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Boden-Dauerbeobachtung

Staatskanzlei

Boden-Dauerbeobachtung

1. Inhalt und Ziele des Projektes

Boden-Dauerbeobachtung dient der nachhaltigen Sicherung des Schutzgutes Boden und damit der Sicherung unserer Lebensgrundlagen. Sauberes Trinkwasser, gesunde Nahrungsmittel und ein positiver Einfluss auf das Klima sind nur einige Stichworte für die Bedeutung eines intakten, gesunden Bodens in unserer Umwelt. Vorsorge und rechtzeitiges Handeln setzen das Erkennen und Verstehen von Veränderungen des Bodens voraus. Nur wenn dies gelingt, ist eine frühzeitige Anpassung und Steuerung der Bodennutzung und anderer Einwirkungen auf den Boden möglich. Die Boden-Dauerbeobachtung liefert hierfür über die Jahre eine valide Datenbasis.

Im Rahmen des vorsorgenden Bodenschutzes werden zur Kennzeichnung und Beobachtung von Veränderungen in Böden in Schleswig-Holstein seit 1989 insgesamt 37 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) (PDF 67KB, Datei ist nicht barrierefrei) betrieben. An den BDF werden bodenbezogene Daten erhoben und Begleituntersuchungen durchgeführt.

Übersicht der Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein (Bodenkundliche Hauptnaturräume Entwurf: B. Burbaum, Layout: K. Litzbach) Übersicht der Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster) Übersicht der Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein (Bodenkundliche Hauptnaturräume Entwurf: B. Burbaum, Layout: K. Litzbach) © Entwurf: B. Burbaum, Layout: K. Litzbach

Informationen zu einzelnen BDF finden Sie im Landwirtschafts- und Umweltatlas.

Das Untersuchungsprogramm umfasst bodenkundliche Feldaufnahmen, bodenphysikalische und bodenchemische Untersuchungen, Wasserstandsmessungen und die Dokumentation bewirtschaftungsbezogener Daten (Schlagkarteien). Zudem werden bodenmikrobiologische, bodenzoologische und vegetationskundliche Untersuchungen sowie an fünf ausgesuchten BDF die Ein- und Austräge von Nährstoffen, Schwermetallen und Arsen und für einen Zeitraum von zwei Jahren ebenfalls Tierarzneimittelrückstände erfasst.

Die Ziele der Boden-Dauerbeobachtung sind

  • die Beschreibung des aktuellen Zustandes der Böden,
  • die langfristige Überwachung der Veränderung der Böden und
  • die Ableitung von Prognosen für die zukünftige Entwicklung.

Die fachliche Grundlage für die Einrichtung und den Betrieb von BDF bildet das von der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (LABO) entwickelte und bundesweit abgestimmte Konzept zur Boden-Dauerbeobachtung.

Die landesweite Erfassung und Bewertung raumbezogener Daten über Bodenentwicklung und -veränderung, insbesondere von Boden-Dauerbeobachtungsflächen, ist in § 5 Abs. 2 Nr. 1 Buchst. c) des Landesbodenschutz- und Altlastengesetzes (LBodSchG) vom 14.03.2002 vorgesehen.

