-Reckenholz und Bodenkundliche Gesellschaft Schweiz (2002): Klassifikation der Böden der Schweiz, FAL Reckenholz [9] FAL, IUL, RAC, FAW (1997): Schweizerische Referenzmethoden der Eidgenössischen landwirtschaftlichen Forschungsanstalten (FAL, IUL, RAC und FAW), Zürich-Reckenholz 35

36 Verzeichnis der Bilder Abbildung 1: Übersichtsplan Ausgangslage... 5 Abbildung 2: Übersichtsplan Bodenprofile und Handbohrungen Abbildung 3: Bodenprofil B Abbildung 4: Profilblatt B Abbildung 5: Bodenprofil B Abbildung 6: Profilblatt B Abbildung 7: Bodenprofil C Abbildung 8: Profilblatt C Abbildung 9: Bodenprofil C Abbildung 10: Profilblatt C Abbildung 11: Bodenprofil F Abbildung 12: Profilblatt F Abbildung 13: Bodenprofil F Abbildung 14: Profilblatt F Abbildung 15: Bodenkarte Abbildung 16: Bodenmächtigkeitskarte

37 Verzeichnis der Tabellen Tabelle 1: Methoden Bodenparameter-Ermittlung...7 Tabelle 2: Parameter-Klassierungen für die Ermittlung der Laufnummern...8 Tabelle 3: Einstellungen für Programmschritt Inverse Distance Weighted...9 Tabelle 4: Wichtigste Daten der Handbohrungen...25 Tabelle 5: Bodeneinheiten...26 Tabelle 6: Flächenanteile der verschiedenen Bodeneinheiten...31 Tabelle 7: Vergleich ph-werte Labor und Hellige

38 Anhang Anhangsverzeichnis Anhang A: Anhang B: Anhang C: Anhang D: Bodenkarte der Landwirtschaftsflächen des Kantons Zürich Ausschnitt Weinbaugebiet Halbinsel Au Beschreibung Bodenparameter des Bodenprofils E Profilblatt des Bodenprofils F1 Bestimmung des ph von Bodenproben mit 0.01 molarer CaCl 2 -Lösung 38

39 Anhang A Bodenkarte der Landwirtschaftsflächen des Kantons Zürich Ausschnitt Weinbaugebiet Halbinsel Au Massstab 1:3000 (durch Einfügen ins Dokument eventuell leicht verändert) Legende: - Blaue Kürzel: Kartierungs-Codes nach FAL Reckenholz [4] - Weinrote Punkte: Beschriebene Bodenprofile im Rahmen der Kartierung

40 Anhang B Beschreibung Bodenparameter des Bodenprofils E 2.2 Bodenparameter Der Boden erweist sich im Profil als sehr inhomogen. Auf der rechten Seite der Profilwand erreicht man bei ca. 80cm Tiefe bereits den C-Horizont, der aus kompaktem Fels besteht. Auf der linken Seite hingegen befindet sich ab 80cm Tiefe eine relativ lockere Sandschicht, deren untere Grenze bei 120cm noch nicht erreicht ist. Die Aussagen in dieser Bodenbeschreibung beschränken sich auf die Situation im rechten Profilteil, da die Proben dort entnommen wurden Bodenart Der Tonanteil ist über den gesamten Verwitterungshorizont (Ah und Bw) konstant bei ca. 19%. Da die Schluff- sowie Sandanteile mit ca. 25 bzw. 56 Prozenten ebenfalls sehr konstant sind, kann beim A- und B-Horizont von einem sandigen Lehm gesprochen werden. Bei 80cm Tiefe steigt der Sandanteil (70%) auf Kosten der Ton- wie auch der Schluffanteile (auf 13 bzw. 17 Prozent). Die Bodenart ist entsprechend ein lehmreicher Sand und geht in dieser Tiefe rasch in den C-Horizont über. Gesteinsrelikte sind vor allem in Form von Kies sichtbar, auch wenn sich einige Steine mit einem Durchmesser der grösser als 5cm ist in der Profilwand befinden. Der Skelettanteil liegt im Ah-Horizont bei rund 15% und nimmt im Bw- Horizont nur leicht auf 20% zu (jeweils Gewichtsanteile an dertrockensubstanz) ph und Kalkgehalt Wie erwartet ist der ph-wert im Oberboden (Ah) mit 5.88 Einheiten am tiefsten. Bis in 80cm Tiefe nimmt der Wert kontinuierlich auf 6.49 Einheiten zu. Kongruent verhält sich der Kalkgehalt. Bis in eine Tiefe von 50cm ist aufgrund des Säureeintrages von der Oberfläche wenig Kalk vorhanden (0.50%), bei 80cm sind 0.70 % gemessen worden. In rund 60cm Tiefe befindet sich die Karbonatgrenze, welche bei der Kontamination mit Salzsäure deutlich ersichtlich wird. Im Oberboden befindet sich sowohl kristalline (saure) wie auch kalkhaltige Gesteinsrelikte Organische Substanz Der Anteil organischer Substanz ist deutlich tiefer als beim entsprechenden Bodenprofil im Sektor F. Im Ah-Horizont beträgt er nur 3.18 % und nimmt bis in 80cm Tiefe auf 0.38% ab. Der für die Entwicklung der Rebe ideale Bereich von 1.5-4% organischer Substanz wird bis in ungefähr 20cm Tiefe erreicht Bodentyp Die Horizontierung Ah-Bw-C ist typisch für eine Braunerde. Der ph lässt auf eine neutrale Braunerde schliessen, wobei der Kalkgehalt auch Interpretationsspielraum in Richtung Kalkbraunerde zulässt. Da der Oberboden mit einem ph-wert von 5.88 sauren Charakter zeigt, wird der Boden als neutrale Braunerde bezeichnet. Die pflanzennutzbare Gründigkeit ist mit 60cm relativ gering. Diese Aussage gilt nur für den rechten Profilteil. Im linken Bereich sind auch in 120cm Tiefe noch einzelne Wurzeln vorhanden.

41 Anhang C Profilblatt des Bodenprofils F