Band 15 - Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt

BVB-MaterialienBand 15

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Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt

Herausgegeben von Henrik Helbig, Markus Möller, Gerd Schmidt und Bundesverband Boden e.V. (BVB)

Die Inhalte sind urheberrechtlich geschützt.©

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BVB-Materialien Band 15

Herausgegeben vom Bundesverband Boden (BVB) e. V.


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Herausgeber:Henrik Helbig, Markus Möller, Gerd Schmidt

und Bundesverband Boden e.V. (BVB)

Inhaltliche und redaktionelle Bearbeitung:Henrik Helbig, Markus Möller, Gerd Schmidt

Autoren: Dieter Feldhaus, Norbert Feldwisch, Monika Frielinghaus,

Manfred Frühauf, Klaus-Jörg Hartmann, Henrik Helbig,

Thomas Koschitzki, Steffen Kußmann, Markus Möller,

Gerd Schmidt, Matthias Schrödter, Michael Steininger,

Martin Volk, Michael Weller, Frank Wilhelm, Daniel Wurbs,

Michael Zierdt

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Bundesverband Boden (BVB) e.V.Frankfurter Straße 4635037 Marburg Tel.: 06421/[email protected] Internet: www.bvboden.de

Dr. Günther Bachmann, Prof. Dr. Gerhard Einsele, Dr. Heinz-Michael HarreßRedaktion: Dr. Günther Bachmann

eBook: ISBN 978 3 503 12498 5

Alle Rechte vorbehalten© Erich Schmidt Verlag GmbH & Co. KG, Berlin 2010www.ESV.info

Der Titel kann als kostenloses eBook über folgende Internet-Adresse bezogen werden:

http://www.bvb-materialien.de


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Ausmaß, Wirkungen und Vermeidungsstrategien

Herausgeber: Henrik Helbig, Markus Möller und Gerd Schmidt

Erich Schmidt Verlag


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Redaktionsschluss: 11.11.2009Layout: Markus Möller, Halle (Saale)

Für den Inhalt der Beiträge sind die Autoren allein verantwortlich. Dieses Werk ist urheber-rechtlich geschützt. Übersetzung, Nachdruck, Vervielfältigung auf fotomechanischem oder aufanderem Weg sowie Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen – auch nur auszugsweise –sind nur mit schriftlicher Genehmigung des Herausgebers möglich.


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Inhaltsverzeichnis

Autoren iii

VorwortHermann Onko Aeikens ix

EinführungMonika Frielinghaus, Dieter Feldhaus und Norbert Feldwisch 1

I Grundlagen 5

1 Zur Geschichte der Bodenerosion und ihrer ErforschungGerd Schmidt, Michael Zierdt und Manfred Frühauf 7

2 Maßstabsspezifische Analyse der Bodenerosion durch WasserMarkus Möller und Martin Volk 11

II Schwerpunktgebiete, Erscheinungsformen und Auswirkungen 23

3 Schwerpunktgebiete und FallbeispieleHenrik Helbig 25

4 Fallstudien zu Quantifizierung und Phasen der BodenerosionGerd Schmidt, Henrik Helbig & Klaus-Jörg Hartmann 33

5 Auswirkungen auf Böden und Gewässer und deren öffentliche WahrnehmungHenrik Helbig, Steffen Kußmann, Michael Steininger, Daniel Wurbs und Michael Weller 43

III Risikobewertung 57

6 Prognose der Erosionsgefährdung auf der Basis von Relief, Boden, Klima und Bewirt-schaftungMichael Steininger, Henrik Helbig, Klaus-Jörg Hartmann, Markus Möller und Daniel Wurbs 59

7 Prognose von Eintragspfaden in Gewässer und Simulation von Erosionsschutzmaßnah-men: Ein hierarchischer Ansatz für Sachsen-AnhaltDaniel Wurbs, Michael Steininger, Thomas Koschitzi und Markus Möller 71

IV Erosionsschutz 81

8 Gesetzliche Anforderungen an den Erosionsschutz und ihre Umsetzung in Sachsen-AnhaltFrank Wilhelm und Norbert Feldwisch 83


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ii Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt

9 Erosionsproblematik in der landwirtschaftlichen Praxis und Schutzmaßnahmen für Bo-den und GewässerMatthias Schrödter und Steffen Kußmann 91

Literaturverzeichnis 99


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Autoren

Dr. sc. Dieter Feldhaus Geboren 1950 in Magdeburg. 1969 bis 1973 Geologiestudium an derErnst-Moritz-Arndt Universität Greifswald. 1979 Promotion zum Dr. rer. nat. 1978 bis 1992 Tä-tigkeit im Institut für Bodenkunde Eberswalde des Forschungszentrums für BodenfruchtbarkeitMüncheberg in verschiedenen Funktionen mit dem fachlichen Schwerpunkt Bodenphysik. 1989Erlangung des Dr. sc. (entspr. Habilitation) an der Akademie der Landwirtschaftswissenschaften.Spezialisierung in Bodenphysik und angewandter Bodenkunde. Seit 1992 Leiter der Bodenkundeam Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt.Kontakt Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt | Köthener Str. 38, 06118 Halle

(Saale) | Tel.: (0345) 521 21 03 | email: [email protected] | URL: www.lagb.sachsen-anhalt.de

Dr. Norbert Feldwisch Geboren 1962 in Köln. Studium der Agrarwissenschaften in Bonn undGießen, Fachrichtung „Umweltsicherung und Entwicklung ländlicher Räume“. Nach dem Studi-um wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Landeskultur der Justus-Liebig Universität Gie-ßen. 1995 Promotion zum Thema „Bodenerosion und Hangneigung“. Anschließend Bearbeitungdes DBU-Projektes „Gewässerschutz in der Landwirtschaft“ mit Veröffentlichung des gleichnami-gen Handbuches im ecomed-Verlag im Jahr 1998. Seit 1997 selbstständig mit den Arbeitsschwer-punkten Bodenschutz, Altlasten, Gewässerschutz und nachhaltige Landentwicklung. Bürostand-ort ist Bergisch Gladbach, Nordrhein-Westfalen. Vier Angestellte mit Abschlüssen in Geologie,Geographie und Bodenwissenschaften. Seit 1995 von der Industrie- und Handelskammer Kölnöffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Bodenschutz und Altlasten, Sachgebiete3 (Wirkungspfad Boden-Pflanze) und 6 (Bodenerosion durch Wasser).Kontakt Ingenieurbüro Dr. Feldwisch | Karl-Philipp-Str. 1 | 51429 Bergisch Gladbach | Tel.:

(02204) 4228 47 | email: [email protected] | URL: www.ingenieur-buero-feldwisch.de

Prof. Dr. Monika Frielinghaus Geboren 1938 in Magdeburg. Studium der Landwirtschaftswis-senschaften an der Humboldt-Uni Berlin. Promotion zum Thema „Wirkung der Huminsäure aufden Pflanzenertrag“. Habilitation zum Thema „Wissenschaftliche Grundlagen für die Bewertungder Wassererosion auf Jungmoränenstandorten und Vorschläge für die Einordnung des Boden-schutzes“. Bis 2003 Leitung des Institutes für Bodenlandschaftsforschung des ZALF Müncheberg.Präsidentin der DBG 2002 bis 2003. Zur Zeit Sprecherin des Kuratoriums „Boden des Jahres“.Kontakt Institut für Bodenlandschaftsforschung, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung

e.V. (ZALF) | Eberswalder Str. 84 | 15374 Müncheberg | Tel.: (033432) 82 316 | email: [email protected] | URL: www.zalf.de

Prof. Dr. Manfred Frühauf Geboren am 15. 06. 1950 in Klieken (Sachsen-Anhalt). Von 1970bis 1975 Studium Geographie-Diplom an der Universität Halle-Wittenberg, anschließend wissen-schaftlicher Mitarbeiter im Wissenschaftsbereich Physische Geographie. 1981 Promotion („Land-schaftsökologische Untersuchungen an Boden und Substrat im östlichen Harzvorland und amHarzrand“), 1987 Habilitation („Beiträge zur Lithologie, Genese und standortkundlichen Bedeu-tung der schluffreichen Sedimentglieder der periglazialen Lockermaterialdecken in den Mittelge-birgen“). 1987 Berufung zum Dozenten. Viermonatiges Zusatzstudium am Institut für Geochemieder Landschaft und Bodengeographie der Moskauer Lomonossow-Universität. 1990 Gastprofes-sur am Geographisches Institut der TU Darmstadt. 1993 Ruf auf C4-Professur für Physische Geo-graphie an der Universität Erfurt. 1993 Berufung auf C4-Professur für Geoökologie an der Uni-


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versität Halle-Wittenberg. Regionale Forschungsgebiete und Internationale Forschungskoopera-tionen: Mitteldeutschland, Osteuropa, Russland, Mauritius, Südafrika.Kontakt Institut für Geowissenschaften, Bereich Geographie, Arbeitsgruppe Geoökologie, Martin-

Luther-Universität Halle-Wittenberg | Von-Seckendorff-Platz 4 | 06120 Halle (Saale) | Tel.:(0345) 552 60 40 | email: [email protected] | URL: www.geo.uni-halle.de/geooekologie

Dr. Klaus-Jörg Hartmann Geboren 1961 in Hiltrup/Münster (Westfalen). Studium der Agrar-wissenschaften mit bodenkundlichem Schwerpunkt an der Technischen Universität München,Christian-Albrechts-Universität Kiel und Georg-August-Universität Göttingen. Promotion in Kielüber Stoffeinträge in holozäne Böden. Anschließend Leitung des Projektes ’Methodenbausteineim Bodeninformationssystem Brandenburg, Fachinformationssystem Bodenschutz’ am Zentrumfür Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) in Eberswalde. Seit 1995 Leiter desDezernates Bodenkundliche Landesaufnahme und FIS-Boden am Landesamt für Geologie undBergwesen Sachsen-Anhalt in Halle (Saale).Kontakt Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt | Köthener Str. 38 | 06118 Halle


Dr. Henrik Helbig Geboren 1966 in Magdeburg. Geographie- und Mathematikstudium an derErnst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald. Nach dem Studium Tätigkeit in einem Umweltpla-nungsbüro in Stralsund, anschließend wissenschaftlicher Mitarbeiter am Geographischen Institutder Universität Greifswald. 1998 Promotion auf dem Gebiet der Physischen Geographie und Geo-morphologie. Im Anschluss freiberufliche Tätigkeit in der Umweltplanung und Bodenkartierung.Seit 2001 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt. Arbeitsschwerpunkte liegen in der Auswertung von Boden- und Umweltdaten für dieBewertung von Bodenfunktionen, Bodengefährdungen und der Erstellung thematischer Boden-karten im GIS.Kontakt Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt | Köthener Str. 38 | 06118 Halle