2. Sachstand

Bei der Einrichtung jeder BDF wurde eine umfassende bodenkundliche Inventur durchgeführt. Hierzu zählen die Anlage einer Profilgrube mit nachfolgender Probenentnahme sowie über die Fläche verteilte Probenentnahmebohrungen. Im Rahmen dieser Erstuntersuchung wurden bodenphysikalische und bodenchemische Parameter sowie Gehalte an anorganischen und organischen Schadstoffen im Boden ermittelt. In den Jahren 1999 und 2009 wurden auf allen Basis-Boden-Dauerbeobachtungsflächen Wiederholungsuntersuchungen auf der Basis von Beprobungen der Oberböden durchgeführt. Seit 2014 erfolgen Wiederholungsuntersuchungen nach einem gestaffelten Probenentnahmeplan (PDF 73KB, Datei ist nicht barrierefrei). Diesem Plan folgend werden Haupt- und Zwischeninventuren nach sechs Jahren im Wechsel durchgeführt. Die Zwischeninventuren sind turnusgemäß im Jahr 2019 abgeschlossen worden, in den Jahren 2020 bis 2025 werden die Hauptinventuren durchgeführt. Anschließend beginnt der Zyklus erneut mit den Zwischeninventuren. Zwischeninventuren weisen einen reduzierten Untersuchungsumfang (PDF 93KB, Datei ist nicht barrierefrei) auf. Mit diesem Vorgehen wird eine deutlich erhöhte Datenerfassung in kürzeren Zeitabständen ermöglicht. Zudem sind diese Probenentnahmen auf die Untersuchungsintervalle der biologischen Untersuchungen abgestimmt.

Die BDF, bei denen oberflächennahes Grund- oder Stauwasser vorhanden ist, sind mit Beobachtungsbrunnen ausgestattet, in denen alle vierzehn Tage der Wasserstand gemessen wird. Zudem wird für jede land- und forstwirtschaftlich genutzte BDF eine Schlagkartei geführt, in der die betriebsbezogenen Nutzungsdaten (z. B. Bodenbearbeitung, Düngung, Pflanzenschutz) enthalten sind.

Ein unverzichtbarer, zentraler Bestandteil der Boden-Dauerbeobachtung ist die Archivierung von Bodenproben in einer Bodenprobenbank, die der späteren Analyse der Proben unter neuen Fragestellungen und der Beweissicherung dient. Bei der Zeitreihenanalyse von Untersuchungsergebnissen kann durch Wiederholungsuntersuchungen von archivierten Proben sichergestellt werden, dass alle Proben nach demselben Analysestandard und unter Ausschluss von Schwankungen der Ergebnisse untersucht werden, die durch den Einsatz unterschiedlicher Messgeräte und durch Unterschiede in der Gerätebedienung durch wechselndes Laborpersonal bedingt sind.

Die Untersuchungsergebnisse der Boden-Dauerbeobachtung werden fortlaufend digitalisiert und im Fachinformationssystem Boden dokumentiert.

Die Boden-Dauerbeobachtung liefert in dieser Form vielfältige Ansatzpunkte für eine Zusammenarbeit mit anderen wissenschaftlichen Einrichtungen und Fachbehörden und stellt ein wichtiges Element des Datenaustausches zwischen Bund und Ländern im Bereich des Bodenschutzes dar.

3. Auswertung

Das Untersuchungsprogramm Boden-Dauerbeobachtung in Schleswig-Holstein ist in den Jahren 2007 bis 2010 einer externen Evaluation unterzogen worden. Die Eignung des Monitoringverfahrens zur Erfassung von Bodenveränderungen wurde unter anderem anhand von statistischen Auswertungen der Untersuchungsergebnisse im Hinblick auf seine Aussagefähigkeit beurteilt, und Optimierungsvorschläge zur Fortführung der Boden-Dauerbeobachtung Schleswig-Holsteins wurden unterbreitet und werden seitdem umgesetzt.

Der Öffentlichkeit werden Informationen zum Programm Boden-Dauerbeobachtung in Schleswig-Holstein in mehreren Druckschriften angeboten, die beim Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein angefordert und/oder als PDF-Dateien aus dem Internet heruntergeladen werden können.

Boden ist ein belebtes System. Viele Umsetzungsprozesse im Boden laufen unter Beteiligung von Bodentieren und Bodenmikroorganismen ab. Vorkommen, Art, Anzahl und Aktivität dieser Organismen zeigen die Beschaffenheit, den Zustand und die Entwicklung des Bodens und des gesamten Standortes an. Die nachfolgenden biologischen bzw. Bioindikationsverfahren unterstützen das Bodenmonitoring in Schleswig-Holstein nahezu von Beginn des Untersuchungsprogrammes an.

