Bodenfunktionsbewertung. Bodenindexpunkte

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1 Bodenfunktionsbewertung und Bodenindexpunkte Konzept und Wege zur Umsetzung Lucie Greiner und Armin Keller Nationale Bodenbeobachtung (NABO), Agroscope, Zürich. November 2017 Zuhanden der Expertengruppe zur Überarbeitung/Stärkung des Sachplans FFF

2 Zusammenfassung Die Bodenqualität bestimmt wie gut Böden bestimmte Leistungen für Mensch und Umwelt erbringen können. Der Boden leistet neben der Produktionsfunktion in der Land- und Forstwirtschaft zahlreiche weitere essentielle Dienstleistungen für unsere Gesellschaft. Mit Hilfe des Bodenfunktionskonzepts wird das Ökosystem Boden, mit seinen zahlreichen Leistungen vereinfachend beschrieben, und die Multifunktionalität der Böden aufgezeigt. Bodenfunktionskarten stellen ein geeignetes Instrument dar, um den qualitativen und quantitativen Bodenschutz integral in raumplanerische Entscheidungen einfliessen zu lassen. In dem vorliegenden Faktenblatt werden die einzelnen Arbeitsschritte einer Bewertung von Bodenfunktionen beschrieben, der dazu erforderliche Datenbedarf sowie eine mögliche Gesamtbewertung einzelner Bodenfunktionen zu einem Bodenindex aufgezeigt. Für eine landesweit einheitliche Ausscheidung der FFF-Inventare als auch für die Bewertung von Bodenfunktionen werden Bodeninformationen, wie sie in Bodenkartierungen erhoben werden, benötigt. Für die Bewertung von Bodenfunktionen sind gegenüber der Bewertung von Nutzungseignungsklassen (NEK) zur Bewertung der Produktionsfunktion nur wenige zusätzliche Bodeninformationen erforderlich. Auf Basis der vorhandenen Bodendaten in der Schweiz wird geschätzt, dass für lediglich 10 bis 15% der landwirtschaftlichen Nutzfläche Bodeninformationen in genügender Datenqualität vorliegen, d.h. rund bis ha der jetzigen FFF-Inventare zu kartieren sind. Die Schweiz verfügt über eine weit entwickelte und bewährte feldbodenkundliche Methode. Der gegenwärtige Stand der Technik sollte mit neueren technischen Ansätzen und Instrumente ergänzt werden, um die Bodenkartierung für grössere Gebiete zeit- und kostengünstiger zu gestalten. Die Grösse der zu kartierenden Gebiete spielt hierbei eine zentrale Rolle (Skalierungseffekte) und bietet grosse Chancen für eine effiziente Umsetzung. Unter der Voraussetzung, dass neben der Umsetzung technischer Innovationen und einer verbesserten Infrastruktur auch personelle Kapazitäten in der Privatwirtschaft durch eine gezielte Ausbildung und einen gesicherten Planungsrahmen erhöht werden, wird ein Zeitrahmen von 10 Jahren für die Kartierung der rund 250'000 bis 300'000 Hektaren als realistisch eingeschätzt. Prioritär zu kartierende Gebiete sind in einem politischen Dialog zu definieren, damit ein detailliertes Vorgehenskonzept für eine Bodenkartierung ausgearbeitet werden kann. Für eine zukünftige einheitliche Ausscheidung von FFF in den Inventaren der Kantone gilt es, die Methode der NEK zu überarbeiten und mit den Kriterien gemäss Vollzugshilfe 2006 des ARE in eine einheitliche Methode überzuführen. Die Bewertung von Bodenfunktionen, der Ausscheidung der FFF als auch eine Gesamtbewertung der Multifunktionalität der Böden (Bodenindex) sollte vorzugsweise parallel zu der Bodenkartierung im Feld durchgeführt werden. 2

3 Empfehlungen für die Expertengruppe Für eine einheitliche Ausscheidung der kantonalen FFF-Inventare nach einheitlichen Kriterien sowie die Umsetzung von Bodenfunktionen in der Praxis sind Rahmenbedingungen auf drei Handlungsebenen zu schaffen: Die Ausscheidung der FFF ist nur eine von vielen Anwendungen von Bodeninformationen aus Bodenkartierungen. Zahlreiche Politikbereiche haben dringenden Bedarf an flächendeckenden Bodeninformationen. Auf der politisch-strategischen Handlungsebene sollten daher zuerst die Interessen gebündelt und eine gemeinsame Plattform mit weiteren Bundesämtern und Kantonen für eine landesweite Bodenkartierung und einem Vorgehenskonzept gebildet werden. Auf der technisch-operationellen soll für die Durchführung einer landesweiten Bodenkartierung die Infrastruktur zur Verfügung stellen. Die Kapazitäten an Fachpersonal werden mit einer Planungssicherheit für die Privatwirtschaft ausgebaut. Mit der bestehenden Bodenkartierungsmethode FAL24+ kann sofort begonnen werden, die technische Umsetzung dieser Kartiermethode im Feld soll sukzessive weiterentwickelt werden, um Skaleneffekte nutzen und eine Kartierung der FFF-Inventare in Verbindung mit einer optimierten Infrastruktur innert der nächsten 10 Jahre kosteneffizient durchführen zu können. Auf der methodischen Ebene bedarf die Methode zur Ausscheidung der FFF-Inventare ( Bewertungsmethode Produktionsfunktion ) einer Überarbeitung und Konsolidierung. In den Kantonen weisen regional die Böden unterschiedliche Qualitäten auf bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen. Diese lokalen Standortbedingungen gilt es ebenfalls in der Methode zu berücksichtigen, so dass jeweils die regional besten Böden ausgewiesen werden können. Ein praxistauglicher Methodenkatalog für die Bewertung von Bodenfunktionen wurde im NFP68 teilweise erarbeitet und soll weiter ausgebaut werden. Ein System Bodenindexpunkte als Gesamtbewertung einzelner Bodenfunktionen (inklusive der Produktionsfunktion) kann nach politischen und raumplanerischen Gesichtspunkten anhand von Gewichtungen einzelner Bodenfunktionen umgesetzt werden. Ein Bodenindex stellt ein kombinierter qualitativer-quantitativer Bodenindikator dar, der eine wertvolle Planungsgrundlage in der kantonalen Richtplanung darstellen kann. 3

4 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung Einleitung Das Bodenfunktionskonzept Ablauf der Bodenfunktionsbewertung Schema Multifunktionalität Bodenfunktionsbewertungsmethoden in der Schweiz, in Deutschland und Österreich Beispiel Bodenfunktionsbewertung Benötigte Datengrundlagen: Bodeneigenschaften Transparenz der Bewertungsmethoden Produktionsfunktion: Nutzungseignungsklassen (NEK) Aggregieren von Bodenteilfunktionen zu einem Bodenindex Datengrundlagen Eckpunkte für die Umsetzung Politisch-strategische Handlungsebene Technisch-operationelle Handlungsebene Methodische Handlungsebene: Bewertungsmethoden

