Bodenerosion und aktuelle Hilfsmittel
Bodenerosion ist der Abtrag von Bodenmaterial durch Wasser und Wind. Mit neuen Hilfsmitteln kann das Erosionsrisiko für Ackerparzellen genauer abgeschätzt und der Einfluss der Fruchtfolge und der Bewirtschaftung auf das Erosionsrisiko simuliert werden.
Bei geschlossener Vegetationsdecke ist die Bodenoberfläche weitgehend vor Erosion geschützt. Durch die landwirtschaftliche Nutzung wird die Pflanzendecke zeitweilig beseitigt oder ausgedünnt. In der Schweiz ist fast ausschliesslich die Wassererosion wirksam. Die Hauptursache ist eine nicht standortangepasste Bewirtschaftung. Diese wird durch eine ungenügende Bodenbedeckung und Durchwurzelung in kritischen Zeiträumen, eine intensive Bodenbearbeitung oder eine übermässige Beweidung in Hanglagen verursacht. In Talwegen und auf grossen Anbauparzellen in mittleren Hanglagen mit erosionsanfälligen Kulturen und zu feiner Bodenbearbeitung tritt Erosion am häufigsten auf. Als besonders gefährdet gelten offene Ackerflächen sowie Flächen mit intensivem Gemüseanbau und Rebbau.
Neue Hilfsmittel im Kampf gegen die Erosion
Für die Abschätzung des Erosionsrisikos an einem Standort und der Anpassung der Bewirtschaftung an die standörtlichen Gegebenheiten stehen verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung. Die Erosionsrisikokarte zeigt mit einer Auflösung von 2 x 2 m das potentielle Erosionsrisiko unter Berücksichtigung der Hanglänge und -neigung, der Bodenbeschaffenheit und der erosiven Wirkung des langjährigen durchschnittlichen Niederschlags. Das aktuelle Erosionsrisiko eines Standortes wird aber auch durch die Bewirtschaftung und die Bodenbedeckung beeinflusst.
Die Erosionsrisikokarte für das Ackerland der Schweiz (ERK2) wurde aktualisiert (Bircher et al. 2019), indem sie mit einem neuen Layer der Kantone mit ackerbaulich genutzten Anbauparzellen (inklusive Kunstwiesen) verschnitten wurde (Abbildung 1). Eine aktuelle Version (Stand 2021, Kt. Tessin 2020) wurde im Mai 2022 auf dem Geoportal aufgeschaltet. Der mittlere potentielle Bodenabtrag der erfassten 378 322 Hektaren Ackerland dieses Layers beträgt 14,2 t/ha/Jahr.
Abbildung 1: Erosionsrisikokarte für das Ackerland. Die Karte zeigt das potentielle Erosionsrisiko aufgrund der Standorteigenschaften (Niederschlag, Boden, Relief). https://s.geo.admin.ch/98f30905b1
In der ERK2 wird das potentielle Erosionsrisiko ohne Berücksichtigung der Bodenbedeckung abgebildet. Für die Bestimmung des aktuellen Erosionsrisikos sind zusätzlich die Faktoren zur Bodenbedeckung und -bearbeitung (C-Faktor) und zur Bodenbearbeitungsrichtung (P-Faktor) notwendig. Über den C-Faktor wird das Zusammenspiel von Bodenbedeckung der angebauten Kultur im Laufe der Entwicklungsphase (Saat bis Ernte) und Erosivität der Niederschläge zum entsprechenden Zeitpunkt er-fasst. Auch verschiedene Zwischennutzungen (Brache oder Zwischenkulturen), Fruchtfolgeeffekte und verschiedene Bodenbearbeitungsverfahren (Pflug, Mulchsaat, Direktsaat etc.) werden berücksichtigt. Mit dem P-Faktor wird erfasst, ob die Parzelle längs oder quer zur Gefällerichtung bewirtschaftet wird oder ob komplexe Hangsituationen vorliegen.
Diese Parameter können nun in einem «CP-Faktor-Tool» berechnet werden und ermöglichen die Abschätzung verschiedener Massnahmen zur Verminderung des Erosionsrisikos. Der berechnete CP-Faktor kann mit der Erosionsrisikokarte der Schweiz (ERK2) über das Tool «Berechnung aktuelles Erosionsrisiko» im GIS verknüpft werden (Bircher et al., 2021) (Abbildung 2). Die beiden Tools können unter nachfolgendem Link heruntergeladen werden:
www.boden-erosion.ch
Abbildung 2: Potentielles Erosionsrisiko in Tonnen Bodenabtrag/ha/Jahr (CP = 1.0) und Beispiele für das berechnete aktuelle Erosionsrisiko mit verschiedenen CP-Faktoren (Fruchtfolge mit Pflugbearbeitung CP = 0.129, Mulchsaat CP = 0.049, Direktsaat und zusätzliche Kunstwiese CP = 0.022) (Bircher et al., 2021).
Seit 1997 werden in der Region Frienisberg (BE) auf rund 200 Ackerparzellen Erosionsschäden kartiert und der Phosphoreintrag in die Gewässer erfasst (siehe dazu auch den Artikel «Phosphoreinträge aus der Landwirtschaft in die Gewässer» in der Rubrik «Phosphor). Insgesamt wurden bisher 130 flächendeckende Kartierungen durchgeführt und rund 2500 Erosionsschäden aufgenommen und in einer Datenbank dokumentiert. In den ersten 12 Jahren war der Bodenabtrag deutlich grösser als in der zweiten 12-jährigen Untersuchungsperiode. Verursacht durch Gewitter mit hohen Niederschlagsintensitäten und Hagel wurde im Anbaujahr 2020/21 der grösste Bodenabtrag der letzten 12 Jahre festgestellt. Durch Teilnahme an kantonalen und nationalen Förderprogrammen hat der Anteil an konservierenden Bodenbearbeitungsverfahren deutlich zugenommen, während die Bodenabträge deutlich abgenommen haben (Abbildung 3).
Abbildung 3: Mittlerer Bodenabtrag in Tonnen pro Hektare und Jahr bezogen auf alle Parzellen im Untersuchungsgebiet und hydrologische Jahre, sowie prozentualer Anteil aller Parzellen, auf denen konservierende Bodenbearbeitungsverfahren zum Einsatz kamen (Prasuhn, 2022).
Bircher, P., Liniger, H. P., & Prasuhn, V. (2019). Aktualisierung und Optimierung der Erosionsrisikokarte (ERK2). Die neue ERK2 (2019) für das Ackerland der Schweiz. Schlussbericht 2019. Agroscope und CDE Bern.
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