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Denitrifikationspotenzial des Bodens
Das Denitrifikationspotenzial beschreibt die Fähigkeit des Bodens durch mikrobielle Umsetzungen und unter anaeroben Bedingungen einen Teil des Nitrats wieder in Luftstickstoff (z.T. Lachgas) umzusetzen. Voraussetzungen des Nitratabbau sind die Präsenz von Nitrat, die Abwesenheit von Sauerstoff und die Anwesenheit von oxidierbarer organischer Materie. Das Denitrifikationspotenzial wird auf Grundlage der niedersachsenweiten Bodenübersichtskarte (BÜK50) abgeleitet und gilt bis zu einer Tiefe von zwei Metern. Jedem Bodentyp ist in Abhängigkeit vom Grund- bzw. Stauwassereinfluss eine Denitrifikationsstufe mit einer mittleren, jährlichen Rate zugeordnet. Insgesamt gibt es fünf Denitrifikationsstufen, die durch mittlere Denitrifikationsraten von 5, 20, 40, 60 und 100 kg N/ha*a (in torfhaltigen Substraten bei hohem Grundwasserstand 150 kg N/ha*a) gekennzeichnet sind. Die niedrigsten Denitrifikationsraten weisen gering humose Standorte auf, bei denen ganzjährig eine Wassersättigung des Bodenkörpers ausgeschlossen wird. Mit Zunahme des Humusgehalts oder durch das Auftreten von temporärer Nässe bei Grund- oder Stauwassereinfluss steigt das Denitrifikationspotenzial der Böden. Die zweite Denitrifikationsstufe steht für eine mittlere Denitrifikationsrate von 20 kg N/ha*a. Grundsätzlich ist mit den höchsten Denitrifikationsraten zu rechnen, sobald Grundwasser in humus- oder schwefelhaltigen Bodenschichten steht. Bei der Denitrifikationsstufe 5 (>> 150 kg N/ha*a) kann die Denitrifikationsrate bis 3 000 kg N/ha*a betragen. Nach WELL et al. (1999, 2005) sind solche Raten vor allem in Niedermooren und humusreichen Böden zu finden, bei denen die Grundwasseroberfläche ganzjährig bei = 6 dm u. GOK im Torfkörper ansteht. Da bei der Denitrifikation organische Substanz in wassergesättigten Bodenschichten abgebaut wird, ist vor allem für mineralische Horizonte anzunehmen, dass die Denitrifikationsrate im Laufe der Jahrzehnte und Jahrhunderte abnimmt. Auch Grundwasserabsenkungen können die Denitrifikationsleistung in der Bodenzone eines Standortes deutlich herabsetzen (Wienhaus et al., 2008).
Das Denitrifikationspotenzial beschreibt die Fähigkeit des Bodens durch mikrobielle Umsetzungen und unter anaeroben Bedingungen einen Teil des Nitrats wieder in Luftstickstoff (z.T. Lachgas) umzusetzen. Voraussetzungen des Nitratabbau sind die Präsenz von Nitrat, die Abwesenheit von Sauerstoff und die Anwesenheit von oxidierbarer organischer Materie. Das Denitrifikationspotenzial wird auf Grundlage der niedersachsenweiten Bodenübersichtskarte (BÜK50) abgeleitet und gilt bis zu einer Tiefe von zwei Metern. Jedem Bodentyp ist in Abhängigkeit vom Grund- bzw. Stauwassereinfluss eine Denitrifikationsstufe mit einer mittleren, jährlichen Rate zugeordnet. Insgesamt gibt es fünf Denitrifikationsstufen, die durch mittlere Denitrifikationsraten von 5, 20, 40, 60 und 100 kg N/ha*a (in torfhaltigen Substraten bei hohem Grundwasserstand 150 kg N/ha*a) gekennzeichnet sind. Die niedrigsten Denitrifikationsraten weisen gering humose Standorte auf, bei denen ganzjährig eine Wassersättigung des Bodenkörpers ausgeschlossen wird. Mit Zunahme des Humusgehalts oder durch das Auftreten von temporärer Nässe bei Grund- oder Stauwassereinfluss steigt das Denitrifikationspotenzial der Böden. Die zweite Denitrifikationsstufe steht für eine mittlere Denitrifikationsrate von 20 kg N/ha*a. Grundsätzlich ist mit den höchsten Denitrifikationsraten zu rechnen, sobald Grundwasser in humus- oder schwefelhaltigen Bodenschichten steht. Bei der Denitrifikationsstufe 5 (>> 150 kg N/ha*a) kann die Denitrifikationsrate bis 3 000 kg N/ha*a betragen. Nach WELL et al. (1999, 2005) sind solche Raten vor allem in Niedermooren und humusreichen Böden zu finden, bei denen die Grundwasseroberfläche ganzjährig bei = 6 dm u. GOK im Torfkörper ansteht. Da bei der Denitrifikation organische Substanz in wassergesättigten Bodenschichten abgebaut wird, ist vor allem für mineralische Horizonte anzunehmen, dass die Denitrifikationsrate im Laufe der Jahrzehnte und Jahrhunderte abnimmt. Auch Grundwasserabsenkungen können die Denitrifikationsleistung in der Bodenzone eines Standortes deutlich herabsetzen (Wienhaus et al., 2008).