5 1 Einleitung Die Interessen am Kulturlandschutz sind vielfältig und deckungsgleich mit dem im Raumplanungsgesetz gebotenen haushälterischen Umgang mit Boden (BLW 2012). Der Boden wird unter anderem dann haushälterisch genutzt, wenn der Multifunktionalität des Bodens Rechnung getragen wird, irreversible Schäden vermieden und der Boden flächensparend genutzt wird (Häberli et al. 1991). Der Sachplan FFF bietet die Chance zum haushälterischen Umgang beizutragen indem Multifunktionalität und flächensparende Nutzung unterstützt werden. Das Bundesamt für Raumentwicklung hat in einer Vollzughilfe aus dem Jahre 2006 u.a. Beurteilungskriterien für die Behandlung von Sonderfällen und die Neuausscheidung von FFF definiert. Neben Standortfaktoren wie Klimazone, Parzellengrösse und Hangneigung werden für die Neuausscheidung von FFF eine pflanzennutzbare Gründigkeit von mindestens 50 cm vorausgesetzt und weitere Kriterien bezüglich Lagerungsdichte und Schadstoffgehalt in Böden definiert. Die Kriterien gelten als Minimalanforderung an die Boden- und Standortqualität. Für die Anrechnung als FFF müssen alle Minimalanforderungen erfüllt sein. In der Praxis werden neben diesen Kriterien auch die Bewertungsmethode zur landwirtschaftlichen Nutzungseignung (NEK) gemäss Kartieranleitung (FAL 1997) angewendet. Die Kriterien für die Beurteilung der kantonalen FFF-Inventare sind derzeit unterschiedlich und zudem werden sie unterschiedlich angewendet. Insbesondere die Erhebung der pflanzennutzbaren Gründigkeit, als eine der Schlüsselgrössen zur Beurteilung der Bodenqualität in die Tiefe, wurde in den Kantonen mit unterschiedlichen Methoden ausgeführt (Planteam 2013). Im Wesentlichen ist dies auf die sehr heterogene Datenverfügbarkeit von Bodeninformationen in den Kantonen zurückzuführen. Mit der FAL Methode (Nutzungseignungsklassen 1996) und den Beurteilungskriterien der Vollzugshilfe 2006 wird die Produktionsfunktion der Böden bewertet. Der Boden leistet aber darüber hinaus viele andere Dienstleistungen für Mensch und Umwelt. Die Bodenfruchtbarkeit im Sinne der Produktion für Nahrungsmittel bildet lediglich ein Teilaspekt der Multifunktionalität der Böden ab. Böden speichern, filtern und transformieren aber auch unterschiedlichste Substanzen wie Wasser und Nährstoffe. Ebenfalls unersetzlich ist der Boden als Genpool für die biologische Vielfalt. Gleichzeitig ist der Boden der zweitgrösste, globale CO 2 -Puffer, nur übertroffen von den Ozeanen. Der Boden kann die unterschiedlichen Produktions-, Speicher- und Kreislauffunktionen aber nur garantieren, wenn das Bodenleben intakt, die Humusschicht gesund und die Nutzung nachhaltig gesichert sind. Die Bewertung des Bodens in seiner gesamten Multifunktionalität trägt zum besseren Schutz bei und kann eine Flexibilisierung des Sachplans FFF unterstützen. Die Berücksichtigung der Multifunktionalität der Böden ist aber auch aus wissenschaftlicher Sicht geboten: die einzelnen Bodenfunktionen sind nicht unabhängig und beeinflussen sich gegenseitig. Ein Boden wird beispielsweise keine guten Erträge für Getreide leisten, wenn andere Bodenfunktionen wie Regulierungsfunktionen (z.b. Nähr- und Wasserspeichervermögen) oder Habitatfunktionen (z.b. biologische Aktivität) eingeschränkt sind. Die Produktionsfunktion der Böden sollte daher nicht isoliert betrachtet werden, sondern im Zusammenspiel mit anderen wichtigen Bodenfunktionen. Für die Bewertung der Bodenfunktionen werden einheitliche Datengrundlagen aus Bodenkartierungen benötigt. Die erforderlichen Datengrundlagen unterscheiden sich hierbei kaum, ob lediglich die Produktionsfunktion oder auch weitere Bodenfunktionen bewertet werden. Diesbezüglich können Synergien genutzt werden, und die Berücksichtigung von Regulierungsfunktionen für Wasser, Nährstoffe und Humus in Böden ergänzt das Gesamtbild zur Qualität der Böden. 5

6 Im Gegensatz zu einigen Nachbarländern wurde in der Schweiz das Konzept der Bewertung von Bodenfunktionen noch wenig umgesetzt. Die Diskussionen in der Expertengruppe FFF haben auch gezeigt, dass es für die Mitglieder recht schwierig ist nachzuvollziehen, auf welcher Methodik und welchen Datengrundlagen eine Bewertung von Bodenfunktionen erfolgt. Auch wurde wiederholt in der Expertengruppe auf die fehlenden Datengrundlagen in der Schweiz hingewiesen. In diesem Kontext soll das vorliegende Faktenblatt einen Beitrag dazu leisten, diese Fragen zu klären. Nachfolgend wird das Bodenfunktionskonzept kurz vorgestellt und der Ablauf einer Bodenfunktionsbewertung und einer möglichen Gesamtbewertung zu Bodenindexpunkten aufgezeigt. Das Faktenblatt geht auf den Datenbedarf für eine Bewertung der Multifunktionalität der Böden ein und gibt einen Überblick zu den bestehenden Datengrundlagen in der Schweiz. Für die Umsetzung des Bodenfunktionskonzepts in der Praxis sind zukünftig einige Rahmenbedingungen zu schaffen, die eng mit der gegenwärtigen Diskussion für ein Kompetenzzentrum Boden verknüpft sind. Die wichtigsten Aspekte zur Umsetzung von Bodenfunktionskarten in der Praxis werden im Kontext der Bodenkartierung zusammengefasst. 2 Das Bodenfunktionskonzept Der Boden ist ein Ökosystem, welches Biologie, Wasser, Luft und Geologie integriert und über die Zeit integriert hat. In ihm finden zahlreiche chemische, physikalische und biologische Prozesse statt. Es ist relativ aufwendig und anspruchsvoll sämtliche Bodenprozesse zu erfassen und qualitative Bewertungen vorzunehmen. Entsprechend haben sich in den Bodenwissenschaften verschiedenste Teildisziplinen etabliert, die spezifische Fragestellungen hinsichtlich chemischer, biologischer und physikalischer Bodeneigenschaften untersuchen und Prozesse im Boden messen und quantitativ modellieren. Die im Boden ablaufenden Prozesse und die daraus resultierenden Bodenfunktionen geschehen simultan und sind voneinander abhängig (Sticher 2001, siehe Abbildung 1). Abbildung 1. Bodeneigenschaften und Bodenprozesse sind vernetzt. (Quelle: BONARES, Zentrum für Bodenforschung, angepasst), BonaRes%20%C3%9Cberblick%20de.jpg Mit dem Konzept der Bodenfunktionen wird unter anderem versucht das komplexe Zusammenspiel von Bodeneigenschaften, Bodenprozessen, Nutzungseinflüssen und Standortfaktoren vereinfachend zu beschreiben. Bodenfunktionen stellen die aus den Bodeneigenschaften und Bodenprozessen resultierenden Leistungen des Bodens vereinfacht dar. 6

