Konzeptionierung der schweizweiten Bodenkartierung

Nur gerade für 13 Prozent der landwirtschaftlichen Fläche liegen Bodeninformationen in einer guten Auflösung vor. Der Bundesrat hat daher im Mai 2020 das UVEK (BAFU, ARE) in Zusammenarbeit mit dem WBF (BLW) beauftragt, ein Konzept für eine schweizweite Bodenkartierung sowie einen diesbezüglichen Finanzierungsvorschlag auszuarbeiten.

Boden ist eine knappe, nicht erneuerbare Ressource. Es braucht rund hundert Jahre, um 1 cm funktionsfähigen Boden zu bilden. Eine Voraussetzung für einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource Boden ist die verlässliche Verfügbarkeit von Bodeninformationen. Derzeit liegen nur für etwa 13 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Böden der Schweiz Karten in guter Qualität vor (Rehbein et al., 2019). Viele Bodeninformationen sind veraltet und wenig aussagekräftig. Dies zeigt sich zum Beispiel an dem Ausschnitt der Karte zur Wasserdurchlässigkeit westlich von Murten, welche auf Daten aus dem Jahr 1980 basiert (Abbildung 1).

Abbildung 1: Aktuelle Karte zur Wasserdurchlässigkeit westlich des Murtensees. Datengrundlage ist die Bodeneignungskarte der Schweiz, März 1980 (map.geo.admin.ch).

Nutzen einer schweizweiten Bodenkartierung

Böden können nur nachhaltig genutzt werden, wenn Bodeninformationen flächenhaft vorhanden sind. Dies gilt für alle Nutzer der Ressource Boden:

Landwirtschaft: Detaillierte Bodenkarten helfen der Landwirtschaft, sich den standörtlichen Gegebenheiten anzupassen und damit nachhaltiger zu produzieren und Produktionseinbussen zu verhindern. Durch Bodenkarten ergeben sich auch Kostenersparnisse für die öffentliche Hand, da z. B. bei der Sanierung von Drainage-Systemen der durch Bodenkarten bekannte Wasserhaushalt berücksichtigt werden kann (Abbildung 2).

Abbildung 2: Wasserhaushaltskarte zur Reduktion der Kosten von Drainageerneuerungen im Kanton Solothurn, aus welcher sich eine standortangepasste Verlegung der Drainageleitungen planen lässt.

Raumplanung: Mit einer Bodenfunktionskarte können Bauten oder Bauzonen gezielter auf Gebiete mit geringerer Bodenfruchtbarkeit gelenkt werden. Damit lassen sich negative Effekte der Bodenversiegelung vermindern und wichtige Bodenfunktionen langfristig erhalten.
Naturschutz: Um die Artenvielfalt zu erhalten, ist es unabdingbar, bestehende Gebiete zur Erhaltung der Artengesellschaften gezielt mit neuen Gebieten zu ergänzen und zu vernetzen. Bodendaten können hierzu einen wichtigen Beitrag leisten.
Klima: Auch bei der Verminderung der Treibhausgasemissionen können Bodendaten eine wichtige Rolle spielen: Da der Kohlenstoffgehalt je nach Gebiet unterschiedlich ist, lassen sich Standorte mit sehr hohen und empfindlichen Kohlenstoffvorräten identifizieren. Durch eine daran angepasste Nutzung könnte die CO2-Bilanz deutlich verbessert werden. Anderseits lässt sich bestimmen, welche Kulturen sich für einen Standort unter zukünftigen klimatischen Bedingungen am besten zum Anbau eignen.
Gewässerschutz und Trinkwasserversorgung: Der Boden ist ein sehr effizienter und wirksamer Filter. In der Schweiz soll Grund- und Quellwasser ohne weitere Behandlung ins Trinkwassernetz eingespiesen werden können, wozu Bodenkarten zu der Filterleistung unerlässlich sind.
Wald: Der Waldboden hat sehr wichtige Funktionen, die für die Hochwasserprävention, Klimaanpassung, Treibhausgasspeicherung und den Erosionsschutz relevant sind. Waldböden sind teilweise anderen Gefährdungen ausgesetzt als Landwirtschaftsböden.

Kartieren nach neustem Stand der Technik

Das Kompetenzzentrum Boden (KOBO) hat in Zusammenarbeit mit Experten einen Kartierungsansatz für eine moderne flächendeckende Bodenkartierung der Schweiz entwickelt. Die räumliche Auflösung soll durchschnittlich dem Massstab 1:5000 der bisherigen Bodenkartierungen im Mittelland entsprechen, wobei für Waldböden und schwieriger zugängliche Böden (z. B. alpine Böden) eine weniger genaue Auflösung reicht.

Der vorgesehene Ansatz fokussiert auf eine grossflächige, standardisierte Bodenkartierung mithilfe eines ganzheitlichen Vorgehens. Dabei werden bewährte Elemente der heutigen Feldkartierung mit geophysikalischen Naherkundungsmethoden, neuen Analysemethoden im Labor und im Feld, Zeitreihenanalysen von Fernerkundungsdaten (Abbildung 3) und dem Einsatz von datenwissenschaftlichen Methoden aus dem Bereich des maschinellen Lernens ergänzt.

Abbildung 3: Bodenfarbe-Index westlich des Murtensees basierend auf der spektralen Bodenreflektion vegetationsloser Oberflächen. Datengrundlage sind die spektralen Zeitreihen des Landsat-Archivs (www.ccsols.ch)

Kosten einer Bodenkartierung im Verhältnis zu deren Nutzen

Insgesamt wird die schweizweite Bodenkartierung nach diesem Ansatz voraussichtlich etwa 450–500 Millionen Franken kosten. Die Dauer der Kartierung wird derzeit auf rund 20 Jahre geschätzt. Die jährlichen Kosten belaufen sich somit auf etwa 24 Millionen Franken, welche von Bund und Kantonen gemeinsam getragen werden müssen.

Eine konkrete, quantitative Abschätzung des Nutzens einer schweizweiten Bodenkartierung wurde im Rahmen des NFP-68 «Nachhaltige Ressource Boden» durchgeführt (Keller et al., 2018). Je nach Bewertungsansatz ergab sich daraus ein berechneter Mehrwert aus Bodeninformationen von 55 bis 132 Millionen Frankenpro Jahr. Dieser Mehrwert ergibt sich durch Kosteneinsparungen in der Planung und Erstellung wie des oben erwähnten Drainagesystems oder von Trinkwasserfassungen.

Keller A., Franzen J., Knüsel P., Papritz A., Zürrer M. (2018): Bodeninformations-Plattform Schweiz (BIP-CH). Thematische Synthese TS4 des Nationalen Forschungsprogramms «Nachhaltige Nutzung der Ressource Boden» (nfp 68), Bern.

Rehbein K., Sprecher Ch., Keller A. (2019): Übersicht Stand Bodenkartierung in der Schweiz – Ergänzung des Bodenkartierungskataloges Schweiz um Bodeninformationen aus Meliorationsprojekten, Agroscope, Servicestelle NABODAT, Zürich.