BO-I-2: Regenerosivität - Fallstudie

Abgeschwemmter Boden und Erosionsrinne unter junger Maiskultur.zum Vergrößern anklicken
Zunehmende Niederschlagsintensitäten erhöhen das Risiko des Bodenabtrags.
Quelle: Stephan Marahrens / Umweltbundesamt

Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel

Inhaltsverzeichnis

 

BO-I-2: Regenerosivität - Fallstudie

Hohe Niederschlagsintensitäten erhöhen das Bodenabtragsrisiko. In Nordrhein-Westfalen ist die sommerliche Regenerosivität seit den 1970er Jahren signifikant angestiegen. Für Standorte mit empfindlichen Böden und großer Hangneigung bedeutet dies, dass vor allem bei der landwirtschaftlichen Bodennutzung gezielte Maßnahmen zum Erosionsschutz ergriffen werden müssen.

Die Linien-Grafik zeigt die Regenerosivität in Kilojoule pro Quadratmeter mal Millimeter pro Stunde. Abgebildet wird der Zeitraum von 1970 bis 2007. Die Werte schwanken stark zwischen den Jahren und bewegen sich zwischen unter 20 im Jahr 1976 und über 90 in 2006. Die Zeitreihe hat einen signifikant steigenden Trend.
BO-I-2: Regenerosivität - Fallstudie

Die Linien-Grafik zeigt die Regenerosivität in Kilojoule pro Quadratmeter mal Millimeter pro Stunde. Abgebildet wird der Zeitraum von 1970 bis 2007. Die Werte schwanken stark zwischen den Jahren und bewegen sich zwischen unter 20 im Jahr 1976 und über 90 in 2006. Die Zeitreihe hat einen signifikant steigenden Trend.

Quelle: Landesamt für Natur
 

Bodenabtrag durch Wasser und Wind – empfindliche Verluste

Böden sind das Resultat jahrtausendelanger Entwicklungsprozesse. Es dauert mindestens hundert Jahre, bis bei entsprechendem Pflanzenaufwuchs aus der Verwitterung von Gestein eine ein Zentimeter mächtige, humose Bodenschicht entsteht. Der Verlust von Boden durch Überbauung oder Bodenabtrag ist daher ein schwerwiegender Schaden, der nur in Grenzen wieder rückgängig zu machen ist.

Die Bodenerosion durch Wasser gehört zu den intensiv diskutierten Folgen des Klimawandels auf die Böden. Als Ursachen gelten u. a. häufige und ausgeprägte erosionswirksame Starkregenereignisse sowie eine Zunahme der Sommertrockenheit und der Winterniederschläge.

Wenn Letztere nicht als Schnee fallen und bei landwirtschaftlich genutzten Böden i. d. R. auf eine höchstens lückenhafte Vegetationsdecke treffen, können sie zu erheblichen Bodenabträgen führen. Mit dem Klimawandel und der damit verbundenen Temperaturerhöhung werden sich außerdem die Entwicklungsphasen der Pflanzen, auch der landwirtschaftlicher Kulturpflanzen, verschieben. Die daraus resultierenden Veränderungen der Bodenbedeckung werden voraussichtlich das Erosionsrisiko erhöhen. In jedem Falle werden trockenheitsbedingte Lücken in der Vegetation und ausgetrocknete Bodenoberflächen erosionsfördernde Effekte haben. Vor allem in den nördlichen küstennahen Bundesländern spielt auf den vorwiegend sandigen Böden auch Wind als Erosionsursache eine Rolle. Mit zunehmender Frühjahrs- und Sommertrockenheit wird das Risiko von Winderosion steigen.

Bodenerosion bedeutet in erster Linie eine Verringerung der Bodenmächtigkeit und einen Verlust des besonders nährstoff- und humusreichen Oberbodens. Abgetragenes Bodenmaterial wird in der Fläche verlagert und kann in benachbarte Gewässer eingetragen werden. Dort führen die diffusen Stoffeinträge, vor allem von Phosphor, zu einer nicht erwünschten Gewässereutrophierung. Diese Prozesse können Bemühungen zur Verbesserung des Gewässerzustands zuwiderlaufen. Bodenerosion ist meist ein wenig sichtbarer und schleichender Prozess und führt zu einer Beeinträchtigung wichtiger Bodenfunktionen. Durch Bodenerosion können Böden, deren Bildung mehrere Jahrhunderte gedauert hat, innerhalb kurzer Zeit verloren gehen.