7 Dem Boden können verschiedene Bodenfunktionen und dazu beliebig detaillierte Bodenteilfunktionen zugeschrieben werden. Diese Kategorisierung ist eine vereinfachte Sicht auf den Boden. Unter den Namen Bodenfunktionen (Hauptkategorien) und Bodenteilfunktionen (Unterkategorien) werden einzelne Aspekte des Bodens beschrieben. Diese Aspekte können aus bodenkundlicher Sicht interpretiert, bewertet und in einfacher Form an Personen anderer Fachrichtungen kommuniziert werden. Für eine Klassifizierung von Bodenfunktionen gibt es verschiedene Vorschläge (Greiner et al. 2017). Sehr häufig orientiert sich die Unterteilung der Bodenfunktionen nach der Soil Thematic Strategy der Europäischen Union (EU 2006): 1) Produzieren von Biomasse (Land- und Forstwirtschaft) (Produktionsfunktion) 2) Speichern, filtern und transformieren von Nähr- und Schadstoffen, anderen Substanzen und Wasser (Regulierungsfunktion) 3) Biodiversität beheimaten und erhalten (Lebensraum- oder Habitatfunktion) 4) Kohlenstoff speichern (Regulierungsfunktion) Eine internationale einheitliche Definition des Begriffs Bodenfunktion gibt es bisher nicht. Die thematische Bodenstrategie der EU und das Deutsche Bundesbodenschutzgesetz definieren Bodenfunktion implizit als Aufgabe, die der Boden erfüllt, indem sie solche Aufgaben auflisten. Abhängig von seinen Bodeneigenschaften und dem Zusammenwirken physikalischer, biologischer und chemischer Prozesse kann ein Boden bestimmte Bodenfunktionen unterschiedlich gut erfüllen. Das Vermögen des Bodens, eine oder mehrere Funktionen zu erfüllen wird als Leistungsvermögen, Kapazität oder Bodenqualität bezeichnet. Bodenfunktionen können daher als Indikator für die Bodenqualität betrachtet werden. Aus diesem Grunde ist der Ansatz, die Funktionen des Bodens zu betrachten, nicht neu und eng verbunden mit dem Konzept der Bodenqualität (Wienhold et al. 2004). Eine oft zitierte Definition der Bodenqualität ist diejenige des Ad Hoc Committee on Soil Quality der Soil Science Society of America: "as the capacity of a specific kind of soil to function, within natural or managed ecosystem boundaries, to sustain plant and animal productivity, maintain or enhance water and air quality, and support human health and habitation" (Karlen et al. 1997). Mit «Bodenqualität» wird somit das Vermögen eines Bodens verstanden, bestimmte Funktionen zu erfüllen. In der Literatur werden Bodenfunktionen neben der Bodenqualität auch im Kontext der Bodenfruchtbarkeit (soil fertility), Bodengesundheit (soil health), Sicherung der Bodenressourcen (soil security) und von Bodenindikatoren (soil indicators) thematisiert. Ebenso, wie in die vorhergenannten Konzepte, lassen sich Bodenfunktionen problemlos in Ökosystemdienstleistungsansätze integrieren (Greiner et al. 2017). Auf Basis von verschiedenen Bodeninformationen wie Bodeneigenschaften (z.b. Ton- und Humusgehalt) und Kennwerten (z.b. Wasserspeichervermögen oder pflanzennutzbare Gründigkeit) wird anhand von Rechenregeln das Leistungsvermögen eines Bodens bewertet und in Bodenfunktionskarten dargestellt. Das Bodenfunktionskonzept bietet also eine vereinfachte bodenkundliche Interpretation von Bodeninformationen und soll damit deren Verwendung für andere Fachdisziplinen und deren Bedürfnisse erleichtern. Gleichzeitig ist die Bodenfunktionsbewertung ein Instrument zum vorsorgenden Bodenschutz. Es gilt die Bodenfunktionen zu erhalten und nachhaltig zu nutzen. 7

8 3 Ablauf der Bodenfunktionsbewertung 3.1 Schema Abbildung 2 gibt eine Übersicht zum prinzipiellen Ablauf einer Bodenfunktionsbewertung. Die Bodenfunktionen können in beliebig vielen Teilaspekten betrachtet werden, innerhalb der Produktionsfunktion können beispielsweise forst- und landwirtschaftliche Produktion unterschieden werden, innerhalb der Regulierungsfunktion die Regulierung von Wasser, Nährstoffen, organischen oder anorganischen Schadstoffen. Je nach Fragestellung und Zielsetzung der Entscheidungsträger in Vollzug und Politik können die prioritären Bodenfunktionen bestimmt werden, die bewertet werden sollen. Das Vermögen eines Bodens eine Funktion zu erfüllen kann in unterschiedlichem Detailgrad und unterschiedlicher zeitlicher Auflösung bewertet werden. Grundsätzlich unterscheiden wir eine statische, sehr vereinfachende, zeitlich nicht aufgelöste Stufe, eine semi-dynamische Stufe, mit vereinfachendem Einbezug zeitlich variabler Grössen (z.b. Einfluss der Nutzung) und eine dynamische Stufe, die einer komplexen Umweltmodellierung entspricht (z.b. Bodenprozessmodelle für Wasser- und Stoffhaushalt von Böden in Abhängigkeit der Nutzung). Als Ausgangspunkt für Bodenfunktionsbewertungen und für die Interessensabwägung konkurrierender Nutzungsansprüche in der Raumplanung gilt aufgrund der bisherigen Erfahrungen in Deutschland eine statische Bewertung der Bodenfunktionen als vielversprechend, da mit dem statischen Ansatz das grundsätzliche Leistungsvermögen der Böden bewertet wird und dies für raumplanerische Fragestellungen hinreichende Informationen zur Bodenqualität liefert. Abbildung 1. Schematischer Ablauf Bodenfunktionsbewertung. Auswahl von Bodenfunktionen und Bodenteilfunktionen. Bodenfunktionsbewertung. Teilweises oder gesamthaftes Aggregieren der Bewertungsresultate In der Bodenfunktionsbewertung werden Bodenteilfunktionen anhand von bodenkundlich begründeten Kriterien beurteilt. Tabelle 1 listet häufig genannte Bodenfunktionen Bodenteilfunktionen und dazugehörige Bewertungskriterien auf. Bodenfunktionsbewertungsmethoden definieren diese Bewertungskriterien und die Bodeneigenschaften, die geeignet sind, um einen Boden hinsichtlich des Kriteriums zu bewerten. Die für die Bewertung 8