Dr. Thomas Koschitzki Geboren 1966 in Roßlau(Elbe). Studium der Geographie, Gelogie undder Botanik an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. 2004 Promotion am Institut fürGeografie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg zum Thema „Speicherung hierarchi-scher Daten in Datenbanken“. Im Anschluss freiberufliche Tätigkeit. Seit 2006 Gesellschafter undMitbegründer der Firma geoflux GbR in Halle (Saale). Arbeitsschwerpunkte: GIS-Software- undModellentwicklung sowie Datenbanken.Kontakt geoflux GbR | Lessingstr. 37 | 06114 Halle (Saale) | Tel.: (0345) 522 93 89 | email: ko-

[email protected] | URL: www.geoflux.de

Steffen Kußmann Geboren 1962 in Templin (U. M.). 1983 bis 1988 Geographiestudium an derMartin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Seit 1988 in der Wasserwirtschaftsverwaltung tätig(WWD Saale-Werra/ Oberflussmeisterei Halle), ab 1990 Staatliches Amt für Umweltschutz Halle(Saale). Ab 2004 Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft ST/Gewässerkundli-cher Landesdienst/Gebietsbereich Saale. Arbeitsschwerpunkte: Gewässerkundliche Fachstellung-nahmen, wasserwirtschaftliche Fachplanungen im Einzugsgebiet der Saale (Sachsen-Anhalt).Kontakt Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt | Willi-Brun-

dert-Str. 14 | 06132 Halle (Saale) | Tel.: (0345) 548 45 01 | email: [email protected] | URL: www.lhw.sachsen-anhalt.de


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Dr. Markus Möller Geboren 1970 in Greifswald. 1993 bis 1999 Studium der Geographie, Geolo-gie und Botanik an der Universität Halle-Wittenberg. Von 2000 bis 2004 wissenschaftlicher Mitar-beiter am Helmholtzzentrum für Umweltforschung (UFZ) im Department Landschaftsökologie.Seit 2005 selbstständige Tätigkeit mit den Arbeitsschwerpunkten Datenintegration, Bodenprogno-se, Reliefanalyse, Fernerkundung und wissenschaftliches Layout. Seit 2006 Mitbegründer und Ge-sellschafter der geoflux GbR. 2008 Promotion zum Thema „Maßstabsspezifische Ableitung vonthematischen Grundlagendaten für Landschaftsanalysen“ an der Geowissenschaftlichen Fakultätder Universität Tübingen. Arbeitsschwerpunkte: Bodenfunktionsbewertung, Digitale Bodenpro-gnose, GIS-basierte Datenintegration, Modellierung der Wasser- und Bearbeitungserosion.Kontakt geoflux GbR | Lessingstr. 37 | 06114 Halle (Saale) | Tel.: (0345) 135 22 44 | email: moel-

[email protected] | URL: www.geoflux.de

Dr. Gerd Schmidt Geboren 1964 in Bad Frankenhausen. Studium der Geographie und Russi-schen Sprache für das Lehramt von 1986 bis 1991. Doktorandenstipendiat der Studienstiftung desDeutschen Volkes. Ab 1993 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Geographie der Univer-sität Halle-Wittenberg. Von 1996 bis 1997 Tätigkeit als Sachbearbeiter in der Abteilung Gewässer-schutz des Staatlichen Amtes für Umweltschutz Halle. 1997 Promotion auf dem Gebiet der physi-schen Geographie und Geoökologie mit einer Arbeit zum bergbaulich beeinflussten Wasser- undStoffhaushalt im Mansfelder Land. 1997 bis 1999 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fürGeographie der Universität Halle-Wittenberg. Bis 2005 wissenschaftlicher Mitarbeiter am UFZ –Helmholtzzentrum für Umweltforschung Leipzig in den Departments Urbane Landschaften undLandschaftsökologie. Ab September 2005 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Geowis-senschaften der Universität Halle-Wittenberg in den Bereichen Geoökologie und Hydrogeologie.Arbeitsschwerpunkte: Untersuchung des landschaftlichen Wasser- und Stoffhaushaltes im Rah-men des Flussgebietsmanagements, Datengewinnung im Gelände, Analyse von Datenunsicher-heiten und Bereitstellung von Daten zur Validierung von Prognosemodellen.Kontakt Institut für Geowissenschaften, Bereich Geographie, Arbeitsgruppe Geoökologie, Martin-

Luther-Universität Halle-Wittenberg | Von-Seckendorff-Platz 4 | 06120 Halle (Saale) | Tel.:(0345) 552 60 63 | email: [email protected] | URL: www.geo.uni-halle.de/geo-oekologie

Dr. Matthias Schrödter Geboren 1962 in Chemnitz. Von 1983 bis 1988 Studium an der Landwirt-schaftlichen Fakultät der Universität Halle in der Fachrichtung Agrochemie und Pflanzenschutz.1988 bis 1990 Forschungsstudium am Wissenschaftsbereich Bodenkunde der landwirtschaftlichenFakultät in Halle. 1990 bis 1993 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Standortkunde undAgrarraumgestaltung mit dem Schwerpunkt Bodenbiologie. 1993 bis 2001 Dezernent in der Land-wirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalt in Halle. Seit 2001 Dezernatsleiter amZentrum für Acker- und Pflanzenbau der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gar-tenbau Sachsen-Anhalt in Bernburg. Haupttätigkeitsfelder sind Standortgrundlagen, Umweltwir-kungen landwirtschaftlicher Bodennutzung, landwirtschaftliches Bodenmonitoring und Boden-dauerbeobachtung, EG-Begleitmonitoring.Kontakt Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt | Strenzfelder

Allee 22 | 06406 Bernburg | Tel.: (03471) 33 42 02 | email: [email protected] | URL: www.llfg.sachsen-anhalt.de

Dr. Michael Steininger Geboren 1963 in Dresden. Von 1983 bis 1987 Studium an der Landwirt-schaftlichen Universität der Slowakischen Republik in Nitra, Fachrichtung Ländlicher Wasserbau.Von 1987 bis 2000 wissenschaftlicher Assistent am Lehrstuhl für Landeskultur und Kulturtechnikder Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Seit 2000 Mitinhaber des Mitteldeutschen Insti-tutes für angewandte Standortkunde und Bodenschutz, Halle. Arbeitsschwerpunkte sind land-wirtschaftliche Standortkennzeichnung und -bewertung, integraler Boden- und Gewässerschutz,landeskulturelle Fachplanungen sowie Aufgaben im Bereich der Hydromelioration.


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Kontakt Mitteldeutsches Institut für angewandte Standortkunde und Bodenschutz | Hauptstr. 19| 06132 Halle (Saale) | (0345) 550 57 64 | email: [email protected] |URL: www.bodensachverstaendige.de

Dr. Martin Volk Geboren 1964 in Hausen (Kr. Gießen). Geographiestudium an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Studienaufenthalte an der University of Calgary, Kanada (1988) und an derETH Zürich, Schweiz (1989). Teilnahme als wissenschaftlicher Mitarbeiter an Projekten zur Geo-systemforschung in den Schweizer Alpen (1989 bis1992), auf Spitzbergen (1990 und 1991) undin Südost-China (1993). Mitarbeiter in einem geotechnischen Ingenieurbüro (1993 bis 1995). Seit1995 am Helmholtzzentrum für Umweltforschung (UFZ) im Department Landschaftsökologie alswissenschaftlicher Mitarbeiter (stellvertr. Departmentleiter, Arbeitsgruppenleiter). Forschungs-aufenthalte am USDA-ARS „Grassland, Soil, and Water Research Laboratory“ in Temple, TX,USA (2001 sowie 2003 bis 2004). Forschungsschwerpunkte im Bereich Landschaftshaushalt undLandschaftsentwicklung (Landschaftsmodelle) sowie skalenadäquater Modellierung von Fluss-einzugsgebieten.Kontakt Helmholtz Zentrum für Umweltforschung – UFZ, Department Landschaftsökologie |

Permoserstr. 15 | 04318 Leipzig | Tel.: (0341) 235 19 56 | email: [email protected] | URL:www.ufz.de

Michael Weller Geboren 1958 in Heilbronn am Neckar. Von 1978 bis 1990 Studium der Anglis-tik, Romanistik und Angewandten Physischen Geographie an der Universität Trier. Mitarbeit amBodenbelastungskataster Rheinland-Pfalz. 1990 bis 1991 freier Dozent für Deutsch und Geogra-phie. Seit 1992 Dezernent am Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt, DezernatAngewandte Bodenkunde. Hier verantwortlich für den bodenkundlichen Teil des Boden-Dauer-beobachtungsprogramms Sachsen-Anhalts. Weitere Aufgabenbereiche sind Bodenbewertung, Bo-denschutz und angewandte Bodenkunde.Kontakt Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt | Köthener Str. 38 | 06118 Halle


Frank Wilhelm Geboren 1957 in Magdeburg. 1976 bis 1982 Studium am Moskauer EnergetischenInstitut, Dipl.-Ing. für Wärmeenergetik mit Spezialisierung Automatisierungstechnik. 1982 bis1987 Wissenschaftlicher Assistent an der Technischen Hochschule Magdeburg, Sektion Apparate-und Anlagenbau. 1987 bis 1991 Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Mitarbeiter für Schutzrech-te/Patentingenieur bei SKL Magdeburg, Hauptabteilung Apparatekonstruktion. 1989 bis 1992postgraduales Fernstudium im Gewerblichen Rechtsschutz an der Humboldt-Universität Berlin.Seit 1991 im Ministerium für Umwelt und Naturschutz, jetzt Ministerium für Landwirtschaft undUmwelt des Landes Sachsen-Anhalt, Referent zunächst für militärische und Rüstungsaltlasten,später für Altlasten, seit 2004 für Bodenschutz und Altlasten. Mitwirkung im Altlastenausschussund im Rechtsausschuss der Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (LABO). Arbeits-schwerpunkte: Methodische und rechtliche Grundlagen für die Altlastenbearbeitung und denvor- und nachsorgenden Bodenschutz im Vollzug, Fachaufsicht, Mitwirkung bei Rechts- und Ver-waltungsvorschriften, Bodenschutz in anderen Fach- und Rechtsgebieten.Kontakt Ministerium für Landwirtschaft und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt | Referat 27

’Gewässer- und Bodenschutz, Altlasten, Wasserrahmenrichtlinie’ | Olvenstedter Str. 4, 39108Magdeburg | Tel.: (0391) 567 15 07 | email: [email protected] | URL:www.mlu.sachsen-anhalt.de

Dr. Daniel Wurbs Geboren 1974 in Halle (Saale). Studium der Geographie, Geologie und des Bo-denschutzes an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Von 2001 bis 2004 wissenschaft-licher Mitarbeiter am Institut für Geographie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, ge-