Bodenzoologische Untersuchungen:

Eine vergleichende Übersicht über die Ergebnisse der bodenzoologischen Untersuchungen aller 37 Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind im folgenden Berichten dokumentiert:

Gesamtgutachten zuden bodenzoologischen Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein für den Zeitraum 1992 bis 2012 (PDF 3MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Jährlich werden regelmäßig sechs bzw. sieben Boden-Dauerbeobachtungsflächen auf bodenzoologische Kennwerte zur Kennzeichnung der Zersetzergesellschaft untersucht. Daraus leitet sich ein Untersuchungsturnus von sechs Jahren ab. Die aktuellen Untersuchungen aller 37 Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind in folgenden Berichten dokumentiert:

  1. Bodenzoologische Untersuchungen an 6 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2013 (PDF 4MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  2. Bodenzoologische Untersuchungen an 7 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2014 (PDF 3MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  3. Bodenzoologische Untersuchungen an 6 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2015 (PDF 4MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  4. Bodenzoologische Untersuchungen an 6 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2016 (PDF 3MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  5. Bodenzoologische Untersuchungen an 6 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2017 (PDF 7MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  6. Bodenzoologische Untersuchungen an 6 Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (PDF 10MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Bodenmikrobiologische Untersuchungen:

Jährlich werden regelmäßig zwölf bzw. dreizehn Boden-Dauerbeobachtungsflächen auf bodenmikrobiologische Kennwerte zur Kennzeichnung der Umsetzungsaktivität des Bodens untersucht. Daraus leitet sich ein Untersuchungsturnus von drei Jahren ab. Die aktuellen Untersuchungen aller 37 Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind in folgenden Berichten dokumentiert:

  1. Bodenmikrobiologische Untersuchungen an 12 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2017 (vorwiegend intensivgenutzte Grünland- und ökologischgenutze Ackerflächen) (PDF 8MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  2. Bodenmikrobiologische Untersuchungen an 13 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (ackerbaulich genutzte Standorte) (PDF 11MB, Datei ist nicht barrierefrei)
  3. Bodenmikrobiologische Untersuchungen an 12 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2019 (Wald und vorwiegend extensive Grünland- und Sonderstandorte) (PDF 14MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen:

Auch der Vegetation kommt insbesondere auf naturnahen und extensiv bewirtschafteten Standorten sowie in Wäldern eine diesbezügliche Zeigerfunktion zu. Derzeit erfolgen noch an zehn solcher Standorte vegetationskundliche Untersuchungen. Auf Ackerflächen und intensiv genutzten Grünlandflächen wurden die Untersuchungen aufgrund der bewirtschaftungsbedingten Überprägung zwischenzeitlich eingestellt.

Eine vergleichende Übersicht über die Ergebnisse der Untersuchungen aller 37 Boden-Dauerbeobachtungsflächen vor Einstellung der Untersuchungen der intensiv landwirtschaftlich genutzten Standorte sind im folgenden Berichten dokumentiert:

Gesamtgutachten zu vegetationskundlichen Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen in Schleswig-Holstein (PDF 3MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Turnusmäßig werden jeweils fünf Boden-Dauerbeobachtungsflächen auf vegetationskundliche Kennwerte zur Kennzeichnung der Standortverhältnisse untersucht. Der Untersuchungsturnus beträgt jeweils sechs Jahre. Die aktuellen Untersuchungen der zehn untersuchten Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind in folgenden Berichten dokumentiert:

Vegetationskundliche Untersuchungen an fünf Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2015 (PDF 70 MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (BDF02 Süderlügum) (PDF 7MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (BDF07 Pobüller Bauernholz) (PDF 9MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (BDF20 Wüstenfelde) (PDF 5MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (BDF32 Hahnheide) (PDF 6MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Vegetationskundliche Untersuchungen an Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) in Schleswig-Holstein im Jahr 2018 (BDF39 Hevenbruch) (PDF 5MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Besonderes Augenmerk bei der Auswertung biologischer Untersuchungen wird auf nachvollziehbar gleichgerichtete Entwicklungen sowie Auswirkungen der chemischen und physikalischen Bodenbeschaffenheit, der Bewirtschaftung und des Witterungsverlaufs gelegt. Ziel ist die umfassende Charakterisierung der Untersuchungsstandorte und ihrer Entwicklung. Alle Untersuchungszeitpunkte für bodenchemische, -mikrobiologische,
-zoologische und pflanzensoziologische Kennwerte sind aufeinander abgestimmt.