9 verwendeten Bodeneigenschaften entsprechen den in den Bodeninventuren erhobenen Bodeninformationen der jeweiligen Herkunftsregionen oder länder der Methoden. In einer Bodenkartierung können in der Regel aus Kostengründen nicht alle erforderlichen Bodeneigenschaften und Kennwerte erhoben werden. Schwierig zu messende Bodenkennwerte wie nutzbare Feldkapazität oder die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit können auch mittels sogenannter Pedotransferfunktion hergeleitet werden, d.h. es werden Zusammenhänge zwischen Bodeneigenschaften und Kennwerten ermittelt und auf neue erhobene Bodendaten übertragen. Zum Beispiel kann anhand von Ton- und Schluffgehalt, sowie Humusgehalt und Raumgewicht das Wasserspeichervermögen im Boden für Pflanzen abgeschätzt werden. Anhand bodenkundlich begründeter Regeln wird das als relevant angesehene Set von Bodeneigenschaften verknüpft und beurteilt. Das Resultat einer Bodenfunktionsbewertung sind Klassen in einer ordinalen Skala, die ausdrücken, wie gut ein Boden eine bestimmte Funktion erfüllt (z.b. auf einer Skala von 1 = sehr schlecht bis 5 = sehr gut). Anschliessend können die Bewertungsresultate auf der Teilfunktions-, Funktionsebene oder über alle Bodenfunktionen hinweg aggregiert werden, dazu mehr im Kapitel Bodenindexpunkte. Tabelle 1. Beispiele Bodenfunktionen, Bodenteilfunktionen und Bewertungskriterien (angepasst aus Greiner et al. 2017) Bodenfunktionen und -teilfunktionen Produktionsfunktion Landwirtschaft Regulierungsfunktion Wasserhaushalt Nährstoffhaushalt Organika Anorganika Säurepufferung Kohlenstoff Lebensraumfunktion Pflanzen Mikroorganismen Mögliche Bewertungskriterien Nutzungseignung für landwirtschaftliche Bewirtschaftung, Ertragspotenzial (Lebensmittel, Futtermittel, Bioenergie), Natürliche Bodenfruchtbarkeit, Langzeit Bodenqualität und Ertragspotenzial Fähigkeit des (Ober-)bodens zur Wasseraufnahme, Wasserspeicherung (pflanzenverfügbar) oder Wasserleitfähigkeit. Abflussregulierung. Beitrag zur Grundwasserbildung. Trinkwassergewinnung Nährstoffspeichervermögen und -rückhaltevermögen gegen Auswaschung, Pflanzenverfügbarkeit von Nährstoffen Rückhalte- oder Abbauvermögen von, beispielsweise, persistenten organischen Schadstoffen (POP), Antibiotika oder Pestiziden Rückhalte- und Filtervermögen für Schwermetalle Puffern von Säureeinträgen (z.b. Stickstoffeintrag aus der Luft) Kohlenstoffspeicher Natürliche Bodenfruchtbarkeit, Standortvoraussetzungen für die Entwicklung von diversen Pflanzengesellschaften (Extremstandorte) Mikrobielle Biomasse, Vertretung funktionelle Gruppen, mikrobiologische Aktivität, Verhältnis Bakterien zu Pilzen, Diversität, Resilienz, Netzwerke In zahlreichen Studien, vor allem aus Deutschland und Österreich, wurden verschiedenste Bodenteilfunktionen bewertet. Je nach Zielsetzung der Studien wurde der Fokus auf ein unterschiedliches Set an Bodenteilfunktionen gelegt. Häufig wurden vor allem die Produktionsfunktion sowie Bodenteilfunktionen zum Wasser- und Nährstoffhaushalt der Böden bewertet, sowie zur Habitatfunktion (Biotope bzw. Biodiversitätspotential). Die Bewertung von mehreren Bodenfunktionen ermöglicht einen Einblick in die Multifunktionalität der Böden (Abbildung 3), und zeigt somit das Spektrum auf, für welche Nutzungen sich der jeweilige Boden am 9

10 besten eignet beziehungsweise den Trade-off zwischen einer gegebenen Nutzung und dem Leistungsvermögen der Böden. Abbildung 3. Multifunktionalität eines Bodens: Bodenaufbau und Bodeneigenschaften sowie Bodenprozesse bestimmen welche Leistungen ein Boden erbringen kann. 3.2 Multifunktionalität Die Berücksichtigung der Multifunktionalität der Böden bietet die Möglichkeit bei Nutzungsentscheidungen in der Raumplanung eine integrale Sichtweise einzunehmen. Die Produktionsfunktion der Böden kann auch im Sinne einer nachhaltigen Biomasseproduktion gesehen werden. Die Bodenfruchtbarkeit basiert auf dem Zusammenwirken verschiedener Bodenfunktionen (BUWAL 2001) wie sie indirekt mit Art.2 der VBBo (Verordnung über Belastungen des Bodens) im Gesetz definiert wurde. Um die Ernährung für kommende Generationen zu sichern, sind sich verändernde Umweltbedingungen zu berücksichtigen. Neben der Produktionsfunktion sind daher auch andere Bodenfunktionen wie Wasserhaushalt und biologische Aktivität wichtig, um die Produktivität der Böden beispielsweise bei Klimawandels besser einschätzen zu können. Bei dieser längerfristigen Betrachtungsweise kommen auch die Stärken gewisser Böden zum Vorschein. Tiefgründige Böden mit Hang- und Grundwasseranschluss sind beispielsweise wesentlich weniger gegen Trockenperioden im Sommer anfällig. 10

11 3.3 Bodenfunktionsbewertungsmethoden in der Schweiz, in Deutschland und Österreich In der Schweiz existieren bisher vor allem Bewertungsmethoden für die Produktionsfunktion landwirtschaftlicher Böden (FAL 1997, Jäggli et al. 1998) sowie für Waldböden (Ruef und Peyer 1996). Die Bewertungsmethode nach den Nutzungseignungsklassen (NEK) für die landwirtschaftliche Produktionsfunktion wurde in der Schweiz vor allem von jenen Kantonen umgesetzt, die über Bodenkarten verfügen. Verschiedene Bodenteilfunktionen der Regulierungsfunktion, wie die Funktion des Bodens im Wasser- und Nährstoffhaushalt oder die Filter- und Pufferfunktion für Stoffe, können zudem direkt aus interpretierten Grössen der Schweizer Bodenklassifikation abgeleitet werden. Für Waldböden existieren Methoden zur Beurteilung des Wasserhaushalts welche derzeit umgesetzt werden (Teepe et al. 2003). Zur Bewertung von Zustand und Dynamik der Bodenversauerung wurden in der Schweiz ebenfalls Kriterien entwickelt (Walthert et al. 2004, Blaser et al. 2005, 2008). In Deutschland sind die Bewertungsmethoden auf die bodenkundliche Kartieranleitung abgestimmt (z.b. Gröngroft et al. 2001, Müller und Waldeck 2011, Feldwisch et al. 2011, Miller 2012). Ein Katalog bestehender Bewertungsmethoden wird von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe erstellt (BGR 2000). Die Nationale Arbeitsgruppe Ad-Hoc AG Boden ergänzte den Katalog mit weiteren Grundlagen für die Bewertungsmethoden und erarbeitete Empfehlungen zu deren Auswahl und Anwendung (Ad-Hoc AG Boden 2003, 2007). In Österreich wurde eine nationale Norm zur Beurteilung von Bodenfunktionen verabschiedet, die nationale Rahmenbedingungen zur methodischen Umsetzung genauer erörtern (AG Fachbeirat Boden 2013). In verschiedenen Fallstudien wurden in Österreich Karten für Bodenfunktionen generiert (z.b. Geitner et al. 2005, Knoll & Sutor 2010), und Möglichkeiten zur Anpassung von Bewertungsmethoden aus Deutschland an das österreichische bodenkundliche Klassifikationssystem untersucht (Haslmayr and Gerzabek 2010). 3.4 Beispiel Bodenfunktionsbewertung Anhand eines Beispiels erläutern wir den in Kapitel 3.2 schematisch dargestellten Ablauf einer statischen Bodenfunktionsbewertung. Nach der Methode von (Danner et al. 2003) wird die Regulierungsfunktion Wasserhaushalt eines Bodens mit dem Kriterium der Fähigkeit des Bodens zur Wasseraufnahme beurteilt. Ein solcher vereinfachter Indikator ist beispielsweise für den Hochwasserschutz als auch für die landwirtschaftliche Fruchtfolgenplanung wichtig. Um eine Aussage zu diesem Kriterium zu machen wird in der Methode aus Ton, Schluff, Humus, Raumgewicht, Skelettgehalt, Horizontmächtigkeiten und Vernässungsmerkmale via Pedotransferfunktionen das Wasserrückhaltevermögen und das Infiltrationsvermögen eines Bodens hergeleitet. Hat ein Boden ein hohes Wasserrückhalte- und ein hohes Infiltrationsvermögen, dann erhält er eine gute Bewertung. Böden mit einem stauenden Horizont können hingegen kurzfristige starke Niederschläge nicht aufnehmen, und Böden mit geringer Wasserspeicherkapazität stellen in trockenen Perioden zu wenig Wasser für Pflanzen zur Verfügung. Das Leistungsvermögen für den Wasserhaushalt wird für solche Böden daher geringer bewertet. Die Methode kombiniert Wasserrückhalte- und Infiltrationsvermögen in einer Tabelle und bewertet unterschiedliche Kombinationen in einer fünfstufigen ordinalen Skala vor (1 = schlechteste Bewertung bis 5 = beste Bewertung), siehe Abbildung 4 für eine grafische Darstellung des Ablaufs. 11