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fördert durch ein Promotionsstipendium der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU). 2005 Pro-motion in der Geographie zum Thema Klima- und Landnutzungswandel und deren Auswirkun-gen auf den Wasserhaushalt. Im Anschluss freiberufliche Tätigkeit in einem Büro für Landschafts-und Freiraumplanung. Seit 2006 Gesellschafter und Mitbegründer der Firma geoflux GbR in Halle(Saale). Arbeitsschwerpunkte: Erosions- und Wasserhaushaltsmodellierung, Analyse und Bewer-tung von Klimadaten und Klimaszenarien sowie der angewandte Boden- und Gewässerschutz.Kontakt geoflux GbR | Lessingstr. 37 | 06114 Halle (Saale), Tel.: (0345) 239 40 18 | email: wurbs@

geoflux.de | URL: www.geoflux.de

Dr. Michael Zierdt Geboren 1962 in Hildburghausen/Thüringen. Studium der Geographie ander Staatlichen Moskauer Lomonossow-Universität. 1989 Promotion auf dem Gebiet der rationel-len Naturnutzung und des Naturschutzes. Assistenz an der Sektion Geographie der UniversitätHalle-Wittenberg, seit 1993 Leiter des Physisch-geographischen/Geoökologischen Labors des In-stitutes für Geowissenschaften. Forschungsschwerpunkte: Bodenwasserhaushalt in ariden undsemiariden landwirtschaftlich genutzten Böden und der Schadstoffbelastung von Ökosystemen.Kontakt Institut für Geowissenschaften, Bereich Geographie, Arbeitsgruppe Geoökologie, Martin-

Luther-Universität Halle-Wittenberg | Von-Seckendorff-Platz 4 | 06120 Halle (Saale) | Tel.:(0345) 552 60 32 | email: [email protected] | URL: www.geo.uni-halle.de/geo-oekologie


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Vorwort

Dr. Hermann Onko Aeikens

Minister für Landwirtschaft und Umwelt Sachsen-Anhalt, Olvenstedter Str. 4, 39108 Magdeburg

Der Boden ist neben Wasser und Luft die wichtigste Lebensgrundlage und Lebensraum für Men-schen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen. Er erfüllt vielfältige Funktionen im Naturhaushalt,unter anderem in den Wasser- und Nährstoffkreisläufen und zum Schutz des Grundwassers. Er istgleichzeitig wichtigste Produktionsgrundlage für die Landwirtschaft. Mit den zunehmenden An-sprüchen einer wachsenden Weltbevölkerung nach hochwertigen Nahrungsmitteln und gleichzei-tig wachsendem Bedarf an nachwachsenden Rohstoffen, unter anderem zur Energiegewinnung,kann dem Schutz des Bodens als Lebens- und Produktionsgrundlage nicht genug Bedeutungbeigemessen werden. Angesichts weltweiter Bodendegradationsprobleme bis hin zur Wüsten-bildung müssen wir dem Schutz der landwirtschaftlich nutzbaren Böden große Aufmerksamkeitwidmen.

Dabei ist neben der Verringerung der Flächeninanspruchnahme für Siedlungs- und Verkehrs-zwecke die Vermeidung und Verringerung der Bodenerosion eine der wichtigsten Aufgaben. Ero-sionsschutz ist ein wesentlicher Faktor zur Sicherung der Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichenNutzung auf den außerordentlich fruchtbaren, aber auch empfindlichen Böden Sachsen-Anhalts.

Wir haben in Sachsen-Anhalt aus verschiedenen Gründen aktuellen Anlass, uns näher mit demThema Bodenerosion zu befassen:

• Die Cross-Compliance-Regelungen der Gemeinsamen Agrarpolitik sehen als Voraussetzungfür Direktzahlungen an die Landwirtschaft unter anderem Mindestanforderungen an denErosionsschutz vor. Diese Anforderungen müssen sich ab 2010 nach einer Einteilung land-wirtschaftlicher Flächen nach dem Grad der Wasser- oder Winderosionsgefährdung richten.Diese Einteilung haben wir mit Hilfe der vorliegenden fachlichen Grundlagen vorzuneh-men.

• Das Bundes-Bodenschutzgesetz sieht Grundsätze der guten fachlichen Praxis der landwirt-schaftlichen Bodennutzung vor, die unter anderem dem vorsorgenden Erosionsschutz die-nen. Diese Grundsätze sollen durch die landwirtschaftlichen Beratungsstellen bei ihrer Be-ratungstätigkeit vermittelt werden. Dafür müssen die Grundsätze, auch entsprechend demfortschreitenden Erfahrungs- und Erkenntnisstand, zu konkreten, regional- und standortan-gepassten Handlungsempfehlungen weiterentwickelt werden.

• Die Landwirte haben ein hohes Eigeninteresse am langfristigen Erhalt der Bodenfruchtbar-keit. Das Land fördert als Agrarumweltmaßnahmen unter anderem die Anwendung vonMulch- und Direktsaatverfahren, die wesentlich zum Erosionsschutz beitragen; im Jahr 2008auf ca. 196 000 Hektar. Die tatsächliche Anwendung von Verfahren der pfluglosen Bewirt-schaftung ist aber bereits weitaus größer und umfasst ca. 35 Prozent der Ackerbaufläche inSachsen-Anhalt.

• Für das Erreichen eines guten ökologischen Zustands der Gewässer gemäß der EG-Wasser-rahmenrichtlinie müssen unter anderem diffuse Einträge von Nährstoffen mit erodiertemBodenmaterial verringert werden. Mit Hilfe der Maßnahmepläne für Oberflächenwasser-körper werden weitere Maßnahmen gefördert, die Erosion vermindern oder bei unvermeid-baren Ereignissen den Übertritt von Bodenmaterial in Gewässer reduzieren. Für den geziel-


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x Vorwort

ten Einsatz von Maßnahmen und Fördermitteln war es notwendig, unter anderem mit Si-mulationsmodellen Karten zur Kennzeichnung von erosionsinduzierten diffusen Einträgenin Gewässer zu erstellen.

• Das Bodenschutzrecht sieht auch Regelungen zur Gefahrenermittlung und Gefahrenabwehrfür Fälle von Bodenerosion vor, wenn der Verdacht besteht, dass die Vorsorge nicht ausrei-chend war. Dabei sollen die Bodenschutzbehörden eng mit den landwirtschaftlichen Fach-behörden zusammenwirken. Der Bundesverband Boden hat in Abstimmung mit der Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz Handlungsempfehlungen zur Gefahrenabwehrbei Bodenerosion entwickelt, die wir jetzt den unteren Bodenschutzbehörden an die Handgeben wollen. Gleichzeitig soll den Landwirtschaftsbehörden für ihre Mitwirkung bei derUntersuchung und Bewertung von Erosionssituationen ein Bewertungsinstrument zur Ver-fügung gestellt werden.

• Schließlich hat auch der von der EU-Kommission 2006 vorgelegte Entwurf einer Boden-schutz-Rahmenrichtlinie die Ausweisung von Risikogebieten bzw. prioritären Gebieten fürBodenerosion sowie für weitere Gefährdungen des Bodens vorgesehen. Das Schicksal die-ses Vorschlags ist derzeit ungewiss, nachdem eine politische Einigung im Umwelt-Rat imDezember 2007 insbesondere auf deutsche Intervention hin nicht zustande kam. Neben an-deren EU-Staaten hat sich die Bundesregierung, wie zuvor die meisten Bundesländer, gegenden Richtlinienentwurf ausgesprochen. Nach unserer Auffassung stellt er eine Überregu-lierung dar, die nicht dem Subsidiaritätsgrundsatz entspricht. Unsere Erfahrungen mit denGrundsätzen der guten fachlichen Praxis der landwirtschaftlichen Bodennutzung zeigen,dass diese eine flexible Anwendung erfordern und mit Hilfe regional angepasster Hand-lungsempfehlungen mit standort- und nutzungsbezogenen Maßnahmen umzusetzen sind.Diese notwendige Flexibilität dürfte mit den von der EU-Kommission vorgesehenen Instru-menten nur schwer zu gewährleisten sein.

An dieser Stelle möchte ich meinen herzlichen Dank an alle beteiligten Fachbehörden des Lan-des, Forschungseinrichtungen und einbezogenen Ingenieurbüros aussprechen, die mit großen En-gagement und in ressortübergreifender Zusammenarbeit die fachlichen Voraussetzungen dafürschaffen, dass wir die mit dem Erosionsschutz zusammenhängenden Aufgaben des landwirt-schaftlichen Bodenschutzes, des Gewässerschutzes und der Umsetzung von EU-Regelungen er-füllen können.

Mit diesem Buch sollen die für Sachsen-Anhalt entwickelten Grundlagen den Mitarbeitern derbeteiligten Behörden und allen Interessierten vorgestellt und damit Voraussetzungen für ihre brei-te und wirksame Anwendung geschaffen werden.


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Einführung

Monika Frielinghaus, Norbert Feldwisch und Dieter Feldhaus

Böden – Die dünne Haut der Erde

Böden nehmen den obersten Bereich der Erdkruste ein. Mit zumeist wenigen Metern Mächtigkeitbilden sie eine äußerst dünne Schicht in der Durchdringungszone von Lithosphäre, Biosphäre,Hydrosphäre und Atmosphäre – gewissermaßen die Haut der Erde. Daraus resultiert, dass dieBöden in enger Wechselbeziehung zur Atmosphäre, zur Hydrosphäre, zur Biosphäre, zum Ertragder Kulturpflanzen und der Ernährung der Menschen, dem Flächenverbrauch, zur Wirtschaft undzur psychosozialen Sphäre stehen. Im Einzelnen kann die Einflussnahme des Menschen auf dieWechselbeziehungen nach folgenden Gesichtspunkten charakterisiert werden:

Boden ↔ Atmosphäre Die vom Menschen veränderte Zusammensetzung der untersten Atmo-sphärenschicht hat lokal, regional und teilweise bereits global veränderte Spurenstoffein-träge über den atmosphärischen Pfad in Böden verursacht. Böden müssen als Senken fürlufttransportierte Schadstoffe funktionieren, stellen aber gleichzeitig auch eine Quelle fürTreibhausgase dar.

Boden ↔ Hydrosphäre Die Verflechtung von Hydrosphäre und Böden ist von zentraler Bedeu-tung. Böden wirken wie ein Wasserspeicher. Sie nehmen Niederschlagswasser auf, speichernes in ihrem Porensystem und stellen es den Pflanzen zur Verdunstung bereit. ÜberschüssigesWasser versickert und reichert das Grundwasser an, oder es fließt lateral ab und speist Quel-len und Oberflächengewässer. Böden tragen zur Dämpfung der Abflussreaktion und somitzur dezentralen Hochwasservorsorge bei. Überbauung und Bodennutzung verändern dieFähigkeit des Bodens, Niederschlagswasser aufzunehmen und zu speichern.

Boden ↔ Biosphäre Die Verflechtungen zwischen Biosphäre und Böden ist offensichtlich. Oh-ne Böden steht kein Wurzelraum für natürliche Pflanzengesellschaften zur Verfügung. Da-mit wird die Biodiversität in starkem Maße durch die Bodeneigenschaften gesteuert. Jedochwerden Böden in großem Umfang dem Naturhaushalt entzogen. In dicht besiedelten Ge-bieten wie Mitteleuropa werden jährlich große Bodenflächen durch Siedlung und Verkehrin Anspruch genommen. In anderen Regionen der Welt degradieren Böden insbesondere inFolge der Waldzerstörungen. Daraus resultieren wiederum starke Beeinträchtigungen dergesamten Biosphäre.

