Eine Methode (im Fachinformationssystem Bodenkunde) beschreibt die Voraussetzungen, die Anwendung und das Ergebnis einer Reihe von Verarbeitungsschritten (Verknüpfungsregeln), mit denen aus Eingangsdaten aggregierte Aussagen in Form von Kennwerten oder Bewertungen abgeleitet werden. Kennwerte (im Fachinformationssystem Bodenkunde) sind charakteristische Eigenschaften bodenkundlicher Untersuchungsobjekte (Bodenart, Bodentyp, Ausgangssubstrat, Profil u. a.), die sich messen, berechnen und mit einem Zahlenwert ausdrücken lassen. Beim Geologischen Dienst NRW werden im Fachgebiet Bodenkunde hauptsächlich folgende Methoden angewendet bzw. Kennwerte ermittelt: Auswertungsmethoden zu Strukturbeeinträchtigungen Potenzielle Erosionsgefährdung der Mineralböden durch Wasser Potenzielle Verdichtungsempfindlichkeit Verschlämmungsneigung Auswertungsmethoden zu Wasser- und Stoffhaushalt Filtereigenschaften des Bodens gegenüber Schwermetallen Nitratauswaschungsgefährdung (Austauschhäufigkeit) Nitratverlagerungstiefe im Winterhalbjahr Pflanzenverfügbares Bodenwasser Mittlere jährliche Sickerwasserrate Auswertungsmethoden zur Standortkundlichen Einordnung Ökologische Feuchtestufe Natürliche Bodenfruchtbarkeit Biotopentwicklungspotential Kennwerte zum Klima Aktueller Dampfdruck Jährliche klimatische Wasserbilanz Potenzielle Verdunstung (nach Haude) Interpolierte Tagesniederschläge Erodibilität der Niederschläge Kennwerte zur Bewertung der Filtereigenschaften Nitratauswaschungsgefährdung (Austauschhäufigkeit) Gefährdung des Grundwassers durch Schwermetalle Geogene Schwermetallobergrenzen von Locker- und Festgestein Kennwerte zur Bewertung des Bodenwasserhaushaltes Ökologische Feuchtestufe Feldkapazität des effektiven Wurzelraumes Mittlere kapillare Aufstiegsrate Nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraumes Grenzflurabstand Pflanzenverfügbares Bodenwasser Mittlere jährliche Sickerwasserrate Kennwerte zur Bewertung von Substanzverlust und Strukturbeeinträchtigung Potenzielle Erosionsgefährdung der Mineralböden durch Wasser Potenzielle Verdichtungsempfindlichkeit Verschlämmungsgefährdung Kennwerte zur Bodenchemie Effektive Kationenaustauschkapazität Ziel-pH-Wert auf landwirtschaftlichen Nutzflächen Kennwerte zur Bodenphysik Bestimmung der Anteile der Ton-, Schluff-, Sandfraktionen am Feinboden Erodierbarkeit des Oberbodens Dauer des kapillaren Aufstiegs Effektive Durchwurzelungstiefe Feinbodenanteil Feinporen Feldkapazität Gesamtporenvolumen Luftkapazität Mittelporen Mittlere kapillare Aufstiegsrate Nutzbare Feldkapazität Porengrößenverteilung Totwasser Wasserdurchlässigkeit im wassergesättigten Boden Wasserdurchlässigkeit im wasserungesättigten Boden Wasserspannungskurve Weite Grobporen Simulationsmodelle Modell zur Sickerwassersimulation Allgemeine Bodenabtragsgleichung
Daten des LANUV (Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz) zu den naturräumlichen Haupteinheiten. Die Gliederung Nordrhein-Westfalens in Naturräumliche Haupteinheiten berücksichtigt in erster Linie geomorphologische, geologische, hydrologische und bodenkundliche Kriterien, um die Landschaft in größere einheitliche Gebiete aufzuteilen (Regionale Raumeinheiten mit weitgehend einheitlicher Naturausstattung). Zu jedem Objekt existiert ein Datenbogen mit Informationen.