12 Abbildung 4. Bodenfunktionsbewertung der Regulierungsfunktion Wasserhaushalt nach Danner et al angewendet auf ein Studiengebiet in der Region Greifensee im NFP68 Projekt PMSoil Dieses Prinzip der Bewertung gilt für alle Bodenteilfunktionen: ausgehend von Bodeneigenschaften und Bodenkennwerten aus der Bodenkartierung werden anhand von Regeln Bewertungsgrössen für eine Bodenteilfunktion berechnet und in einer ordinalen Skala dargestellt. Im NFP68 Projekt Predictive Mapping of soil properties and Functions (PMSoil, wurden für zwei Fallstudienregionen in den Kantonen Bern und Zürich zehn (internationale) Bewertungsmethoden ausgewählt, auf die vorhandenen Bodeninformationen in der Schweiz angepasst und getestet. Die berechneten Bodenfunktionskarten zeigten mit einer Rangskala, in welchen Teilen der Fallstudiengebiete Bodenfunktionen unterschiedlich gut erfüllt werden. Für ausgewählte Bodenfunktionen wurde zudem die Unsicherheit der Bewertung quantifiziert. Der Vergleich der berechneten Erfüllungsgrade mit Daten, die an Bodenprofilen erhoben worden waren, zeigte, dass die Bewertung der Bodenfunktionen plausibel war. Die Bodenfunktionskarten zeigte mit einer hohen räumlichen Auflösung das Leistungsvermögen der Böden auf (20mx20m Raster). Zudem wurden verschiedene Ansätze für eine Aggregation der einzelnen Bodenteilfunktionen zu einem gesamthaften Bodenindex evaluiert (siehe Kapitel 3.6). Insgesamt bestätigte das NFP68 Projekt PMSoil, dass die digitale Bodenkartierung bis hin zur Generierung von Bodenfunktionskarten für raumplanerische Zwecke in der Praxis umgesetzt werden kann. 3.5 Benötigte Datengrundlagen: Bodeneigenschaften Ausgangspunkt für die Bewertung von Bodenfunktionen sind Datengrundlagen für Bodeneigenschaften im Raum und in der Tiefe (häufig bis 1 m). Der Boden hat Eigenschaften, welche sich abrupt, periodisch oder langsam kontinuierlich verändern. Für die hier betrachtete statische Bodenfunktionsbewertung sollten weder sich zu träge, noch sich zu schnell verändernde Bodeneigenschaften betrachtet werden, um den aktuellen, generellen Zustand des Bodens abzubilden (Miehlich 2006). Aus 72 Bewertungsmethoden für Bodenfunktionen sind die mit Abstand am häufigsten verwendeten Bodeneigenschaften zur statischen Bodenfunktionsbewertung von Produktions-, Regulierungs- und Lebensraumfunktion der Tongehalt (oder Texturklassen), Humusgehalt und ph. Im Weiteren werden 12

13 oft Angaben über hydromorphologische Merkmale (Stau- und Grundnässe), Skelettgehalt (Anteil Steine) und Angaben zur Bodenstruktur benötigt. In Deutschland werden weiter oft Trockenrohdichte, nutzbare Feldkapazität und Wasserleitfähigkeit verwendet, welche nicht direkt im Feld erhoben werden, sondern aus Tabellen der Kartieranleitung (KA5, 2005) herausgelesen werden. Solche nationalen Pedotransferfunktionen fehlen in der Schweiz bisher weitgehend und sind noch zu erstellen. In der internationalen Literatur finden sich viele Pedotransferfunktionen für ausgewählte Kennwerte und Böden. Inwieweit Pedotransferfunktionen der KA5 oder aus anderen Quellen auch in der Schweiz angewendet werden können, muss anhand von Fallstudien überprüft werden. Validierte Pedotransferfunktionen für Schweizerböden könnten teilweise anhand geeigneter Datensätze aus dem Bodeninformationssystem NABODAT abgeleitet werden. Im oben genannten NFP68 Projekt PMSoil wurde für die Produktionsfunktion die Nutzungseignungsklassen nach der Methode im Kanton Zürich angewendet. (Jäggli et al.1998) Für die 10 in PMSoil bewerteten Bodenfunktionen listet Tabelle 2 die benötigten Bodeneigenschaften und Kennwerte auf. Bezüglich der Bodeneigenschaften werden bis auf das Raumgewicht und die Kationenaustauschkapazität alle erforderlichen Informationen mit einer Bodenkartierung nach heutigem Standard erhoben. Allerdings werden Pedotransferfunktionen für Schweizer Böden zur Schätzung von Bodenkennwerte wie Raumgewicht, Kationenaustauschkapazität, nutzbare Feldkapazität oder Wasserleitfähigkeit benötigt. Der Datenbedarf für die Bewertung der Produktionsfunktion deckt sich weitestgehend mit dem Datenbedarf für die Bewertung weiterer wichtiger Bodenfunktionen. Tabelle 2. Minimales Datenset zur Bodenfunktionsbewertung von Landwirtschaftsböden Bodeneigenschaften je Horizont in die Tiefe Tongehalt Schluffgehalt Skelettgehalt Humus ph Existenz und Tiefe eines Vernässungshorizonts Bodeneigenschaft je Profil Gründigkeit Vernässungsgrad (vereinfachter Untertyp G, I, R) Via Pedotransferfunktionen abzuleiten Raumgewicht Kationenaustauschkapazität Basensättigung nutzbare Feldkapazität gesättigte Wasserleitfähigkeit 3.6 Transparenz der Bewertungsmethoden Für die Umsetzung des Bodenfunktionskonzepts und eine breite Akzeptanz sind vorzugsweise Bewertungsmethoden anzuwenden, die transparent und nachvollziehbar, einfach, verständlich, übertragbar, fundiert und mit möglichst mit geringem Aufwand durchführbar sind. (Feldwisch et al. 2006). Nicht nur aus Gründen der Übertragbarkeit, sondern auch aus Gründen der Digitalisierungsmöglichkeiten sind Bewertungsmethoden vorzuziehen die auf physikalischen, chemischen oder biologischen Grössen beruhen und keine regional- oder länderspezifische Klassifikationen verwenden. Für eine Übersicht solcher Methoden wird auf Greiner et al. (2017) verwiesen. Die Klassenbildung der Bewertungsergebnisse in eine ordinale Skala ist ein wichtiger Schritt für die Transparenz der Methode. Bisher wird dies in Studien aber oftmals nicht kommuniziert. Doch ist es gerade für Planungsvorhaben entscheidend zu wissen, ob Böden relativ zu den regionalen Gegebenheiten, im nationalen oder gar Europäischen Vergleich bewertet werden. Das 13