Boden ↔ Nahrungsmittelbedarf Das Bevölkerungswachstum fordert immer mehr Nahrungs-mittel und Siedlungsflächen. Durch die vielfache Übernutzung können Böden degradieren,so dass Bodenfunktionen nicht mehr erfüllt werden. Die eigentliche Lebensgrundlage wirdin vielen überbevölkerten Regionen massiv geschädigt, so dass soziale Folgen nicht ausblei-ben (Diamond, 2005).

Boden ↔ Wirtschaft Die Verflechtungen zwischen Boden und Wirtschaft sind in den Industrie-staaten deutlich erkennbar. Der hohe Flächenverbrauch für Siedlung, Industrie und Verkehrsowie die Verknappung der Rohstoffe führen zu Konflikten zwischen konkurrierenden An-sprüchen (Penn-Bressel, 2004; Schmidt, 2005).


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Boden ↔ Mensch Jede menschliche Tätigkeit beansprucht Boden. Dadurch wird jeder Menschzum Bodenakteur. Der Begriff Bodenfunktion muss also erweitert und die Kultur- und Sozial-funktion einbezogen werden. Damit wird deutlich, dass kein Mensch aus seiner Verantwor-tung für das bedeutsame Gut Boden entlassen werden kann (Thoenes et al., 2004).

Böden – Eine beschränkte Ressource

Böden entstehen durch bodenbildende Prozesse über lange Zeiten; in unseren Breiten seit derletzten Eiszeit vor ca. 11 000 Jahren. Der Anteil der kulturfähigen Böden an der Landfläche derErde ist relativ klein und kann kaum vergrößert werden. Nahezu alle fruchtbaren oder irgendwienutzbaren Areale der Erde werden bereits vom Menschen bewirtschaftet.

Global gesehen sind die Bodenverluste durch Wind- und Wassererosion, Wüstenbildung undVersalzung sehr groß. In der UN-Milleniumsdeklaration 2000 wurde festgestellt, dass 2 Mrd. haehemals genutztes Land, also eine Fläche so groß wie Kanada und die USA zusammen, durchmenschliches Einwirken irreversibel zerstört wurden. Jedes Jahr fallen nahezu 20 Mio. ha aus derNahrungsmittelproduktion heraus. Diese Bodendegradierung zieht eine unheilvolle Spiralbewe-gung nach sich: Sie verursacht eine totale Verarmung der dort lebenden Menschen, die wiederumdie Ursache für weitere Bodenzerstörung ist.

Die Zerstörung der Böden kann durch die gegenwärtig kaum messbar verlaufende natürlicheBodenneubildung in keiner Weise kompensiert werden, da einerseits die klimatischen Bedingun-gen und andererseits die durch die Menschen initiierten Belastungen keine Stabilität des komple-xen Systems Boden gewährleisten.

Vorsorgender Bodenschutz – Die Voraussetzung für einenachhaltige Bodennutzung

Die landwirtschaftliche Nutzung des Bodens zur Erzeugung von pflanzlichen Nahrungsmittelnund Rohstoffen stellt seit Generationen die wesentliche Lebensgrundlage der Menschheit dar. Im-mer bedeutender und auch bekannter werden auch die übrigen Funktionen. Dazu gehören dieErzeugung von sauberem Trinkwasser, die Schaffung von Lebensraum für Pflanzen und Tieresowie die Speicherung und der Abbau von Schadstoffen.

In den letzten Jahren ist mit der Einführung der guten fachlichen Praxis des Bundes-Boden-schutzgesetzes (§ 17) den Bodennutzern vielfach klar geworden, dass der Umfang der für die viel-fachen Funktionen zur Verfügung stehenden Bodenflächen begrenzt ist. Daher ist die natürlicheBodenfruchtbarkeit (= Funktionsfähigkeit) nachhaltig zu sichern. Auch sind zu hohe Belastungenzu vermeiden.

Vielfältige Ziele des Boden- und Gewässerschutzes sowie die Hochwasservorsorge sind engmit einander verzahnt und können nur durch Vorsorge zu nachhaltigen Lösungen geführt wer-den. Die Praxis des Bodenschutzes konzentriert sich bisher jedoch einseitig auf die Beseitigunggravierender Schäden und Altlasten und weniger auf die Vorsorge (Schmidt & Petry, 2005). DerMangel an Bodenschutzvorsorge resultiert also nicht aus einem Erkenntnisdefizit. Vielmehr ist eingravierendes Handlungs- und Umsetzungsdefizit zu konstatieren.

Zielkonflikte zwischen verschiedenen Nutzern

Bei der Optimierung von Maßnahmen zum Boden- und Gewässerschutz sowie zum Wasserrück-halt lassen sich Zielkonflikte in der Regel nicht vermeiden. So kann beispielsweise in trockenenJahren der für die Erosionsminderung und Verbesserung der Humusbilanz empfohlene Anbauvon Zwischenfrüchten, durch den zusätzlichen Wasserverbrauch bei den geringen Niederschlä-gen in Sachsen-Anhalt zu Problemen bei der Bereitstellung von Bodenwasser für die nachfolgen-den Hauptfrüchte führen und daher nicht generell empfohlen werden.


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Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt 3

Viele Maßnahmen des Bodenschutzes verursachen erst einmal zusätzliche Kosten für den Land-wirt, die wegen des erheblichen wirtschaftlichen Drucks oftmals nicht getragen werden können.Auch die EU-Förderpolitik stand dem standortspezifischen vorsorgenden Bodenschutz in denvergangenen Jahren entgegen. So ist gerade das für die problematischen Böden Sachsen-Anhaltsstabilisierende Fruchtfolgeprinzip nicht mehr einzuhalten.

Reduzierte Bodenbearbeitung und eventuell auch Direktsaat sind neue Bearbeitungssysteme,die das Erosionsrisiko deutlich verringern. Die reduzierte Bodenbearbeitung ist von vielen Betrie-ben mit geeigneten Böden bereits wegen der Einsparung von Betriebsmitteln eingeführt worden.Die Förderung dieser Verfahren würde eine gezielte Lenkung auf Flächen mit hohem Erosions-risiko erlauben und dadurch die Risiken der Gewässerverunreinigung und der Beeinträchtigunganderer Schutzgüter verringern. Hier sind die klaren Vorteile jedoch gegen den erforderlichenerhöhten Einsatz von Agrochemikalien zur Unkrautbekämpfung abzuwägen.

Problematisch kann der Anbau nachwachsender Rohstoffe für die Böden und den Wasserhaus-halt werden. Derzeit werden 80 % der zur Biogasproduktion verwendeten Fläche mit Mais be-stellt. Mais benötigt hohe Stickstoffgaben, die oft in Form von Gülle verabreicht werden. Häufigwird Mais nacheinander als Hauptfrucht angebaut, so dass der Boden über Winter ohne schüt-zende Bodenbedeckung ist. Auf allen erosionsgefährdeten Standorten besteht damit eine erhöhteGefahr von Wassererosion und nachfolgender Gewässereutrophierung. Für die Biodieselherstel-lung wurde der Rapsanbau stark ausgeweitet, was nach der Ernte eine hohe Stickstoffnachwir-kung bedeutet. Auch hier können Probleme sowohl durch erosiven Austrag von Bodenmaterialin Gewässer als auch durch die Verlagerung von Nitrat mit dem Sickerwasser auftreten. Für denAnbau nachwachsender Rohstoffe werden zusätzlich Flächen benötigt, wenn der Anbau nicht aufKosten der Nahrungsmittelerzeugung gehen soll. Damit besteht durch die erneute ackerbaulicheNutzung von Stilllegungsflächen mit sehr hoher Erosionsgefährdung ein zunehmendes Risiko.Insbesondere besteht die Gefahr beim Grünlandumbruch, der zu einem erneuten Humusabbau(CO2-Freisetzung) und stärkerer Bodenerosion führen kann.

Was soll dieses Buch bewirken?

Böden sind komplexe natürliche Systeme mit biologischen, chemischen und physikalischen Kom-ponenten. Maßnahmen und Regelungen zum Schutz der Böden müssen die Vielfalt der Bödenund der in ihnen ablaufenden Prozesse beachten, die u. a. von der Entstehung, dem Klima undder Nutzung bestimmt werden. Erfahrungen zeigen, dass Böden sehr empfindliche Systeme sind,anfällig für alle Formen von Belastungen durch den Menschen. Negative Veränderungen laufenin der Regel aber sehr langsam ab und oft sind folgenschwere Auswirkungen erst spät und seltenklar erkennbar. Zumeist werden lediglich die Bodenoberflächen wahrgenommen. Dass Böden ei-ne dreidimensionale Struktur haben und eine Ausdehnung in die Tiefe, bleibt oft unbeachtet. Dielebenswichtigen Funktionen des Bodenkörpers sind der Öffentlichkeit vielfach nicht bekannt. Da-bei ist die Kenntnis darüber, dass unsere natürlichen Lebensgrundlagen in hohem Maße von derdauerhaften Erhaltung der Böden abhängig sind, außerordentlich wichtig. Wenngleich die Aus-maße der Wassererosion und der dadurch verursachten Bodendegradierung in Sachsen-Anhaltim Vergleich zu anderen Klimaregionen gering erscheinen, ist ihrem oftmals schleichenden Ver-lauf große Aufmerksamkeit zu schenken. Verschärft wird die Situation durch den Klimawandel.Nach aktuellen Klimaprognosen ist für Sachsen-Anhalt in den nächsten Jahren mit erhöhten Win-terniederschlägen und einer Zunahme der sommerlichen Starkniederschläge zu rechnen. In Folgewird das Risiko von Erosionsereignissen verstärkt (Wurbs, 2007).

Viele Methoden der Erkennung und Kartierung der Erosionsgefährdung sowie Maßnahmen derVorsorge gegen Wassererosion sind entwickelt und in Sachsen-Anhalt bereits erfolgreich erprobtworden, es bleibt aber bis zu einem planmäßigen und effizienten vorsorgenden Bodenschutz nochsehr viel zu tun.

Als wesentliche Motivationen zur Reduzierung der Bodenerosion lässt sich benennen:


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• Erhalt der Nährstoffkreisläufe im Boden als Grundlage für die natürliche Bodenfruchtbar-keit, um auch für zukünftige Generationen eine sichere Produktionsfunktion der Böden fürLebens-, Futter- und Energiepflanzen bereitzuhalten.

• Erhalt und Schonung der Humus- und Nährstoffvorräte, um eine möglichst hohe Nährstof-feffizienz bei der Pflanzenproduktion zu ermöglichen und die zusätzliche Freisetzung vonCO2 zu verhindern.

• Steigerung der Infiltration von Niederschlagswasser, um die begrenzten Wasservorräte füreine nachhaltige Pflanzenproduktion bereitzustellen und das Risiko von Hochwasserereig-nissen zu reduzieren.

• Vermeidung bzw. Minimierung der Beeinträchtigung anderer Schutzgüter durch Oberflä-chenabschwemmung und Bodenerosion.