Die Leybucht wurde im Sommer 1959 biologisch-bodenkundlich untersucht, um den jetzigen Zustand und die Entwicklungstendenz des Wattes kennen zu lernen. Folgerungen für die Praxis sollten daraus abgeleitet werden. Auf dem Watt wurden 429 Untersuchungsstationen eingemessen. Insgesamt wurden über 4000 quantitative Messungen, Untersuchungen und Analysen vorgenommen. Sie betrafen hauptsächlich: Menge und Zusammensetzung der Flora und Fauna, Menge und Zusammensetzung der Sinkstoffe, Chemismus und Korngrößen des Sedimentes, Salzgehaltsbestimmungen und Verlandungsuntersuchungen. Schließlich werden die Untersuchungsergebnisse in ihrer Bedeutung für die Praxis ausgelegt und eine Stellungnahme zur Eindeichung und der späteren Nutzung der Leybucht abgegeben. Sämtliche untersuchten Faktoren deuten auf eine Stabilisierung und Aufhöhung der Watten hin.
Die wissenschaftlich fundierte bodenkundliche Kartierung (Bodeninventur) mit der Herausgabe von Bodenkarten ist die wichtigste Grundlage für Bodennutzung, Bodenschutz und bodenkundliche Forschung. Hier handelt es sich um Flächendaten der bodenkundlichen Kartierung zur Verbreitung und zu den Eigenschaften der Böden. Sie sind Grundlage für die Sadtbodenkarte 1 : 10 000. Die zunehmende Konzentration von Siedlung, Industrie und Verkehr führt besonders in Ballungsgebieten zu einem großen Flächenverbrauch, zu Bodenveränderungen und -belastungen. Hoher Nutzungsdruck auf die wenigen verbliebenen Freiräume innerhalb von Städten und zahlreiche Interessenskonflikte spiegeln den erheblichen Bedarf an Bodenflächen wider. Industriebrachen müssen saniert und umgenutzt, Altlasten erfasst und saniert, Flächen entsiegelt und die Lebensqualität städtischer Räume für die Bewohner erhalten oder verbessert werden. Um das vielfältige Aufgabenspektrum zu erfüllen, bedarf es geeigneter Informationen über die Beschaffenheit städtischer Böden. Die Stadtbodenkarten geben flächendeckende Übersichten über Bodenveränderungen sowie Nutzungs- und Entwicklungsmöglichkeiten. Sie ermöglichen eine risikoarme und schonende Nutzung des Bodens und beraten hinsichtlich der gezielten Verbesserung von Böden in urban-industriellen Räumen. Im Geologischen Dienst NRW liegen folgende Stadtbodenkartierungen vor: - Projekt Herne-Sodingen. 1993 - Projekt Oberhausen-Brücktorviertel. 2000 - Projekt Krefeld. 2000
„Im Jahr 1985 begann das StAWA Aurich (nachfolgend NLWK Betriebsstelle Aurich) mit der Maßnahme „Küstenschutz Leybucht“. Im Rahmen dieser Maßnahme wurde im Bereich der Leybucht eine nach Nordwesten bis zum tiefen Wasser (Norderley) vorstoßende, sturmflutsichere Deichnase (Leyhörn) mit Sielbauwerk, Schleuse und Speicherbecken errichtet. Mit dem Bau von Leyhörn sowie den weiteren Maßnahmen zum „Küstenschutz Leybucht“ wurden insgesamt rd. 740 ha Sommerpolder-, Salzwiesen- und Wattflächen überbaut oder anderweitig ihrer bisherigen Funktion entzogen. Mit dem Planfeststellungsbeschluss von 1985 wurden Auflagen erlassen, die den Naturschutz im Leyhörn in den Vordergrund stellen. Dementsprechend wurden im Jahr 1994 Leyhörn und die südwestlich angrenzenden Kleientnahmen durch die Bezirksregierung Weser-Ems unter Naturschutz gestellt (NSG Leyhörn). Das NLÖ-Forschungsstelle Küste (NLÖ – FSK) wurde von der Bezirksregierung Weser-Ems […] beauftragt, die erste Phase der Beweissicherung (1989 