Ein flächendeckendes Erosions-Monitoring gibt es in Deutschland bislang nicht. Das Bodenerosionsmonitoring, das auf vorhandenen Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) in einzelnen Bundesländern durchgeführt wird, ist das einzige länderübergreifende Messnetz zur langfristigen Erfassung der Bodenerosion in Deutschland. Vorgehensweise und Intensität sind dabei nicht einheitlich. Trotz des Fehlens repräsentativer Monitoringdaten können auf Bundesebene Gefährdungspotenziale abgeleitet werden.

Die wesentlichen Einflussfaktoren für die Höhe des Bodenabtrags durch Wasser sind Niederschlag, Geländeneigung, Bodeneigenschaften sowie Bodenbedeckungsgrad und Bodennutzung. Letztere beinhaltet die Art der Bodenbearbeitung, die in Verbindung mit der Bestellrichtung maßgeblich von der Flurgestaltung beeinflusst wird. Der Bodenbedeckungsgrad kann bei Dauerkulturen (z. B. Wein) aber auch in einjährigen Kulturen durch Untersaaten zur Erosionsminderung erhöht werden. Als landwirtschaftliche Kulturarten mit besonders hohem Bodenabtragspotenzial gelten u. a. Kartoffel, Mais, Zuckerrübe und Winterweizen sowie viele Sonderkulturen und Wein im Steillagenanbau. Unter allen beschriebenen Wechselwirkungen zwischen Klimawandel und Bodenerosion durch Wasser ist die Veränderung der Niederschlagsintensität diejenige Größe, die am unmittelbarsten das Erosionsrisiko beeinflussen wird. Bei allen anderen Einflussfaktoren wie beispielsweise der Bodenbedeckung gibt es deutlich größere Unsicherheiten bei der Abschätzung der Klimawandelfolgen.

Für Nordrhein-Westfalen wurde anhand zeitlich hoch aufgelöster Niederschlagsdaten die Entwicklung der niederschlagsbedingten Erosivität ermittelt. Die Zeitreihe zeigt seit Mitte der 1970er Jahre einen signifikanten Trend hin zu einer höheren Regenerosivität. Damit steigt das Risiko eines zunehmenden Bodenabtrags. Die Aktualisierung der Daten ist derzeit noch nicht möglich. Der Bund und mehrere Länder arbeiten an dem Thema, sodass perspektivisch im nächsten Monitoringbericht ein methodisch deutlich verbesserter Indikator berichtet werden kann.

Die möglichen Maßnahmen zur Verhinderung von Erosion sind vor allem für Ackerflächen vielfältig. Sie reichen von einer standortangepassten Fruchtfolge, die für eine kontinuierliche Bodenbedeckung über das Jahr hinweg sorgt, über Untersaaten und den Einsatz von Mulchmaterialien bis hin zu der Anpassung der Bewirtschaftungsrichtung und einer dauerhaft pfluglosen, konservierenden Bodenbearbeitung, um das natürliche Bodengefüge zu erhalten und eine möglichst hohe Bedeckung mit schützenden Pflanzenresten zu erzielen.

Die vorliegenden Daten und Ergebnisse zeigen, dass der Klimawandel erhebliche Folgen auf die Bodenerosion hat. Die Bewertung einer klimabedingten Veränderung der Bodenerosion anhand repräsentativer Messdaten erfordert eine deutliche Verdichtung des bestehenden Messnetzes mit kontinuierlichen und standardisierten Messungen, wobei der Fokus auf den besonders gefährdeten, klimavulnerablen Naturräumen liegen muss. Wichtige fachliche Ansätze ergeben sich aus den laufenden Aktivitäten zur Konzeption und Umsetzung eines Klimafolgen-Bodenmonitoring-Verbunds.

 

Schnittstellen

BO-I-1: Bodenwasservorrat in landwirtschaftlich genutzten Böden

BO-R-2: Dauergrünlandfläche

 

Ziele

Schutz der ökologischen Leistungsfähigkeit der Böden durch Verringerung bzw. Vermeidung der Bodenerosion und der Bodenverdichtung sowie durch die Erhaltung der organischen Substanz (DAS, Kap. 3.2.4)

Möglichst Vermeidung von Bodenabträgen durch eine standortangepasste Nutzung, insbesondere durch Berücksichtigung der Hangneigung, der Wasser- und Windverhältnisse sowie der Bodenbedeckung (BBodSchG, § 17 (2) 4)

Kontinuierliche Rückführung der Bodenerosion bis 2020 (NBS, Kap. B 2.5)