Dem Ausspruch des Senegalesen Bada Dioum auf der Rio-Konferenz 1992 folgend: „Schließlichwerden wir nur schützen, was wir lieben, aber wir werden nur lieben, was wir verstehen, und wirwerden nur verstehen, was wir gelernt haben“ soll dieses Buch einen Beitrag zur Wissensvermitt-lung und die Förderung eines Bodenbewusstseins leisten.


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Teil I

Grundlagen


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1 Zur Geschichte der Bodenerosion und ihrerErforschung

Gerd Schmidt, Michael Zierdt und Manfred Frühauf

Die systematische, wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Problem der Bodenerosionkann auf eine rund 130 jährige Geschichte zurückblicken. Im Verlauf dieses Zeitraumes entstandeine so große Zahl wissenschaftlicher Veröffentlichungen, dass allein in Deutschland mehrere Bi-bliographien damit gefüllt sind (Streumann & Richter, 1966; Hansen et al., 1977). Das vorliegendeKapitel kann natürlich nicht dem Anspruch einer umfassenden Abhandlung der Geschichte derBodenerosionsforschung gerecht werden. Es ist jedoch das Anliegen der Verfasser, einen kurzenAbriss der wesentlichen Etappen der Erforschung der Bodenerosion vorzulegen. Dabei konzen-trieren sich die Darstellungen besonders auf Deutschland, ohne jedoch die internationalen Ent-wicklungen aus dem Blick zu verlieren.

1.1 Vom Neolithikum bis zur Industrialisierung

Mit Beginn der Sesshaftwerdung im Neolithikum (5500 bis 3500 v. Chr) begann auch die Geschich-te der anthropogen bedingten Bodenerosion. Es war aber nicht der Ackerbau, der die ersten Ero-sionsspuren hervorrief, es waren Viehzucht, Weidewirtschaft und Holznutzung. Der Ackerbauentwickelte sich zuerst in den großen Flusstälern Mesopotamiens als Bewässerungsfeldbau. Derin historischer Zeit übliche Einstau von Wasser auf den Ackerflächen führte zur Verminderungder Fließgeschwindigkeit und damit zur Sedimentation von Material, also zum genauen Gegen-teil der Erosion.

Anders ist die Situation bei der Weide- und Holzwirtschaft. Hier wird die den Boden schützen-de Pflanzendecke zumindest teilweise entfernt und der Boden im Falle von Niederschlag anfälligfür Erosion. Sprichwörtlich sind die Zedern des Libanon, die zunächst dem Schiffbau und dannden Ziegen zum Opfer gefallen sind.

Der Ackerbau wird erst zur Ursache von Erosion, als er in Gebiete vordrang, in denen Regen-feldbau möglich war. Sich ausbreitend aus den Regionen des altweltlichen Trockengürtels, vorallem aus den Gebieten des fruchtbaren Halbmondes, gelangte der Ackerbau entlang des euro-päischen Lößgürtels auch nach Mitteldeutschland, wo er spätestens 1600 v. Chr. angekommen seinmuss, wie die Himmelsscheibe von Nebra bezeugt. Auch jetzt führte der Ackerbau nicht zwangs-läufig zu Bodendegradation und Erosion, im Gegenteil, die Schwarzerden blieben gerade deshalberhalten, weil der eigentlich hier stockende Laubwald episodisch gerodet wurde, um temporärenackerbaulichen Nutzpflanzen Platz zu machen. Die Landwirtschaft wurde bis zur Völkerwande-rung als eine Art Wanderfeldbau betrieben, allerdings mit Wanderzeiten, die einige Jahrzehnteumfassten. Erst die Nutzung der Mittelgebirge und ihre fast vollständige Entwaldung führten zueiner starken erosiven Tätigkeit (Bork et al., 1998; Küster, 1995). Als durch die Einführung derKartoffel Ackerbau auch in den höheren und steileren Lagen der Gebirge möglich wurde, nahmdie Erosion einen weiteren Aufschwung.

Es gab aber jetzt auch Versuche, der Erosion entgegen zu wirken, noch heute sind in den Mit-telgebirgen die terrassierten Hänge deutlich zu erkennen. Außerdem wurde in der Winterzeit dasabgespülte Erdreich, das sich am Hangfuß akkumulierte, wieder auf die Äcker getragen. Als wis-senschaftliches Problem wurde die Erosion aber nicht erkannt, Deutschland befand sich auf demWege in die Industrialisierung.


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8 Zur Geschichte der Bodenerosionsforschung

1.2 Bodenerosionsforschung nach der Industrialisierung

1.2.1 Russland

Während England, Deutschland und andere Nationen ihr Hauptaugenmerk auf die Entwicklungder Industrie legten, wandte sich Russland mit dem Panslavismus verstärkt der Landwirtschaftzu. Dabei wurde eine Inventarisierung der Raumausstattung vieler russischer Gouvernementsdurchgeführt, die auch eine Bodenaufnahme beinhaltete. Bei diesen Arbeiten entdeckte der rus-sische Naturwissenschaftler W.W. Dokutschajev die geographischen Gesetzmäßigkeiten der Ver-breitung von Bodentypen und begründete so die Bodengeographie (Dokutschaev, 1888). Von be-sonderem Interesse bei der Inventarisierung war natürlich das fruchtbare Schwarzerdegebiet. Alseine der ersten Arbeiten zum russischen Schwarzerdegebiet erschien 1876 der Aufsatz: „Owrage1

und ihre Bedeutung“ (in russisch). Mit welcher ökologischer Weitsicht Dokutschajev seine For-schungen betrieb, zeigt ein nächster Aufsatz, 1888 erschienen: „Methoden der Erforschung derFrage: Waren vordem Wälder in den südrussichen Steppengebieten?“ (in russisch). In der bekann-ten Arbeit „Unsere Steppen vormals und jetzt“ entwickelte Dokutschajev 1892 auf der Grundlageseiner reichen Erfahrungen einen komplexen Plan von Maßnahmen gegen Dürren und für dieErhöhung der Bodenfruchtbarkeit. Es ging hierbei um die Wiederherstellung der Krümelstruk-tur der Schwarzerde, um die Errichtung von Windschutzstreifen (russ. Feldschutzstreifen), umSchneeakkumulation, die Regulierung des Schmelzwasserflusses und um eine Bodenbearbeitung,die den Erhalt einer maximalen Bodenfeuchte sichern sollte. Diese theoretischen Überlegungenwurden begleitet von der Einrichtung von Untersuchungsfeldern in geographisch unterschiedli-chen Regionen. Hier wurde mit konkreten Formen der Bewässerung und der Nutzung der Schnee-decke als Quelle der Bodenfeuchte experimentiert, verschiedene Formen der Waldschutzstreifenzur Feuchteregulierung erprobt und Maßnahmen zum Kampf gegen Bodenerosion entwickelt.

1.2.2 Nordamerika

Der Blick nach Nordamerika zeigt, dass die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit Boden-erosionsphänomenen gleichermaßen im Zusammenhang mit der Konversion der Steppengebie-te steht. Die intensive ackerbauliche Nutzung der nordamerikanischen Prärien setzte ebenfallsin der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit der sich nach Westen ausbreitenden Landnahmedurch europäische Siedler ein (Richter, 1998). Damit einher ging die systematische Bodendegra-dation und Erhöhung der Erosionsdisposition, die unter den steppenklimatischen Bedingungendes mittleren Westens zum Phänomen des dust bowl2 führten. Aufgrund der großen ökologischenund ökonomischen Dimensionen des Problems begann das Bureau of Soils (Bodenbüro) beim U.S.Departure of Agriculture (US Landwirtschaftsministerium) im Jahr 1899 mit gezielten Bodenauf-nahmen und der Unterstützung der Landwirtschaft in Fragen der Bodenfruchtbarkeit.

Die Bodenerosionsforschung wurde besonders von H. H. Bennett vorangetrieben. Nach Feld-forschungen in Virginia im Jahr 1905 gelangte er zu der Einsicht, dass „ . . . Bodenerosion nichtnur ein Problem des einzelnen Farmers sei, sondern eine Gefährdung für die gesamte amerika-nische Lebensmittelproduktion darstelle“. 1909 wurde er zum Inspektor der BodenkundlichenAufnahme der südlichen Vereinigten Staaten und trieb dabei die Untersuchungen zur Bodenero-sion weiter voran. In diesem Zusammenhang wurden von ihm umfassende Abhandlungen zurProblematik der Bodenerosion verfasst (Bennett, 1939). Nicht zuletzt aufgrund der besonderenBemühungen von H.H. Bennett wurde die Passage in den Soil Conservation Act (Bodenschutz-gesetz) vom 27. April 1935 aufgenommen, die die Gründung des Soil Conservation Service (SCS)forderte, dessen Direktor er bis zu seiner Pensionierung im Jahr 1951 war.

Im Rahmen der Feldforschungen wurde in den USA eine der ersten Bodenerosionsmessstati-on im Jahre 1917 errichtet (Smith, 1958), auf deren Basis Wishmeyer & Smith (1961) mit der USLE

1Erosionsgräben, Anm. d. A.2Mit dust bowl (wörtlich übesetzt Staubschüssel) werden vor allem landwirtschaftlich genutzte Gebiete in den USA und

Kanada bezeichnet, die insbesondere in den 30er Jahren von verheerenden Staubstürmen betroffen waren.


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(Universal Soil Loss Equation) ein Modell zur Erosionsprognose erstellten. Mit Beginn der 30erJahre des 20. Jahrhunderts setzte eine verstärkt experimentelle Untersuchung der Steuergrößendes Erosionsprozesses ein. Diese Tradition wird vom USDA in so genannten „experimental wa-tersheds“ noch heute fortgesetzt. Drei dieser Einzugsgebiete zur Untersuchung der Effekte derLandbewirtschaftung auf die Bodenerosion in Texas, Ohio und Nebraska sind seit Ende der 30erJahre kontinuierlich in Betrieb und haben einen unschätzbaren Datenfundus zur Kalibration undValidierung von Modellen geschaffen.

1.2.3 Deutschland

Ebenfalls in den 30er Jahren des vergangenen Jahrhunderts setzte die systematische wissenschaft-liche Auseinandersetzung mit der Bodenerosion in Deutschland ein. In diesem Jahr wurde dieSektion Bodenerosion in der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft eingerichtet. Die Boden-erosionsforschung dieser Zeit ist eng mit dem Namen Hans Kuron verbunden, der neben derBeschreibung und Analyse des Erosionsprozesses auch wesentliche Arbeiten über die Geschichteder Bodenerosionsforschung in Deutschland vorlegte (Kuron, 1954, 1976).

In der Folgezeit entstand eine Vielzahl von Aufsätzen, die sich mit der Erosionsproblematikauseinandersetzten, so dass bereits mit Streumann & Richter (1966) eine erste Bibliographie zumThema publiziert werden konnte. Die Zeit nach dem zweiten Weltkrieg war gekennzeichnet vondem Bestreben, eine systematische Bodenerosionskartierung in Deutschland durchzuführen. Die-se Bodenkartierung wurde von Große (1950) in der Magdeburger Börde begonnen. Die Bodenero-sionskartierungen wurden in beiden deutschen Staaten intensiviert und führten zur Erstellungder Bodenerosionskarte der Bundesrepublik Deutschland (Richter, 1965) und der Bodenerosions-karte der DDR (Kugler, 1976). Auf deren Basis entstand dann die Karte der erosionsgefährdetenGebiete im Atlas der DDR (AdW, 1981).