bis 1997) mit einer zweiten Untersuchungsphase (1998 bis 2000) fortzusetzen. Diese umfasst u. a. eine Bestandsaufnahme von Flora und Vegetation des NSG Leyhörn (ohne Kleiabgrabungsflächen bei Hauen). Mit ihr befasst sich der Dienstbericht. Die Bestandsaufnahme wurde 1998 in Form einer flächendeckenden Vegetationskartierung im Maßstab 1:2.500 sowie einer Erfassung aller Pflanzenarten und der „Rote Liste-Arten“ durchgeführt. Zusätzlich erfolgten an repräsentativen Standorten bodenkundliche Erhebungen. Die Erhebungen wurden 1999 durch weitere Teiluntersuchungen ergänzt. Der Bericht stellt die gewonnenen Daten und Ergebnisse zusammen. […]“
Die wissenschaftlich fundierte bodenkundliche Kartierung (Bodeninventur) mit der Herausgabe von Bodenkarten ist die wichtigste Grundlage für Bodennutzung, Bodenschutz und bodenkundliche Forschung. Hier handelt es sich um Flächendaten zu den für das Wachstum von Wäldern und Kulturpflanzen wichtigen natürlichen Standorteigenschaften (Wasser- und Nährstoffhaushalt, Bodenausgangssubstrat usw.) und zu deren Verbreitung. Sie sind Grundlage für die Bodenkarte zur Standorterkundung 1 : 5 000. Für mehr als 50% der Landesfläche Nordrhein-Westfalens liegen analoge Bodenkarten zur landwirtschaftlichen und forstlichen Standorterkundung im Maßstab 1 : 5 000 mit Erläuterungen vor. Dieses Kartenwerk ist, sowohl was die räumliche als auch die fachliche Beschreibung angeht, die detaillierteste amtliche Bodeninventur des Landes Nordrhein-Westfalen und somit eine optimale Grundlage für großmaßstäbige Raumplanungen wie Flächennutzungspläne, Biotopmanagement, Ausweisung von Wasserschutzgebieten und Bodenschutzmaßnahmen. Topografische Darstellungsgrundlage ist die Deutsche Grundkarte. Durch das engmaschige Bohrraster von meist weniger als 100 m zwischen zwei Bohrpunkten sind individuelle Einzelbeschreibungen bis 2 m Tiefe z. B. mit folgenden Angaben möglich - Bodentyp - Bodenartenschichtung - Grundwasser- und Staunässeeinfluß - Basengehalt und Humusform - landwirtschaftliche Nutzungseignung Diese Bodenkarten können in der Bibliothek des GD NRW eingesehen oder gegen Kostenerstattung als Farbplot oder als Bilddatei aufbereitet - allerdings ohne GIS-spezifische Funktionen - bezogen werden. Zurzeit werden 50 000 ha/Jahr in das digitale Informationssystem Bodenkarte 1 : 5 000 überführt. Interessenten erhalten eine Übersicht über den Stand der Kartierung oder auf Wunsch einen Kostenvoranschlag für konkrete Untersuchungsgebiete.
Die Leybucht wurde im Sommer 1959 biologisch-bodenkundlich untersucht, um den jetzigen Zustand und die Entwicklungstendenz des Wattes kennen zu lernen. Folgerungen für die Praxis sollten daraus abgeleitet werden. Auf dem Watt wurden 429 Untersuchungsstationen eingemessen. Insgesamt wurden über 4000 quantitative Messungen, Untersuchungen und Analysen vorgenommen. Sie betrafen hauptsächlich: Menge und Zusammensetzung der Flora und Fauna, Menge und Zusammensetzung der Sinkstoffe, Chemismus und Korngrößen des Sedimentes, Salzgehaltsbestimmungen und Verlandungsuntersuchungen. Schließlich werden die Untersuchungsergebnisse in ihrer Bedeutung für die Praxis ausgelegt und eine Stellungnahme zur Eindeichung und der späteren Nutzung der Leybucht abgegeben. Sämtliche untersuchten Faktoren deuten auf eine Stabilisierung und Aufhöhung der Watten hin.