14 Bodenfunktionskonzept ist diesbezüglich flexibel. Die Böden einer Region können beispielsweise bezüglich ihrer Produktionsfunktion im regionalen Kontext als auch im Vergleich zur Produktivität der Böden der gesamten Schweiz bewertet werden. Das Bewertungssystem der NEK gemäss Kartierungsmethode FAL24 bewertet die Eignung für den Anbau von Kulturen für die gesamte Schweiz. 3.7 Produktionsfunktion: Nutzungseignungsklassen (NEK) Zur Bewertung der landwirtschaftlichen Produktionsfunktion existieren in der Schweiz (FAL 1997, Jäggli et al. 1998) aber auch international Bewertungsmethoden (Lehmann und Stahr 2010, Mueller et al. 2007, O Geen et al. 2008). In der Schweiz werden die FFF in den Kantonen sehr uneinheitlich ausgeschieden (Planteam 2013), wobei von den Kantonen, die über Bodenkarten verfügen, FFF mit den Nutzungseignungsklassen nach FAL (1997) bewertet werden und bei der Erhebung von neuen Flächen die Kriterien der Vollzugshilfe anzuwenden sind, siehe Abbildung 5. Abbildung 5. Viele Bodeneigenschaften bestimmen deren Eignung für die landwirtschaftliche Nutzung. Mit der Bodenkartierung werden die relevanten Bodeneigenschaften über die Tiefe erhoben und die Fruchtfolgeflächen anhand von Bewertungsschemas bestimmt. (Quelle Keller et al. 2018). Die Anwendung der Kriterien der Vollzugshilfe wie auch die Bestimmung der Nutzungseignungsklassen nach FAL sind zur Bestimmung der Produktionsfunktion auf flächendeckende Bodenkarten angewiesen sind (siehe unten). Beide Vorgehen weisen zudem gewisse Defizite bzw. Inkonsistenzen für manche Nutzungen und Standortbedingungen auf. Für eine zukünftige einheitliche Ausscheidung der FFF-Inventare in den Kantonen gilt es die bisherigen Vorgehen zu überarbeiten und in eine einheitliche Methode zu überführen, die für alle Kantone (und somit für unterschiedliche klimatische Bedingungen) anwendbar ist. 3.8 Aggregieren von Bodenteilfunktionen zu einem Bodenindex Die einzelnen Bodenteilfunktionen können mit zu definierenden Gewichtungen und Priorisierungen zu einer Gesamtbewertung aggregiert werden. Dieses Aggregieren hat Vor- und Nachteile. Durch das Aggregieren wird die Sicht auf den Boden sehr stark vereinfacht, es gehen viele Informationen durch eine Mittelung oder Gewichtung verloren. Andererseits kann so sehr vereinfacht das 14

15 Leistungsvermögen der Böden Fachdisziplinen ausserhalb den Bodenwissenschaften vermittelt werden. Es ist also ein Abwägen erforderlich, ob und nach welchen Prioritäten Bodenteilfunktionen zu einer Gesamtbewertung aggregieren werden sollen. Für die Entscheidungsträger einer Region bietet sich mit einer Gewichtung bestimmter Bodenfunktionen die Möglichkeit bestimmte Nutzungsoptionen zu priorisieren. Beispielsweise wurde von kantonalen Fachstellen für zwei Fallstudiengebiete im NFP68 Projekt PMSoil vor allem die Produktionsfunktion und der Wasserhaushalt der Böden als die dominierenden Bodenfunktionen genannt und priorisiert bei der Aggregation zu einem Bodenindex. Es wurden verschiedene Varianten einer Aggregierung von zehn Bodenteilfunktionen geprüft. Die resultierenden Bodenindexkarten zeigten für das gleiche Gebiet teilweise grosse Unterschiede. Eine Aggregierung von Bodenfunktionen zu einem Bodenindex ist daher nicht trivial. Es besteht Diskussionsbedarf, wie eine Gewichtung und ein Aggregieren vorzugsweise in der Praxis umzusetzen ist. Im Ablauf der Bewertung von Bodenfunktionen werden sowohl qualitative als auch kombinierte qualitativ-quantitative Indikatoren generiert (Abbildung 6). Während die Bewertung der Multifunktionalität für einzelne Böden vornehmlich qualitativen Charakter hat, führt eine Gesamtbewertung zu einem Bodenindex über die Fläche zu einem kombinierten Indikator. Der Bodenindex selbst stellt zunächst eine statische Grösse dar, die räumlich dargestellt werden kann (siehe unten). In einem weiteren Schritt kann der Bodenindex mit Steuerungsinstrumenten verknüpft werden, um den Bedarf und das Angebot an Bodenindexpunkten in der Raumplanung zu optimieren. Nach dem Stuttgarter Modell wurden die Bodenindexpunkte für eine nachhaltige Nutzung der Böden verknüpft mit einer Festsetzung von einem Gesamtkontingent und einer über die Jahre sinkenden Verbrauchsgrenze für Bodenindexpunkte (Wolff 2012). Vor- und Nachteile der Anwendung solcher Steuerungsinstrumente werden in der Thematischen Synthese zur Raumplanung im NFP68 diskutiert (Grêt-Regamey et al. 2018). Abbildung 6. Indikatoren im Ablauf der Bewertung von Bodenfunktionen International wurden Bewertungsschemas mit einer vorgegebenen Aggregierungsart bereits entwickelt und umgesetzt. Beispielsweise wird in Hessen und Rheinland-Pfalz ein Schema für eine Gesamtbewertung auf der Basis von vier Bodenfunktionen vorgegeben (Abbildung 7). 15

16 Abbildung 7. Beispiel für ein Schema einer Gesamtbewertung von Bodenfunktionen. (Lesart: wenn für zwei oder mehr Bodenteilfunktionen die Böden auf Stufe 4 oder 5 bewertet wurden, dann erzielen die Böden in der Gesamtbewertung auf Stufe 5). Quelle: Miller Ausgehend von vier Bodenteilfunktionen (Ertragspotential, Biotopentwicklung, Wasserhaushalt und Regulierungsfunktion für Nitrat) benötigt es nach diesem Bewertungsschema mindestens für eine Bodenteilfunktion eine gute Bewertung (Stufe 4) um in der Gesamtbewertung auf eine mittlere Klasse zu gelangen (Miller 2012). Eine solche aggregierte Gesamtbewertung (siehe Abbildung 8) hat trotz der oben erwähnten starken Vereinfachungen den Vorteil eine einfach verständliche Planungsgrundlage für die Berücksichtigung der Bodenqualität darzustellen. Die Gesamtbewertung kann als ein räumliches Budget von verfügbaren Bodenindexpunkten aufgefasst werden, indem die dimensionslosen Stufen der Gesamtbewertung (in diesem Beispiel von 1 bis 5) mit der jeweiligen Fläche multipliziert wird (2 Hektare mit einer Gesamtbewertung von 3 ergibt eine Bodenindexpunktzahl von 6, usw.). Für den haushälterischen Umgang mit Boden kann ein solcher Bodenindex als ein zentraler Indikator aufgefasst werden, der es der Raumplanung ermöglicht sowohl quantitativ als auch qualitativ die Bodenqualität zu berücksichtigen. In mehreren deutschen Bundesländern wird ein solcher Bodenindex in Genehmigungsverfahren berücksichtigt (Miller 2012). Abbildung 8. Beispiel für eine Bodenfunktionsbewertung in Hessen (Miller 2012). Die Böden mit dem höchsten Leistungsvermögen werden in der Karte rot eingefärbt (Quelle: 16