Neben den umfangreichen Kartierarbeiten wurde die Entwicklung von experimentellen Me-thoden zur Erfassung der Bodenerosion im Gelände mit Beginn der 1950er Jahre weiter vorange-trieben. So publiziert Schultze (1952) seine auf Messungen in Testgebieten bei Jena gewonnenenErgebnisse zur Bodenerosion in Thüringen. Ähnliche Erkenntnisse werden von Kuron et al. (1956)auf der Basis von Untersuchungen bei Gießen veröffentlicht.

In der Folgezeit kommt es zur Einrichtung von Erosionsmessparzellen in verschiedenen Regio-nen Deutschlands (Richter, 1965, 1998). Die Arbeit mit den Messparzellen hatte zu diesem Zeit-punkt jedoch den Nachteil, dass sie vom natürlichen Niederschlagsgeschehen abhängig waren.Damit war eine komplexe Analyse der den Erosionsprozess steuernden Faktoren in ihre Ampli-tude erst nach langjährigen Datenerhebungen im Gelände möglich. Eine Möglichkeit, die Unter-suchungszeiträume für solche Betrachtungen zu verkürzen, stellte der Einsatz von Regensimula-toren dar, mit denen Dauer, Intensität und Tropfengröße von Niederschlag nachgestellt werdenkonnten. Die aufwändigen Felduntersuchungen dienten zum einen der Untersuchung der Wir-kung einzelner Steuergrößen (Niederschlag, Hangneigung, Boden) im Erosionsprozess und zumanderen der Überprüfung der Gültigkeit/Anwendbarkeit der USLE in Europa (Auerswald, 1984;Saupe, 1985; Schwertmann et al., 1987). Das übergeordnete Ziel der detaillierten Bodenerosions-untersuchungen bestand in der Entwicklung von Vorhersageinstrumenten zum Ausmaß der Bo-denerosion und zur Abschätzung der Wirkung von Gegenmaßnahmen (Erosionsschutz).

1.2.4 Von der exemplarischen Untersuchung zum Systemansatz

In den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts fand ein genereller Paradigmenwechsel in der Erosions-forschung statt, der zwei wesentliche Entwicklungsrichtungen für die Bodenerosionsforschungaufzeigte. Einerseits löste man sich zunehmend von der rein bodenkundlichen Betrachtung derErosionsphänomene und betrachtete die Bodenerosion als Bestandteil des komplexen landschaft-lichen Wasser- und Stoffhaushaltes. Dies beinhaltete auch die Betrachtung des Bodenabtrags alsQuelle der stofflichen Belastung von Gewässern. Andererseits konzentrierten sich die wissen-schaftlich-methodischen Arbeiten auf die Entwicklung von Simulationsmodellen als Werkzeuge


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10 Zur Geschichte der Bodenerosionsforschung

der Erosionsprognose. Die zur Verfügung stehenden neuen Informationstechnologien boten hier-für eine wichtige Voraussetzung.

Neben der Weiterentwicklung (RUSLE, Renard et al., 1991, 1997), Modifizierung (MUSLE, Wil-liams & Berndt, 1977) und Transformation der USLE (ABAG, Schwertmann et al., 1987) wurdenzunehmend Anstrengungen unternommen, die auf empirischen Grundlagen entwickelten Pro-gnosewerkzeugen durch physikalisch basierte Ansätze zu ergänzen. Dies war vor allem deshalbnotwendig, da die USLE und ihre Nachfolger nur eine Vorhersage des mittleren langjährigen Bo-denabtrages zuließen. Die ganzheitliche Betrachtung des Erosionsprozesses als Bestandteil deslandschaftlichen Wasser- und Stoffhaushaltes erforderte eine komplexere Herangehensweise, dieaußer dem Bodenabtrag auch die Transportprozesse und die Akkummulation mit berücksichtigt.Beispielgebend hierfür sind die Modellsysteme AGNPS (Young et al., 1989), ANSWERS (Beasley et al.,1980), WEPP (Laflen et al., 1989), Erosion 2D/3D (Schmidt et al., 1996) und EUROSEM (Morgan et al.,1998). Diese Modelle sind in der Lage, den Erosionsprozess physikalisch determiniert zu simu-lieren und damit auch Vorhersagen für Einzelereignisse zu treffen und den Wirkungspfad derErosion bis in die Akkumulationsbereiche nachzuvollziehen.

Die flächenhafte Anwendung dieser komplexen Simulationsmodelle wurde durch die bessereVerfügbarkeit von Modelleingangsdaten ermöglicht. Diese zunehmend bessere Verfügbarkeit vonFlächendaten wurde vor allem durch die Entwicklungen auf dem Gebiet der Geofernerkundunggewährleistet. Jedoch sind Fernerkundungsinformationen allein nicht ausreichend, um einen ad-äquaten Einsatz von Erosionsmodellen zu gestatten. Es bedarf immer noch umfangreicher ter-restrischer Datenerfassungen (Bodenfeuchte, kf-Werte, nFk), um Modelle hinreichend parametri-sieren zu können. Ein weiterer Schwerpunkt aktueller Forschungen richtet sich auf die Aussage-genauigkeit der Modellvorhersagen. Dabei wird sich vor allem auf die Weiterentwicklung vonstatistischen Werkzeugen zur Beschreibung von Modellunsicherheiten konzentriert. Ein offenesProblem ist in diesem Zusammenhang das Fehlen von gemessenen Validierungsdaten zum ero-siven Stofftransport und des Prozessgeschehens im Übergangsbereich vom terrestrischen zumaquatischen System, die zur Bestimmung der Modellgüte unerlässlich sind (Volk et al., 2009b).

Neben den Forschungsarbeiten, die sich auf die Weiterentwicklung der Simulationsmodellekonzentrieren, rücken heute vor allem die Probleme des Wirkungsgefüges von Bodenerosion undStoffeintrag in Gewässer sowie des Einflusses des Klimawandels auf die Art und Intensität derBodenerosion zunehmend in den Fokus der Wissenschaft. Dies ergibt sich nicht zuletzt aus denaktuellen gesellschaftlichen Anforderungen des Boden- und Gewässerschutzes. In der Schaffungvon regionalen Datenbasen zur Modellvalidierung und dem besseren Verständnis der Prozesse imÜbergansbereich der Abtragsflächen zum Gewässer, sehen die Verfasser wesentliche zukünftigeBetätigungsfelder für die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Problem der Bodenero-sion. Darüber hinaus werden die ökonomische Entwicklung und der globale Klimawandel alsTriebkräfte der Bodenerosion die Wissenschaftler unterschiedlicher Fachdisziplinen zur weitereninterdisziplinären Auseinandersetzung mit dem Phänomen anregen.


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2 Maßstabsspezifische Analyse der Bodenerosion durchWasser

Markus Möller und Martin Volk

Entsprechend dem OECD-Indikatorsystem einer nachhaltigen Entwicklung steht Bodenerosions-bewertung im Zusammenhang mit Modell-, Politik- und Beobachtungshierarchien (Abb. 2.1; Fran-caviglia, 2003; Boardman, 2006). Damit folgt die OECD dem international etablierten DrivingForces-Pressure-State-Response-Ansatz, der – vor dem Hintergrund natürlicher und gesellschaft-licher Rahmenbedingungen (Driving Forces: Globaler Wandel, EU-Gesetzgebung) – auf den Zu-sammenhang zwischen Belastungsursachen von Umweltschädigungen (Pressure), den daraus re-sultierenden Umweltzuständen (State) und den gesellschaftlichen Reaktionen darauf (Response)zielt (Abb. 2.2). Danach werden Bodenerosionsprozesse u. a. durch menschliche Aktivitäten wieBodenbearbeitung ausgelöst (Pressure). Daraus ergeben sich Bodenerosionsprozesse, die in ver-schiedenen Maßstabsebenen sichtbar werden (State; z. B. Rillenerosion, Gewässereutrophierung).Dadurch wird wiederum gesellschaftliches oder politisches Handeln in Form von Gesetzen oderInitiativen auf verschiedenen administrativen Ebenen ausgelöst (Response). Forschungseinrich-tungen, Universitäten und Ingenieurbüros reagieren auf den politischen Druck und/oder dasAuftreten von Erosionsprozessen durch die Entwicklung von Modellen, die den Einfluss vonLandnutzung und Landbewirtschaftung auf die Prozesse versuchen nachzuvollziehen und zu si-mulieren. Die Modellierungsergebnisse können wiederum politisches Handeln z. B. in Form vonspezifischen Fördermaßnahmen oder Gesetzen beeinflussen.

Abb. 2.1: Bodenerosionsmodellierung (B) innerhalb von Beobachtungs-, Modell- und Politikhier-archien (Bierkens et al., 2000; Möller, 2008)

Die folgenden Kapitel geben einen Überblick zu relevanten Prozess-, Politik- und Modellhier-archien, die mit der Bodenerosion im Zusammenhang stehen. Dabei wird besonders auf Bezugs-einheiten eingegangen, die sich aus der integrativen Betrachtung der Hierachien ergeben unddie die Grundlage für die Definition des passenden Zielmaßstabes darstellen: Jeder Zeielmaßstabverlangt die Anwendung eines definierten Methodenspektrums. Je größer der Zielmaßstab ist,desto höher ist der Parametrisierungsbedarf der verwendeten Modelle sowie der Anspruch andie räumliche und zeitliche Auflösung der Eingangsdaten (Abb. 2.3; Volk et al., 2009b).


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12 Maßstabsspezifische Analyse der Bodenerosion durch Wasser

Abb. 2.2: Der Driving Forces-Pressure-State-Response-Ansatz, angewendet auf das Thema Bo-denerosion (nach Frielinghaus & Funk, 2003)

2.1 Beobachtungshierarchie

Bodenerosion ist ein diskontinuierlicher Prozess, der den durch Wasser, Wind oder Bodenbearbei-tung verursachten Abtrag festen Materials der Erdoberflächen umfasst (Morgan, 1995). ‘Diskonti-nuierlich’ heißt, dass Bodenabtrag immer an einzelne unterschiedliche Boden-, Bearbeitungs- undWitterungsbedingungen gebunden ist (Schmidt, 1998).

Die verschiedenen Erosionsprozesse führen auf Schlag- bzw. Feldblockebene zu unterschiedli-chen räumlichen Mustern (Abb. 2.4). Während die selektive Wirkung der Winderosion außerhalbdes Einflussbereiches von Windhindernissen gering ist, zeigen Wasser- und Bearbeitungserosions-prozesse teilweise entgegengesetzte Muster. So sind Akkumulationsbereiche der Bearbeitungs-erosion oft dort zu finden, wo sich der wassergebundene Abfluss konzentriert (erosionswirksameAbflussbahnen; vgl. Wurbs & Möller, 2007). In Oberhangbereichen führen vor allem Bodenbe-arbeitungsprozesse zu einer Kappung konvexer Hangbereiche, während dort die Abträge durchWasser- und Winderosion vergleichsweise geringer sind (Govers et al., 1999; Lobb, 2008).