„Im Jahr 1985 begann das StAWA Aurich (nachfolgend NLWK Betriebsstelle Aurich) mit der Maßnahme „Küstenschutz Leybucht“. Im Rahmen dieser Maßnahme wurde im Bereich der Leybucht eine nach Nordwesten bis zum tiefen Wasser (Norderley) vorstoßende, sturmflutsichere Deichnase (Leyhörn) mit Sielbauwerk, Schleuse und Speicherbecken errichtet. Mit dem Bau von Leyhörn sowie den weiteren Maßnahmen zum „Küstenschutz Leybucht“ wurden insgesamt rd. 740 ha Sommerpolder-, Salzwiesen- und Wattflächen überbaut oder anderweitig ihrer bisherigen Funktion entzogen. Mit dem Planfeststellungsbeschluss von 1985 wurden Auflagen erlassen, die den Naturschutz im Leyhörn in den Vordergrund stellen. Dementsprechend wurden im Jahr 1994 Leyhörn und die südwestlich angrenzenden Kleientnahmen durch die Bezirksregierung Weser-Ems unter Naturschutz gestellt (NSG Leyhörn). Das NLÖ-Forschungsstelle Küste (NLÖ – FSK) wurde von der Bezirksregierung Weser-Ems […] beauftragt, die erste Phase der Beweissicherung (1989 bis 1997) mit einer zweiten Untersuchungsphase (1998 bis 2000) fortzusetzen. Diese umfasst u. a. eine Bestandsaufnahme von Flora und Vegetation des NSG Leyhörn (ohne Kleiabgrabungsflächen bei Hauen). Mit ihr befasst sich der Dienstbericht. Die Bestandsaufnahme wurde 1998 in Form einer flächendeckenden Vegetationskartierung im Maßstab 1:2.500 sowie einer Erfassung aller Pflanzenarten und der „Rote Liste-Arten“ durchgeführt. Zusätzlich erfolgten an repräsentativen Standorten bodenkundliche Erhebungen. Die Erhebungen wurden 1999 durch weitere Teiluntersuchungen ergänzt. Der Bericht stellt die gewonnenen Daten und Ergebnisse zusammen. […]“
Das Informationssystem Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen im Bearbeitungsmaßstab 1 : 50 000 stellt die Inhalte der gedruckten Bodenkarten blattschnittfrei und aktualisiert in digitaler Form zur Verfügung. Es liegt bis auf kleine Restflächen im Grenzgebiet zum Nachbarland Niedersachsen für ganz Nordrhein-Westfalen vor. Die digitale Karte wird standardmäßig im Schnitt der Blätter des analogen Kartenwerks der BK 50 herausgegeben. Auf Wunsch werden aber auch für jeden individuell definierten Untersuchungsraum blattschnittfreie Ausschnitte zur Verfügung gestellt. Die Inhalte dieses Informationssystems werden durch neue Erkenntnisse ergänzt und aktualisiert. Die bodenkundliche Fachdatenbank beinhaltet tiefen- und schichtbezogene Auswertetabellen, die eine digitale Auswertung der gewünschten Geometrie- und Sachdaten ermöglichen. Das gibt dem Anwender die Möglichkeit, individuell nach seinen Vorgaben mit dem Informationssystem zu arbeiten. Die Grenzlinien und Flächeneinschreibungen des Informationssystems werden in verschiedenen Vektor-Datenformaten für ArcView, PIA-ASCII und andere zusammen mit Auswertetabellen bereitgestellt. Die Daten werden standardmäßig ohne Topografie geliefert. Es wird empfohlen, die topografischen Rasterdaten der Bezirksregierung Köln/Abt. 7 Geobasis NRW (www.lverma.nrw.de) zu den jeweils aktuellen Bezugsbedingungen und Preisen direkt beim Geologischen Dienst NRW mitzubestellen. Auf der Grundlage der Bestellung werden vor Abgabe der digitalen Daten in einem Nutzungsvertrag neben