Die Karte zeigt die Bodenformen der BK50 mit einer komplexen bodenfunktionalen Bewertung. Für jedes Profil der BK50 sind über den Maptip zwei Bodenkundliche Netzdiagramme abrufbar. Das erste bodenkundliche Netzdiagramm stellt Bewertungen der natürlichen Bodenfunktionen, der Archivfunktionen sowie der Klimafunktion für jede Flächeneinheit der BK50 übersichtlich dar. Im zweiten Diagramm werden (ebenfalls für jede Flächeneinheit) die Empfindlichkeiten der Böden abgebildet. Die Anwendung der hier vorgestellten bodenkundlichen Netzdiagramme ist vielfältig, wird aber insbesondere für die vorbereitende Bauleitplanung empfohlen. Die Netzdiagramme wurden mit Hilfe von diversen MeMaS-Methoden auf Basis der digitalen nutzungsdifferenzierten Bodenkarte von Niedersachsen 1 : 50 000 (BK50) erstellt. Zudem werden vom DWD bereitgestellten Niederschlags- und Verdunstungsdaten genutzt. Die 30-jährige Mittelwerte wurden aus den täglichen Daten ermittelt. Der Niederschlag basiert auf dem korrigierten REGNIE-Produkt (Stand 25.05.2021). Die Verdunstung wurde vom DWD mit dem Standard-Verfahren nach FAO zur Ermittlung der Grasreferenzverdunstung an Klimastationsdaten berechnet (Stand 10.12.2021). Die Kulisse der Schutzwürdigen Böden in Niedersachsen (GeoBerichte 8) ist mit in die Netzdiagramme integriert. Referenzen: BUG, J., ENGEL, N., GEHRT, E. & KRÜGER, K. (2019): Schutzwürdige Böden in Niedersachsen. Arbeitshilfe zur Berücksichtigung des Schutzgutes Boden in Planungs- und Genehmigungsverfahren. – GeoBerichte 8; 4. überarb. Aufl., 56 S. Hannover: LBEG BUG, J., HEUMANN, S., MÜLLER, U. & WALDECK, A. (2020): Auswertungsmethoden im Bodenschutz - Dokumentation zur Methodenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS®). – GeoBerichte 19: 383 S. Hannover: LBEG STADTMANN, R. BUG, J & WALDECK, A. (2022): Bodenkundliche Netzdiagramme als Beitrag zur Berücksichtigung von Bodenfunktionen und -empfindlichkeiten in der Planungspraxis- - Geofakten 40. 14 S. Hannover: LBEG
Die Karte zeigt die Bodenformen der BK50 mit einer komplexen bodenfunktionalen Bewertung. Für jedes Profil der BK50 sind über den Maptip zwei Bodenkundliche Netzdiagramme abrufbar. Das erste bodenkundliche Netzdiagramm stellt Bewertungen der natürlichen Bodenfunktionen, der Archivfunktionen sowie der Klimafunktion für jede Flächeneinheit der BK50 übersichtlich dar. Im zweiten Diagramm werden (ebenfalls für jede Flächeneinheit) die Empfindlichkeiten der Böden abgebildet. Die Anwendung der hier vorgestellten bodenkundlichen Netzdiagramme ist vielfältig, wird aber insbesondere für die vorbereitende Bauleitplanung empfohlen. Die Netzdiagramme wurden mit Hilfe von diversen MeMaS-Methoden auf Basis der digitalen nutzungsdifferenzierten Bodenkarte von Niedersachsen 1 : 50 000 (BK50) erstellt. Zudem werden vom DWD bereitgestellten Niederschlags- und Verdunstungsdaten genutzt. Die 30-jährige Mittelwerte wurden aus den täglichen Daten ermittelt. Der Niederschlag basiert auf dem korrigierten REGNIE-Produkt (Stand 25.05.2021). Die Verdunstung wurde vom DWD mit dem Standard-Verfahren nach FAO zur Ermittlung der Grasreferenzverdunstung an Klimastationsdaten berechnet (Stand 10.12.2021). Die Kulisse der Schutzwürdigen Böden in Niedersachsen (GeoBerichte 8) ist mit in die Netzdiagramme integriert. Referenzen: BUG, J., ENGEL, N., GEHRT, E. & KRÜGER, K. (2019): Schutzwürdige Böden in Niedersachsen. Arbeitshilfe zur Berücksichtigung des Schutzgutes Boden in Planungs- und Genehmigungsverfahren. – GeoBerichte 8; 4. überarb. Aufl., 56 S. Hannover: LBEG BUG, J., HEUMANN, S., MÜLLER, U. & WALDECK, A. (2020): Auswertungsmethoden im Bodenschutz - Dokumentation zur Methodenbank des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS®). – GeoBerichte 19: 383 S. Hannover: LBEG STADTMANN, R. BUG, J & WALDECK, A. (2022): Bodenkundliche Netzdiagramme als Beitrag zur Berücksichtigung von Bodenfunktionen und -empfindlichkeiten in der Planungspraxis- - Geofakten 40. 14 S. Hannover: LBEG
