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
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