den urheberrechtlichen Bestimmungen unter anderem der Nutzungszweck, die Nutzungsdauer und die Anzahl der Arbeitsplatzlizenzen sowie das Nutzungs- und Bereitstellungsentgelt festgelegt. Bodenauswertungen der Standardlieferung enthalten: Bodenparameter ohne oder mit festem Tiefenbezug: - Grund- und Stauwasserverhältnisse - Erodierbarkeit des Oberbodens (mit Kartenbeispiel) - effektive Durchwurzelungstiefe - Versickerungseignung bezogen auf den 2-Meter-Raum (mit Kartenbeispiel) - Kapillaraufstieg von Grundwasser in den effektiven Wurzelraum - Grenzflurabstand bezogen auf den effektiven Wurzelraum - ökologische Feuchtestufe bezogen auf den effektiven Wurzelraum (mit Kartenbeispiel) - Wertzahlen der Bodenschätzung - effektive Durchlüftung des Oberbodens - Gesamtfilterwirkung im 2-Meter-Raum - schutzwürdige Böden - Bodenklassen nach DIN 18 300 Bodenparameter speziell für den effektiven Wurzelraum: - nutzbare Feldkapazität (mit Kartenbeispiel) - Feldkapazitä - Luftkapazität - Kationenaustauschkapazität (mit Kartenbeispiel) - gesättigte Wasserleitfähigkeit Auf Anfrage werden für alle in der Bodenkarte ausgewiesenen Schichten folgende Parameter als Zahlenwerte geliefert: - nutzbare Feldkapazität - Feldkapazität - Luftkapazität - Kationenaustauschkapazität - mittlere gesättigte Wasserleitfähigkeit - mittlerer Festgesteinsgehalt - mittlerer Sandgehalt - mittlerer Schluffgehalt - mittlerer Tongehalt - mittlerer Torfgehalt - mittlerer Anteil des Humus am Feinboden - mittlerer Anteil des Grobbodens am Feinboden - mittlerer Anteil des Kalkgehalts am Feinboden Als Ergänzung der Standardlieferung sind Spezialauswertungen mit folgenden Parametern möglich: - tiefenabhängige Kennwerte für eine frei wählbare Bezugstiefe bis zu 2m - generalisierte Bodenartenschichtung je Schicht - andere auf Anfrage Zum Informationssystem Bodenkarte von Nordrhein-Westfalen im Bearbeitungsmaßstab 1 : 50 000 werden ferner folgende eigenständige digitale Produkte angeboten: - Karte der mittleren jährlichen Sickerwasserrate 1 : 50 000 - Karte der Erosions- und Verschlämmungsgefährdung der Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung 1: 50 000
Chemische und physikalische Bodenanalysen werden für die Klassifizierung von Böden und für die Beschreibung des Bodenzustandes benötigt. Die Ergebnisse sind wesentlich für ökologische und ökonomische Bewertungen. Häufige bodenkundliche Fragestellungen sind: - Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen - Puffervermögen gegenüber Säureeinträgen; Bodenversauerung - Schutzfunktion für das Grundwasser - Gehalte umweltrelevanter Schwermetalle - Bodenbildungsprozesse Viele wichtige Daten und Angaben über bodenphysikalische und bodenchemische Kennwerte stammen aus den Laboratorien des Geologischen Dienstes NRW. Damit die Laboreinrichtungen den vielfältigen Ansprüchen genügen, sind sie mit speziell auf die einzelnen geowissenschaftlichen Fragestellungen abgestimmten modernen Analysegeräten ausgestattet. Die analytischen Arbeiten im geochemischen Laboratorium werden von einem Labor-Informations- und Management-System (LIMS) unterstützt. Das LIMS ist ein Automatisierungswerkzeug zur Proben- und Datenverwaltung