17 4 Datengrundlagen Die Bodenkartierung kann als eine Inventur verstanden werden, die die räumliche Verbreitung der Bodeneigenschaften, Bodentypen und der Bodenqualität in der Fläche als auch in der Tiefe erfasst. Vor allem die Erhebung der Bodeneigenschaften und des Bodenaufbaus ist nur durch Feldarbeit und mittels Bohrungen und Bodenprofilen zu erheben. Von verschiedenen Seiten wird diesbezüglich immer wieder vorgebracht, dass eine Bodenkartierung nur anhand von Fernerkundungsmethoden möglich sei. Fernerkundungsmethoden und ähnliche Techniken helfen jedoch nur bei der Erhebung oberflächlicher Strukturen im Raum, können aber nicht in den Boden hineinblicken. Mit der Bodenkartierung werden typische Bodeneinheiten mit ähnlichen Eigenschaften horizontal als auch vertikal erhoben. Letzteres ist nur mit Arbeiten im Feld möglich. Für die Planung der Feldarbeiten werden Daten aus der Fernerkundung eingesetzt (siehe Kapitel 5.2). Flächendeckende detaillierte Bodenkartierungen von landwirtschaftlich genutzten Böden existieren bisher nur in einigen Kantonen, so beispielsweise in Zürich, Basel-Landschaft und Zug. Grossflächige Bodenkartierungsprojekte erfolgten bzw. sind in Erarbeitung unter anderem in den Kantonen Aargau, Glarus, Luzern, Solothurn, St. Gallen, Waadt und Wallis. Nach den derzeitigen Schätzungen wurden bisher rund 355'000 ha Landwirtschaftsland und ha Waldböden kartiert (Keller et al. 2018). Das bedeutet, dass in der Vergangenheit rund ein Drittel der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LN) zumindest einmal bodenkundlich untersucht wurde (Abbildung 9). Doch kann nicht davon ausgegangen werden, dass für ein Drittel der LN auch ein einheitlich qualitativer Datensatz für Bodendaten vorhanden ist. Abbildung 9. Übersicht zu bisherigen Bodenkartierungen seit den 1950iger Jahren in der Schweiz (Katalog für Bodenkartierungen Stand Frühjahr 2017). Kartierungsprojekte für einige Gebiete sind in dieser Version noch nicht enthalten. Legende: Kartierungsprojekte 1:5000 oder grösser (braun), Kartierungsprojekte 1: oder kleiner (grün). Hintergrund: landwirtschaftliche Zonengrenzen (Quelle Punkt und Flächendaten Grob et al. 2017) 17

18 Qualitativ bestehen grosse Unterschiede in den erhobenen Bodeninformationen. Erhebungsjahr und Alter der Bodeninformationen variieren, sowie Datenschlüssel, Umfang, Massstab und Digitalisierungsgrad. Viele Bodenkartierungen wurden vor mehr als 40 Jahren durchgeführt und sind somit nicht nach heutigem Stand der Bodenkartierung durchgeführt worden. Wird annäherungsweise versucht die unterschiedlichen Qualitäten der Bodendaten über die Zeit zu berücksichtigen, ergibt sich ein anderes Bild: Mit Einführung des Datenschlüssels 5 anfangs der 1980iger Jahre wurde in der Klassifikation die Wasserhaushaltsgruppen eingeführt und damals ein neuer Standard gesetzt, der gegenüber dem heutigen Datenschlüssel 6.1 nur relativ geringe Unterschiede aufweist. Die Wasserhaushaltsgruppen sind eine zentrale Kenngrösse zur Beurteilung der Produktionsfunktion. Werden nur die Kartierungen ab dem Datenschlüssel 5 seit 1980 betrachtet, so deckt ein solcher Datensatz lediglich 10 bis 15% der landwirtschaftlichen Nutzungsfläche ab. Bezogen auf die FFF-Inventare der Kantone, sind schätzungsweise die Hälfte der vorgegebenen FFF Kontingente von rund ha zumindest einmal kartiert worden. Demzufolge wären rund ha zu kartieren, um einheitliche Datengrundlagen für den Sachplan FFF zur Verfügung stellen zu können. Berücksichtigt man jedoch wegen den oben gemachten Ausführungen nur die Bodenkartierungen ab den 1980iger Jahren, dürfte die Fläche der zu kartierenden Böden sich eher in der Grössenordnung zwischen und ha bewegen. Mit einer genauen Analyse der vorhandenen Bodeninformationen für jeden Kanton und den FFF-Inventaren der Kantone kann die zu kartierende Fläche für eine einheitliche Ausscheidung der FFF genauer abgeschätzt werden. Die Zusammenführung kantonaler Datensätze zu Bodeninformationen erfolgt seit einigen Jahren über das Nationale Bodeninformationssystem (NABODAT), das als Fachapplikation für Bundesämter und Kantone in der Schweiz dient ( Das webbasierte Bodeninformationssystem (BIS) verwaltet sowohl Punkdaten als auch Flächendaten (Karten). Den Kantonen ist es freigestellt ihre Bodendaten in NABODAT zu migrieren und zu verwalten. NABODAT kann für die Kartierung der FFF-Inventare in Zusammenarbeit mit den Kantonen das Datenmanagement und die Verwaltung von den erhobenen Bodendaten gewährleisten. 5 Eckpunkte für die Umsetzung Für die Schaffung einer einheitlichen Datengrundlage für die Bewertung der Produktionsfunktion und weiterer Bodenfunktionen sowie der Umsetzung von Bodenindexpunkten in der Praxis sind eine Reihe von methodischen als auch organisatorischen Rahmenbedingungen zu schaffen. Im Folgenden wird auf die wichtigsten Eckpunkte eingegangen, die für die Umsetzung eines Bodenfunktionskonzepts erforderlich sind: Politisch-strategische Handlungsebene: Interessen bündeln. Zahlreiche Politikbereiche haben dringenden Bedarf an flächendeckenden Bodeninformationen Technisch-operationelle Handlungsebene: Kartierung der FFF, Infrastruktur und Kapazitäten ausbauen sowie bestehende Bodenkartierungsmethode weiter entwickeln auf den neuesten Stand der Technik Methodische Handlungsebene: Bewertungsmethode der Produktionsfunktion zur Ausscheidung der FFF-Inventare überarbeiten und konsolidieren, praxistauglicher Methodenkatalog für die Bewertung von Bodenfunktionen erstellen 18