2.1.1 Prozesse

Bodenerosion durch Wasser ist das Ergebnis der Teilprozesse (1.) Zerstörung der Bodenaggregateund (2.) Partikeltransport (Abb. 2.5; Morgan, 1995):

1. Bodenaggregate können als die räumliche Anordnung bzw. das Gefüge fester Bodenbe-standteile (Minerale, Gesteinsstücke) aufgefasst werden, die durch Karbonat- oder kolloi-dal wirksame Verbindungen (z. B. Eisen- und Aluminiumhydroxyde) zusammengehaltenwerden (Ad-hoc-AG Boden, 2005). Ein (Stark-)Niederschlagsereignis bzw. fließendes Was-ser kann zu einem Aggregatzerfall führen, der auf die kinetische Energie der Regentropfenbzw. die Scherkräfte des fließenden Wassers und die Verringerung der Aggregatstabilitätdurch das absorbierte Wassers zurückgeht. Bei Niederschlagsereignissen mit hoher Intensi-tät kann es zu einer Verschlämmung der Bodenoberfläche kommen, bei der die abgespreng-ten Bodenteilchen als dünne Haut auf die Bodenoberfläche sedimentieren. Dadurch wirddie Infiltrationsfähigkeit des Bodens stark herabgesetzt.

2. Partikeltransport erfolgt durch Spritzerosion (splash erosion) und Oberflächenabfluss (Was-sererosion). Bei der Spritzerosion werden Bodenteilchen aufgrund der Aufprallwirkung derRegentropfen bis zu einigen Zentimetern durch die Luft geschleudert. Oberflächenabflussentsteht, wenn die Infiltrationskapazität des Bodens überschritten wird oder der Boden ei-ne Wassersättigung aufweist, so dass es in erosionswirksamen (v. a. konvexen und/odergeneigten) Hangpositionen entweder zum direkten Oberflächenabfluss oder Wiederaustrittvon lateralem Hangwasser kommt.


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Abb. 2.3: Rahmen für die maßstabsspezifische Modellierung landschaftlicher Prozesse vor demHintergrund politischer Rahmenbedingungen (BE = Bezugseinheit; Möller, 2008)

Bearbeitungs-erosion

Wassererosion

Winderosion

Summierte Bodenerosion

AbtragAuftrag

AbtragAuftrag

AbtragAuftrag

AbtragAuftrag

Mittelhang

Oberhang

UnterhangSenke

http://www.umanitoba.ca/afs/agronomists_conf/2007/posters/Li%20Sheng%20SoilERI%20Development%20Poster.ppt

Abb. 2.4: Räumliche Muster der Wasser-, Wind- und Bearbeitungserosion


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Es kommt zur Akkumulation bzw. Deposition von Bodenmaterial, wenn die kinetische Energiedes Oberflächenabflusses und damit dessen Sedimenttransportvermögen unter einen kritischenWert sinkt. Eine Hauptursache sind veränderte Reliefbedingungen (konkave Hangbereiche, Un-terhänge).

Regentropfen schlagen mit großer kinetischer Energie auf→ Zertrümmern der Bodenaggregate

Wasser dringt in Bodenaggregate ein→ Aggregate quellen

Aggregatteilchen verstopfen dieMakroporen→ Infiltration wird unterbunden→ Oberflächlicher Abfluss

Zunahme der Niederschlagsintensität

http://www.baselland.ch/fileadmin/baselland/files/docs/bud/boden/fotos/erosion/verschlaemmung.pdf

Abb. 2.5: Verschlämmung der Bodenoberfläche

2.1.2 Auswirkungen

Oberflächenabfluss führt zu typischen Erosionsformen und -schäden, die hinsichtlich ihres räum-liches Auftretens in (1.) on site- und (2.) off site-Phänomene unterschieden werden können (Abb.2.6; DVWK, 1996):

1. Mit on site-Formen werden Auswirkungen in der Feldflur und ihren Böden beschrieben. Da-zu gehören linienhafte Erosionsformen wie Rillen, Rinnen und Gräben in Hangbereichen so-wie Akkumulationsbereiche in Hohlformen, Senken und Unterhängen (Abb. 2.7). TypischeSchäden sind Verkürzung der Bodenprofile, Akkumulation von Bodenmaterial, erschwer-te Bearbeitbarkeit oder Sediment- und Nährstoffaustrag, die Ertragsschwankungen und -einbußen zur Folge haben können.

2. off site-Bereiche sind nachgeordnete Ökosysteme, die von der Bodenerosion betroffen sind(Akkumulationsflächen, Talauen, Flusssysteme). Von besonderer Bedeutung sind Übergangs-stellen oder -zonen zwischen on site- und off site-Bereichen, die oft mit Nutzungs- oderLandschaftssystemgrenzen korrespondieren (z. B. solifluidales und fluidales Transportsys-tem; Abb. 2.8). Zu den unmittelbaren Folgen gehören Belastungen von Feldhainen, Hecken,Wegrändern durch Sedimente, erhöhte Schadstoffbelastungen von Fließgewässern oder dieEutrophierung von Standgewässern.

2.1.3 Maßstab

Oberflächenabfluss und Partikeltransport werden durch eine zumeist nutzungsbedingte Störungdes Faktorengleichgewichtes zwischen Niederschlag, Relief, Boden, Hydrologie und Landnut-zung ausgelöst (Herz, 1980), wobei zeitlich stabile (Bodenart, Relief) und variable Faktoren (Bo-


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Abb. 2.6: Zusammenhang zwischen Wassererosionsprozessen sowie on site- und off site-Schäden(DVWK, 1996)

Flächenhafte ErosionDurch Verschlämmung oder Versiegelung→ Unterbindung der Infiltration→ Oberflächlicher Abfluss als feiner WasserfilmVor allem am Hangfuss sowie zwischen Rillen

RillenerosionZunahme des Oberflächenabflusses mit Hanglänge→ Ansammlung in Rillen (z.T. schon vorgebildete Vertiefungen, z.B. Fahrspuren)Lineare Erosion in bis zu 10 cm tiefen Rillen

RinnenerosionOberflächenabfluss in bis zu 30 cm tiefen Furchen

GrabenerosionAnsammlung in Furchen tiefer als 30 cm

SedimentationTransportiertes Bodenmaterial wird bei Abnahme der Hangneigung abgelagert

TransportOberflächenabfluss führt abgetragene Bodenpartikel mit sich

Zerstörung der Bodenag-gregrate durch Regentropfenauf-prall oder Ober-flächenabfluss

http://www.baselland.ch/fileadmin/baselland/files/docs/bud/boden/fotos/erosion/formen-wassererosion.pdf

Abb. 2.7: on site-Formen der Wassererosion


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Abb. 2.8: Formen der Wassererosion in off site-Bereichen (DVWK, 1996)


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dengefüge, Bodenbedeckung) unterschieden werden können. Steinhardt & Volk (2003) gehen da-von aus, dass auf jeder Abstraktionsebene die gleichen Bodenerosionsfaktoren wirken. Allerdingsverschiebt sich in unterschiedlichen Maßtabsbereichen die Bedeutung der einzelnen Faktoren fürdie zutage tretenden Bodenerosionsprozesse. Als Konsequenz zeigen die Auswirkungen, Fakto-ren und Prozesse der Bodenerosion eine deutliche Raum-Zeit-Abhängigkeit mit unterschiedlichenReichweiten (Abb. 2.9). Das bedeutet, dass jede Maßstabsebene durch ein spezifisches Prozessver-halten charakterisiert werden kann (Kirkby et al., 1998). Damit folgen Bodenerosionsprozesse denOrganisationsprinzipien hierarchischer Systeme (Falkenmark & Rockström, 2004):

• Auf jeder Maßstabsebene nehmen Bodenerosionsfaktoren ein spezifisches Abstraktionsni-veau an (z. B. Niederschlagsereignis ⇒ jahreszeitlicher Verlauf des Niederschlags ⇒ lang-fristiges Mittel der Niederschläge).

• Erosionsprozesse können Raumeinheiten mit definierten Grenzen (z. B. Feldblöcke, Wasser-scheiden) zugeordnet werden, da der Oberflächenabfluss aufgrund der morphologischenEigenschaften der Raumeinheiten bestimmten Transportwegen (z. B. Tiefenlinien, Fließge-wässernetz) folgt.

• Im Zusammenhang mit der räumlichen Ausdehnung der Raumeinheiten steht die Längeder Transportpfade und damit die Reaktionszeit von Bodenerosionsprozessen. So treten dieFolgen von hangbezogenen Erosionsereignissen nur verzögert und abgeschwächt über dieSedimentfracht oder Nährstoffkonzentration im Vorfluter zutage.

• Innerhalb einer Maßstabsebene kommunizieren Raumeinheiten über spezifische Transport-pfade. So sind Ackerschläge über topographische (Tiefenlinien) und anthropogene Pfade(Feldgrenzen) oder Einzugsgebiete über ihre Vorfluter miteinander verbunden (Ludwig et al.,1995; Van Oost et al., 2000; Takken et al., 2001).

2.2 Politikhierarchie

Bodenerosionsprozesse sind in ein hierarchisch-funktionales System eingebettet, in dem sich Be-zugsräume und gesetzlich-administrative Zuständigkeitsbereiche überlagern (Abb. 2.11, S. 21).Europäische und nationale gesetzlichen Vorgaben sind vor allem im Bundes-Bodenschutzgesetz(Kap. 2.2.1), der EG-Wasserrahmenrichtlinie (Kap. 2.2.2) und der EU-Agrarförderung definiert(Kap. 2.2.3). Die Instrumente des Bodenerosionsschutzes sind auf Maßnahmen der Vorsorge undGefahrenabwehr sowie auf wirtschaftliche Anreize ausgerichtet.