und unterstützt die Organisation sowie das Management der Laborarbeiten. Im LIMS liegen u. a. Analysenergebnisse zu bodenchemischen und bodenphysikalischen Laboruntersuchungen vor. Die gesammelten Analysenergebnisse zu einem Auftrag werden nach endgültiger Prüfung in EXCEL-Tabellen dargestellt. Die erforderlichen Berechnungen von Kenngrößen aus den Ergebnissen erfolgen automatisch. Bodenphysikalische Kennwerte geben über Lufthaushalt, Wasserhaushalt, Nährstoffverhalten, Durchlässigkeit und Filterfähigkeit der Böden und damit auch über Möglichkeiten zur Verbesserung der Bodenfruchbarkeit Auskunft. Aus den Laborergebnissen lassen sich auch die Entstehungsbedingungen der unterschiedlichen Böden ableiten. Dies erlaubt wiederum Rückschlüsse auf Umweltbedingungen in vergangenen Epochen. Die Aussagen, die die Bodenphysik machen kann, sind somit nicht nur für bodenkundliche und hydrogeologische, sondern auch für geologische Karten relevant. Bodenphysikalische Untersuchungen dienen zudem der Bestimmung der Zusammensetzung des Bodens. Ein wichtiges Laborergebnis ist die Korngrößenverteilung des Bodens, die wesentlich seine Eigenschaften und seine Nutzungseignung bestimmt. Weitere bodenphysikalische Parameter sind Lagerungsdichte, Luft,- Wasser- und Gesamtporenvolumen, Porengrößenverteilung sowie Wasserdurchlässigkeit. Aus bodenphysikalischen Untersuchungen liegen vor: - Daten von Bodenproben aus Aufgrabungen - Anonymisierte Daten zur Berechnung von Bodenkennwerten - Anonymisierte Daten zur Berechnung der ungesättigten Wasserdurchlässigkeit - Daten aus der Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) Bodenchemische Analysen werden an zahlreichen, aus verschiedenen bodenkundlichen Kartierungen stammenden Humus- und Mineralbodenproben mit standardisierten Untersuchungsmethoden durchgeführt. Über die Bodenqualität geben zahlreiche routinemäßig erhobene Parameter Auskunft: - pH-Wert (Ermittlung des Säuregehaltes und der Versauerungstiefe) - Carbonatgehalt (Bewertung des Puffervermögens) - Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt (Aussagen zum biologischen Zustand und zu chemisch-physikalischen Eigenschaften der Böden; der Quotient Corg/N - organischer Kohlenstoff/Stickstoff - dient als Indikator für die biologische Bodenaktivität und als Maßstab für die Humusqualität) - Phosphorgehalt (wichtiger Pflanzennährstoff; der Quotient Corg/P dient zur Charakterisierung der Humusart) - bodenbildende Oxide (Aussagen über Bodenbildungsprozesse mit Hilfe der Oxide von Eisen, Mangan und Aluminium) - Erfassung ökologisch bedeutsamer Elementvorräte (Nährstoffe und schädliche Schwermetalle in der Humusauflage und im Mineralboden) Aus bodenchemischen Untersuchungen liegen vor: - Daten von Bodenproben aus Aufgrabungen - Daten aus der Bodenzustandserhebung im Wald (BZE) - Daten zu Schwermetallgrundgehalten in Festgesteinen NRW - Daten zu Schwermetallgrundgehalten in Lockergesteinen NRW - Daten zu Schwermetallgrundgehalten aus UBA-Projekt - Daten von Bodenproben der Stadtbodenkartierung - Daten zu Schwermetallgehalten von Bodenproben der Stadtbodenkartierung - Daten zu Organika (PAK und PCB) von Bodenproben der Stadtbodenkartierung