19 Das Faktenblatt greift die wichtigsten Aspekte auf, und kann die technisch-methodische Handlungsebene nicht vertieft behandeln. Letzteres wurde kürzlich in verschiedenen Studien thematisiert (Tobias 2012, Carizzoni et al. 2017, Knecht et al. 2017), die Möglichkeiten einer technischen Weiterentwicklung der Bodenkartierung wird ausführlich in der Thematischen Synthese 4 «Bodenatlas Schweiz» des NFP68 diskutiert (Keller et al. 2018). Das grösste Hindernis für eine einheitliche Umsetzung des Bodenfunktionskonzepts stellt derzeit der Mangel an flächendeckenden Bodeninformationen dar. Von den oben genannten drei Handlungsebenen ist die Kartierung der FFF-Inventare der Schlüssel für die Umsetzung und stellt in Bezug zu Kosten und Zeit den mit Abstand grössten Aufwand dar. Die Schweiz verfügt mit der aktuellen Kartiermethode zwar über ein bewährtes Erhebungssystem für Bodeninformationen, mit der gegenwärtig in mehreren Kantonen Böden kartiert und FFF ausgeschieden werden, aber um mehrere Hektare innert nützlicher Frist kartieren zu können stellt sich in Bezug zur heutigen Praxis die Frage nach einer effizienten und veränderten Vorgehensweise. Eine Kartierung von solch grossen Gebieten innerhalb nützlicher Zeit erfordert personelle Ressourcen in der Privatwirtschaft. Kartierungserfahrung können Fachleute nur in der praktischen Arbeit möglichst geführt erwerben. Im Ergebnis von Angebot und Nachfrage in der Privatwirtschaft reichen die vorhandenen Kartierungskapazitäten in der Schweiz derzeit für etwa 10'000 Hektaren pro Jahr bei der gegenwärtigen Kartierungsmethodik. Für eine Kartierung von rund bis 300'000 Hektaren sind daher die Kapazitäten zu vergrössern. Dies bedeutet, dass neben der Infrastruktur auch sukzessive Kapazitäten für Personal geschaffen werden muss, welche die Ausbildung neuer Fachkräfte ermöglicht. Fachkräfte entstehen in der Privatwirtschaft relativ rasch mit dem Auftragsvolumen und einer Planungssicherheit. Bislang ist dies für private Ingenieurbüros, die Bodenkartierungen durchführen, nicht gegeben. Es kann davon ausgegangen werden, dass mit einer Planungssicherheit und einem gesicherten Finanzrahmen für einen Zeitraum von rund zehn Jahren die Kapazitäten in der Privatwirtschaft schnell aufgebaut werden können. 5.1 Politisch-strategische Handlungsebene Eine Bodenkartierung kann nicht alleine die Aufgabe eines Bundesamtes sein, für viele Politikbereiche liefern Bodeninformationen wichtige Entscheidungsgrundlagen. Neben der Raumplanung sind diesbezüglich vor allem die Land- und Forstwirtschaft, Bodenschutz und Vollzug, Klimawandel, Biodiversität, Naturgefahren und Hochwasserschutz sowie Gewässerschutz zu nennen. Die Nutzungsinteressen für Bodeninformationen sind also vielfältig, und entsprechend gross die Anzahl an Institutionen wie Bundesämter, kantonale Ämter sowie Forschungsinstitutionen und Privatwirtschaft. Verschiedene Studien haben die vielfältigen Bedürfnisse und Interessen aus verschiedenen Nutzersegmenten mehrfach nachgewiesen und zusammenfasst (BGS 2004, Knecht et al. 2017). Es werden vor allem interpretierte Produkte wie Anwenderkarten für Bodengefahren oder Bodenkennwerte, die aus Bodenkartierungen erstellt werden können, nachgefragt. Der Bedarf an Bodeninformationen für die Bewertung der Produktionsfunktion anhand der Nutzungseignungsklassen überschneidet sich hierbei mit dem Bedarf an Bodeninformationen für andere Interessensgruppen. Insofern kann von einem minimalen Datenbedarf ausgegangen werden, der in einer Bodenkartierung erhoben werden sollte und möglichst ein breites Spektrum an Bedürfnisgruppen abdeckt. Entsprechend lassen sich die Kosten einer Bodenkartierung auf die verschiedenen Bedürfnisgruppen aufteilen. 19

20 Für eine Bodenkartierung der FFF sind aus diesem Grunde die gemeinsamen Interessen der wichtigsten Bedürfnisgruppen zu bündeln und eine politisch-strategische Zusammenarbeit zu etablieren. Auf Bundesebene betrifft dies vor allem die drei Bundesämter für Landwirtschaft (BLW), Umwelt (BAFU) und Raumplanung (ARE). Die derzeit in Entwicklung befindliche Bodenstrategie des Bundes (BAFU 2017) als auch der Motion Müller-Altermatt für den Aufbau eines nationalen Bodenkompetenzzentrums bieten günstige Rahmenbedingungen. Mithilfe der Bodenstrategie wurden bislang Zielzustände für einzelne Nutzungsbereiche wie Landwirtschaft, Wald, Bauwirtschaft und Raumplanung erarbeitet und generelle Stossrichtungen abgeleitet (BAFU 2017). In Bezug auf Bodeninformationen wurden in der Bodenstrategie bereits Massnahmen formuliert, die die Bedürfnisse eine Kartierung der FFF abdecken. Die Bodenstrategie des Bundes ist in den vom Bundesrat verabschiedeten Aktionsplan Strategie Biodiversität Schweiz (BR 2017) als Synergiemassnahme integriert worden und eng mit dem parlamentarischen Vorstoss für ein nationales Kompetenzzentrum Boden verknüpft (Motion Müller-Altermatt: «den Aufbau eines nationalen Bodenkompetenzzentrums, das sowohl quantitative als auch qualitative Bodeninformationen verwaltet und Standards zur Datenerhebung und zur Interpretation verbindlich festsetzt und aktualisiert»). Es gilt auf Bundesebene eine gemeinsame Plattform zu bilden, um organisatorisch eine Projektierung der Bodenkartierung von prioritären Gebieten zu gewährleisten und gemeinsam die Finanzierung zu sichern. 5.2 Technisch-operationelle Handlungsebene Die Kartiermethodik FAL24 (FAL 1997) wurde im Kanton Solothurn weiterentwickelt (FAL24+) und wird heute bei Bodenkartierungsprojekten angewendet und hat sich unter den gegebenen Rahmenbedingungen bewährt. In den letzten beiden Jahrzehnten wurden jedoch auch für Teilbereiche der Bodenkunde technisch-wissenschaftliche neue Methoden zur Untersuchung von Böden vorangetrieben. Mit der Anwendung mathematisch-statistischer Beziehungen zwischen Bodeneigenschaften und Geo- und Umweltdaten (z.b. Geologie, Relief, Klima) werden Karten von Bodeneigenschaften generiert (DSM Digital Soil Mapping; Behrens et al. 2017). DSM-Methoden können im übertragenden Sinne als ein Werkzeugkasten für spezifische Fragestellungen in den Arbeitsschritten einer Bodenkartierung verstanden werden. Das Methodenspektrum für DSM umfasst eine breite Palette, z.b. Prozessieren von Geo- und Umweltdaten oder die Nutzbarmachung von Nah- und Fernerkundungsdaten. Es stellt sich aber die Frage, wie diese neuen Ressourcen und Technologien für die Weiterentwicklung der Bodenkartierungsmethodik genutzt werden können. Diesbezüglich wird von verschiedenen Seiten vorgeschlagen in laufende Kartierungsprojekte vereinzelt solche DSM-Instrumente anzuwenden und in die bisherige Kartiermethodik sukzessive zu integrieren (Keller et al. 2018). Eine methodische Weiterentwicklung der gegenwärtigen Kartiermethode stellt somit kein Hinderungsgrund dar mit der Kartierung der FFF möglichst rasch zu beginnen. Methodische Weiterentwicklungen während der Kartierung werden dann zu einem Effizienzgewinn führen. Parallel zu einer laufenden Kartierung von FFF können mit Fallstudien technische Anwendungen im Feld oder im Labor getestet werden (z.b. spektroskopische Analysenmethoden für eine kostengünstige Bestimmung von Bodeneigenschaften, instrumentelle Vorrichtungen für Bohrfahrzeuge). Für die Projektierung einer Bodenkartierung ist sowohl hinsichtlich Investitionen in eine verbesserte Infrastruktur als auch für die Kosten einer Kartierung die Grösse der zu kartierenden Flächen eine zentrale Schlüsselgrösse (Skalierungseffekte). Bisher werden unter den gegebenen Rahmenbedingungen in den Kantonen in der Regel Kartierprojekte von lediglich einigen hundert 20