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SOIL-DE

 Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland

Hintergrund und Zielsetzung

Böden besitzen große Bedeutung für Mensch und Umwelt. Sie sind Grundlage der Ernährungssicherung, sie dienen dem Erhalt von Ökosystemfunktionen und sind wichtiger Bestandteil eines nachhaltigen Klimaschutzes. Der Erhalt der Ressource Boden, seine nachhaltige Nutzung und der Schutz vor schädlichen Veränderungen sind deshalb von zentraler Bedeutung. Dennoch gehen dem Bodenatlas 2015 zufolge derzeit jährlich rund 24 Milliarden Tonnen fruchtbarer Boden verloren. In Deutschland werden nach Angaben des Statistischen Bundesamtes (2016) täglich etwa 66 Hektar Boden vollständig oder teilweise geschädigt. Die zunehmende Nutzungskonkurrenz lässt einen weiteren Anstieg erwarten.
Mit den derzeit verfügbaren öffentlichen Daten und Informationen ist eine präzise und aktuelle räumliche Verortung und Beurteilung von Boden- bzw. Bodenfunktionsverlusten im Hinblick auf eine seiner wichtigsten Funktionen, der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln und damit der Bodenfruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit, nicht möglich. Neue Satellitentechnologien und Auswerteverfahren gestatten es indes, Informationen zum Zustand und zu den Eigenschaften von Böden, zur Nutzungsart und -intensität flächendeckend und räumlich hochaufgelöst bundesweit und bundeseinheitlich bereitzustellen. Durch den Einsatz dieser Technologien eröffnen sich somit neue Möglichkeiten historische und aktuelle Informationen über die Ressource Boden und deren Nutzung zu gewinnen.
In diesem Kontext zielt das Vorhaben SOIL-DE auf die Ableitung fernerkundungsbasierter Informationen und die Entwicklung fernerkundungsbasierter Indikatoren zur Bewertung der Eignungs- und Nutzungspotenziale, der Nutzungsintensität und der Vulnerabilität landwirtschaftlicher Böden unter Einsatz aktueller und historischer Satellitenbilddaten. Die abgeleiteten Informationen sollen in bestehende Bewertungssysteme einfließen und diese erweitern sowie als zusätzliche Entscheidungshilfe für eine nachhaltige und langfristige Flächenentwicklung dienen. Ferner soll der Flächenverlust von Böden räumlich, zeitlich und qualitativ beurteilt werden.

Vorgehensweise

Das Projekt SOIL-DE zur Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland umfasst folgende Arbeitspakete:

  • Prozessierung und Auswertung von Satellitendatenzeitreihen (Landsat8, Sentinel-2) zur Ableitung bodenrelevanter Parameter des Oberbodens und der Analyse ihrer zeitlichen Veränderung
  • Entwicklung von Bodenparameter-Schätzmodellen auf Basis der LUCAS-Spektraldatenbank und regionenübergreifende und regionsspezifische Quantifizierung von Bodenparametern aus Reflexionsspektren und aus Satellitendaten
  • Prozessierung und Auswertung von Sentinel-1 Zeitreihen zur Erfassung der Nutzungsintensitäten im Ackerbau
  • Aufbereitung und Harmonisierung existierender bodenkundlicher Fachinformationen (z.B. Bodenschätzung, Punktdaten aus Sondermessnetzen, u.a.) zur Evaluierung von Modellergebnissen in ausgewählten Testgebieten
  • Maßstabsspezifische Prognose der Bodenparameter Humusgehalt und Bodenart auf der Basis von punkthaften Informationen der Bodenschätzung und bodenkundlicher Landesaufnahmen, Ableitung der zeitlich dynamischen Bodenbedeckung und Lokalisierung von Flächen hoher aktueller Erosionsgefährdung für ausgewählte Testgebiete
  • Auswahl geeigneter Bewertungssysteme zur Beurteilung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität von Böden, Identifikation der Anforderungen an die Eingangsdaten und Definition von Fernerkundungsdatenprodukten
  • Integration der fernerkundlich abgeleiteten Bodeninformationen zur Bewertung der Bodengefährdung hinsichtlich Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität
  • Entwicklung eines WebViewers zur Darstellung und Analyse der erzeugten Boden-Geodaten.

Laufzeit

36 Monate, 09/2018 - 10/2021

Beteiligte Partner

  • Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde ? Koordination
  • Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
  • Universität Osnabrück
  • EOMAP GmbH & Co. KG
  • terrasys.info (Unterauftrag)
  • Mitteldeutsches Institut für angewandte Standortkunde und Bodenschutz (MISB) (Unterauftrag)

Ansprechpartner am FLF

Dr. Heike Gerighausen, Dr. Markus Möller

Links und Downloads

http://www.d-copernicus.de/
http://www.unter-2-grad.de/

Förderung

Das Projekt wird im Rahmen des Programms zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen: 281B301716).