Intensiv-Boden-Dauerbeobachtung:

Fünf Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind seit 2003 für vertiefende Untersuchungen zu Intensiv-Boden-Dauerbeobachtungsflächen ausgebaut worden. Ziel der Intensiv-Boden-Dauerbeobachtung ist die Prozessdokumentation, das heißt, die im Boden ablaufenden Stoffflüsse noch enger zu dokumentieren und mit Maß und Zahl zu erfassen.

An diesen Standorten werden unter Berücksichtigung der Bewirtschaftung fortlaufend Nähr- und seit 2013 auch Schadstoffein- und -austräge im System Atmosphäre – Boden – Grundwasser in gesonderten und zeitlich eng getakteten Messungen erfasst. Dazu ist es erforderlich, im Boden sowohl die feste als auch die flüssige Phase zu betrachten. Dabei ist auch das Verhältnis von gelösten Nähr- und Schadstoffen im Sickerwasser zu verfügbar an der Bodenmatrix gebundenen Nähr- und Schadstoffen von Bedeutung. Die Einträge in den Boden werden über Untersuchungen der Deposition gemessen sowie auch vor allem über die Aufwandmengen der zugeführten mineralischen und organischen Düngung erfasst. Austräge werden über die im Sickerwasser enthaltenen Frachten und über die Abfuhr durch Erntegut quantifiziert. Seit 2017, 2018 und 2019 wird zudem an jeweils einer Boden-Dauerbeobachtungsfläche ein bodenhydrologischer Messplatz betrieben, an dem in 60 cm und 100 cm Tiefe Bodentemperatur, -feuchte und Wasserspannung gemessen werden.

Die Ergebnisse der Nähr- und Schadstoffuntersuchungen an Intensiv-Boden-Dauerbeobachtungsflächen sind im folgenden Bericht dokumentiert:

Bericht: "Entwicklung des Nähr- und Schadstoffhaushaltes von Böden in Schleswig-Holstein" (PDF 5MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Perspektiven

Voraussetzung für den langfristigen Betrieb der Boden-Dauerbeobachtung ist die Konsolidierung eines standardisierten, auswertbaren und zukunftsfähigen Bodenmonitoringverfahrens. Dahingehend ist das Programm bei gleichzeitiger Erhöhung der Aussagefähigkeit weiterzuentwickeln. Zur Erhöhung der statistischen Auswertbarkeit sind sowohl die Untersuchungsfrequenz möglichst eng zu takten als auch eine langfristige Laufzeit des Programmes sicherzustellen. Erforderlich ist die langfristige Beibehaltung der datenerhebenden Institutionen bei möglichst gleichbleibendem Personal, beginnend mit der Durchführung der Probenentnahmen bis zu deren Analyse. Die Untersuchungsverfahren sind zur Sicherstellung der langfristigen Reproduzierbarkeit detailliert dokumentiert.

Dem Ziel einer themenübergreifenden Datenauswertung wird zukünftig verstärkt Rechnung getragen. Durch multivariate Analysen werden Veränderungen des Ist-Zustandes und ihre Ursachen ermittelt. Gleichzeitig werden automatisierten Prognosemodelle sowie Hypothesen der wechselseitigen Einflüsse von Boden, Bewirtschaftung, Bodenmikrobiologie, Bodenfauna, Vegetation und Klima entwickelt und getestet. Hierdurch wird eine deutliche Erhöhung der Aussagekraft bezogen auf Einzelflächen sowie auch auf Standortgruppen ermöglicht.

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