Die Bodenkundlichen Profile werden im Rahmen der Landesaufnahme und in Projektkartierungen erfasst. Sie sind der Profildatenbank des NIBIS gespeichert. Die Profile enthalten detaillierte Angaben zum Aufbau des Bodens. Die Profile enthalten detaillierte Angaben zur Lokalisation sowie zum Schichtaufbau des Bodens. Die Lokationen der Bohrungen werden in Bohrpunktkarten wiedergegeben. Im Kartenserver des LBEG öffnet sich beim Anklicken einer Bohrung eine Info-Box mit den wichtigsten Stammdaten der Bohrung. Deren Detailinformationen können abgerufen werden, indem der Link "weitere Informationen" angeklickt wird. Die Bohrprofile stellen die Schichten- und Horizontfolge in grafischer und alphanumerischer Form gemäß der DIN Nr. 4023 dar. Als textliche Beschreibung werden Daten zur Tiefenlage der Schichten und Horizonte und zur Stratigrafie und Petrografie angegeben. Der Maßstab der Profildarstellung ist variabel. Eine Auswahl der wichtigsten Stammdaten ist auf dem ersten Blatt der Profildarstellung zusammengestellt.
Die Bodenkundlichen Profile werden im Rahmen der Landesaufnahme und in Projektkartierungen erfasst. Sie sind der Profildatenbank des NIBIS gespeichert. Die Profile enthalten detaillierte Angaben zum Aufbau des Bodens. Die Profile enthalten detaillierte Angaben zur Lokalisation sowie zum Schichtaufbau des Bodens. Die Lokationen der Bohrungen werden in Bohrpunktkarten wiedergegeben. Im Kartenserver des LBEG öffnet sich beim Anklicken einer Bohrung eine Info-Box mit den wichtigsten Stammdaten der Bohrung. Deren Detailinformationen können abgerufen werden, indem der Link "weitere Informationen" angeklickt wird. Die Bohrprofile stellen die Schichten- und Horizontfolge in grafischer und alphanumerischer Form gemäß der DIN Nr. 4023 dar. Als textliche Beschreibung werden Daten zur Tiefenlage der Schichten und Horizonte und zur Stratigrafie und Petrografie angegeben. Der Maßstab der Profildarstellung ist variabel. Eine Auswahl der wichtigsten Stammdaten ist auf dem ersten Blatt der Profildarstellung zusammengestellt.
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Bodenfeuchteindex (BFI_10_w2: 10 m Rasterdaten)
Der modifizierte Bodenfeuchte-Index (BFi) stellt ein Maß für die reliefbedingten, potentiellen Feuchteverhältnisse des Bodens dar. Er errechnet sich einerseits aus dem komplexen Reliefparameter Einzugsgebietsgröße, also der potentiell durch Abfluss zur Verfügung stehenden Wassermenge und andererseits aus dem lokalen Reliefparameter Neigung. Die Neigung steuert die Fließgeschwindigkeit und damit die Verweildauer des abfließenden Wassers. Weitere Details zum Verfahren (ohne Modifikation) finden sich bei BÖHNER & KÖTHE (2003). Der modifizierte Bodenfeuchte-Index ist ein leistungsfähiger Reliefparameter. Es gelingt u.a., dass breite Talböden einen einheitlichen hohen Bodenfeuchte-Index aufweisen und nicht wie z.B. bei MOORE et al. (1993) hohe Indizes nur auf die schmalen Abflusslinien in den Talböden konzentriert bleiben (vgl. BÖHNER & KÖTHE 2003). Die Modifikation des Bodenfeuchte-Index besteht in erster Linie in der Gewichtung der Hangneigung. Der verwendete Gewichtungsfaktor beträgt den Wert 2 (Standardwert ist 1). Der relativ hohe Gewichtungsfaktor 2 führt zwar dazu, dass im Bergland der Bodenfeuchte-Index recht undifferenziert ist und bereits die Endmoränen der Geest ähnlich geringe Werte wie das Bergland aufweisen. Dafür sind aber alle sehr flach geneigten Gebiete stark differenziert. Da Niedersachsen überwiegend ein flach geneigtes Relief aufweist und da der Zusammenhang Boden -Relief in grundwassernahen Standorten i.d.R. stärker ist, wurde sich für einen hohen Gewichtungsfaktor entschieden. BÖHNER, J. & KÖTHE, R. (2003): Bodenregionalisierung und Prozeßmodellierung: Instrumente für den Bodenschutz. – Peterm. Geogr. Mitt., 147, 2003/3: 72-82; Gotha.