2.2.1 Bundes-Bodenschutzgesetz

Ein auf die räumliche Ebene der Landwirtschaftsbetriebe, Feldblöcke und Ackerschläge orientier-tes Gesetzeswerk ist das Bundes-Bodenschutzgesetz1 (BBodSchG) bzw. die Bundes-Bodenschutz-und Altlastenverordnung2 (BBodSchV). Vor dem Hintergrund der ökologischen und sozioökono-mischen Multifunktionalität des Bodens besteht das vorrangige Ziel des Gesetzes, die Funktionendes Bodens nachhaltig zu sichern und ggf. wiederherzustellen. Hierzu sollen schädigende Boden-veränderungen abgewehrt, Böden und Altlasten und daraus resultierende Gewässerverunreini-gungen saniert sowie Vorsorge gegen nachteilige Einwirkungen auf den Boden getroffen werden.Damit folgt das Gesetz in seiner Struktur dem allgemeinen Vorsorgeprinzip der deutschen Um-weltgesetzgebung. Danach sollen vorbeugende Maßnahmen potentielle Beeinträchtigungen undSchäden des Bodens möglichst schon vor ihrer Entstehung insbesondere durch eine standortan-gepasste Bodenbewirtschaftung verhindern, die in den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis der

1http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/bbodschg/2http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/bbodschv/


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Zeit

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[FK] Faktor Klima, [FN] Faktor Nutzung, [FR] Faktor Relief, [FB] Faktor Boden

[A] Auswirkung, [Z] Bezugseinheit, [P] Prozess, [T] Transportpfad

[FR] Rauigkeit, Mikrorelief[FK] Niederschlagsereignis (Niederschlagsenergie)[FN] Bedeckung[FB] Textur, Aggregatstabilität, Bodenfeuchte

[Z] Pedotop[P] Verschlämmung[T] kleine Rillen, Spritzer (Splash)

[A] ABNAHME DER INFILTRATIONSRATE

[FR] Reliefposition, Hangform, Hanglänge, Rauigkeit[FK] Niederschlagsereignis (Dauer und Intensität)[FN] Fruchtarten und –folgen, Bearbeitungsart[FB] Bodencatena, Textur, Corg, Strukturzustand

[Z] Hang[P] Abflußbeschleunigung und -konzentration[T] Rillen, Rinnen, Beabeitungslinien

[A] ONSITE-SCHÄDEN(Profilkappung, Akkumulation, Rillenbildung)

[FK] jahreszeitlicher Verlauf des Niederschlags[FN] Fruchtarten und –folgen, Bearbeitungsart[FR] Schlagspezifische Reliefkennwerte[FB] Bodengesellschaften

[Z] Hanggesellschaft, Schlag[P] Abflußbeschleunigung und -konzentration[T] Tiefenlinien, Talwege

[A] OFFSITE-SCHÄDENGRABENBILDUNG

[FN] langfristige Mittel der Niederschläge[FN] Landnutzungsstruktur[FR] Einzugsgebietsspezifische Reliefkennwerte[FB] Gebietswasserhaushalt

[Z] Einzugsgebiet[P] Translokation von Nähr- und Schadstoffen[T] Vorfluter- und Fließgewässersystem

[A] GEWÄSSERQUALITÄT, GERINNEEROSION

[A] Auswirkung [Z] Bezugseinheit [P] Prozess [T] Transportpfad[FK] Faktor Klima [FN] Faktor Nutzung [FR] Faktor Relief [FB] Faktor Boden

Abb. 2.9: Zusammenhang von Auswirkungen, Prozesstyp, Bezugseinheiten, Transportpfad undFaktoren der Bodenerosion innerhalb räumlich-zeitlicher Maßstabsbereiche (Helming & Frie-linghaus, 1999; Renschler, 2002; Steinhardt & Volk, 2003)

landwirtschaftlichen Bodennutzung definiert ist (vgl. Kap. 8 u. 9). Wenn hinreichende Anhaltspunk-te für Schädigungen vorliegen und Instrumente des vorsorgenden Umweltschutzes nicht greifen,können durch Fachbehörden Maßnahmen der Gefahrenabwehr angeordnet werden. (Abb. 2.10; Cal-liess, 2004; Feldwisch et al., 2003).

V O R S O R G E G E F A H R E N A B W E H R

Schaden denkbar,aber praktischausgeschlossen

Besorgnis einesSchadenseintritt beianhaltendenEinwirkungen

Unsicherheits-bereich

Schadenseintritt hinreichendwahrscheinlich

RestrisikounerwünschtesRisiko

Risiko zu prü-fen

nicht hinnehmbares Risiko

=⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒=⇒ =⇒ R I S I K O =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒ =⇒

Abb. 2.10: Das Vorsorgeprinzip im Umweltrecht (Calliess, 2004)

2.2.2 EG-Wasserrahmenrichtlinie

Das vorrangige Ziel der Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL)3 besteht darin, einen guten ökologi-schen Zustand der Oberflächengewässer (Flüsse, Seen, Küstengewässer) sowie einen guten che-mischen Zustand für das Grundwasser in der Europäischen Union herbeizuführen. Dazu werden

3Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung einesOrdnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik; Amtsblatt Nr. L 327/1 vom22.12.2000, S. 1 ff; http://www.wrrl-info.de/docs/00wrr_de.pdf


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erstmals für alle EU-Mitgliedsstaaten einheitliche und allgemein verbindliche Standards für diechemische und ökologische Qualität der Gewässer festgeschrieben. Eine der wesentlichen Neue-rungen besteht in der Abkehr von dem auf administrative Einheiten (hier: Bundesländer) orien-tierten wasserwirtschaftlichen Vollzug. Stattdessen sollen die vorzunehmenden Bestandsaufnah-men sowie die daraus resultierenden Maßnahmen auf sogenannte Flussgebietseinheiten bezogenwerden, die natürlichen Einzugsgebieten entsprechen. Oberflächenwasserkörper (OWK) stellendie kleinsten Bezugseinheiten der EG-WRRL dar, an denen die Umweltziele gemessen bzw. be-wertet und die Maßnahmen abgebildet werden. OWK haben eine Mindestfläche von 10 km2 undwerden nach geographischen und hydromorphologischen Bedingungen unter Berücksichtigungdes Schutz- und ökologischen Status abgegrenzt (EU, 2003).

LAWA (2002) und EU (2003) gehen davon aus, dass die Ziele der WRRL nur durch eine Än-derung der gegenwärtigen landwirtschaftlichen Praxis erreicht werden können. Insbesondere er-hofft man sich von der WRRL, GAP und einer entsprechend BBodSchG standortangepassten Bo-denbewirtschaftung Synergieeffekte, die zu einer engeren Verknüpfung zwischen Agrarumwelt-und Fördermaßnahmen, einer Ausweitung der landwirtschaftlichen Beratungstätigkeit sowie –durch den Bezug auf Einzugsgebiete bzw. Betrachtungsräume – einer Stärkung der Regionalpla-nung führen sollen (Schmidt & Petry, 2005).

2.2.3 EU-Agrarförderung

Die EU-Agrarminister haben eine grundlegende Reform der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) be-schlossen4. Kernpunkt der GAP-Reform ist ein Sanktionsmechanismus, der auf der Kopplung vonDirektzahlungen an Landwirte und ‘anderweitigen Verpflichtungen’ des Umwelt-, Verbraucher-und Tierschutzes beruht (cross compliance). Die wesentlichen Bestimmungen zur cross compliance-Regelung sind in der EG-Durchführungsverordnung (EG) Nr. 796/20045, dem Direktzahlungen-Verpflichtungsgesetz (DirektZahlVerpflG)6 sowie der Direktzahlungen-Verpflichtungsverordnung(DirektZahlVerpflV)7 verankert. Die DirektZahlVerpflV ist am 1. Januar 2005 in Kraft getreten undbeinhaltet Regelungen zum „guten landwirtschaftlichen und ökologischen Zustand“, die u. a. An-forderungen zur Erosionsvermeidung vorschreiben.

Der Adressat der Regelungen ist der Landwirtschaftsbetrieb. Das bedeutet, dass alle Flächeneines Betriebes unabhängig von ihrer administrativen Zugehörigkeit betroffen sind. Schließlichist darauf hinzuweisen, dass die Regelungen nicht das im Bundes-Bodenschutzgesetz veankertedeutsche Fachrecht ersetzen. Stattdessen handelt es sich bei der GAP um einen marktpolitischenAnsatz, der über finanzielle Anreize u. a. den vorsorgenden Bodenschutz stärken soll (Rothstein,2003).

2.3 Modellhierarchie

Aus Kapitel 2.1 ist ersichtlich, dass Bodenerosion das Ergebnis isolierter Einzelereignisse ist, diesich aufgrund der unterschiedlichen Ausprägung der verantwortlichen Faktoren nur bedingt ver-

4Verordnung (EG) Nr. 1782/2003 des Rates vom 29. September 2003 mit gemeinsamen Regeln für Direktzahlungenim Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik; Amtsblatt Nr. L 270 vom 21.10.2003, S. 1–69; http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2003:270:0001:0069:DE:PDF

5Verordnung (EG) Nr. 795/2004 des Rates vom 21. April 2004 mit Durchführungsbestimmungen zur Einhaltung an-derweitiger Verpflichtungen, zur Modulation und zum Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystem nach derVerordnung (EG) Nr. 1782/2003 des Rates; Amtsblatt Nr. L 141 vom 30.04.2004, S. 18–58; http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2004:141:0018:0058:DE:PDF

6Gesetz zur Regelung der Einhaltung anderweitiger Verpflichtungen durch Landwirte im Rahmen gemeinschafts-rechtlicher Vorschriften über Direktzahlungen vom 21. Juli 2004 (BGBl. Teil I 2004 Nr. 58 vom 26.07.2004, S. 1767 ff);http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/direktzahlverpflg/gesamt.pdf

7Verordnung über die Grundsätze der Erhaltung landwirtschaftlicher Flächen in einem guten landwirtschaftlichenund ökologischen Zustand vom 4. November 2004 (BGBl. Teil I 2004 Nr. 58 vom 12.11.2004, S. 2778 ff); http://www.bmelv.de/SharedDocs/Rechtsgrundlagen/D/Direktzahlungen-Verpflichtungenverordnung-Lesefassung.html?nn=310870


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http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2003:270:0001:0069:DE:PDF




http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/direktzahlverpflg/gesamt.pdf

http://www.bmelv.de/SharedDocs/Rechtsgrundlagen/D/Direktzahlungen-Verpflichtungenverordnung-Lesefassung.html?nn=310870




gleichen lassen. Die Extrapolation der damit im Zusammenhang stehenden Beobachtungen ba-siert auf zumeist (1.) statistisch-empirischen, (2.) physikalisch basierten oder (3.) hybriden Ansät-zen, die zu einer Vielzahl von Erosionsmodellen geführt haben (Tab. 2.1 u. Abb. 2.11, vgl. Merrittet al., 2003).

2.3.1 Empirische Modellansätze

Statistisch-empirische Modellansätze sind durch einen hohen räumlichen und zeitlichen Aggre-gationsgrad sowie die Einbeziehung einer geringen Anzahl von bestimmenden Variablen gekenn-zeichnet (Jakeman et al., 1999). Die Variablen bzw. ihre Beziehungen zur Zielgröße ergeben sichzumeist aus lokalen Beobachtungen bzw. Messungen, die zu in der Regel lineraren Beziehungenverallgemeinert werden.

Empirische Modelle haben sich insbesondere zur Identifikation von Sedimentquellen, der Ab-leitung von räumlichen Erosionsmustern sowie der qualitativen Erosionsbewertung bewährt (Volket al., 2001; Steinhardt & Volk, 2003; AD-HOC AG Boden, 2003; Van Remortel et al., 2004). Aller-dings bleiben bei den groben Annahmen, die den Modellen zugrundeliegen, nicht-lineare Be-ziehungen zumeist unberücksichtigt. Während empirische Modelle hinsichtlich ihrer räumlichenAussageschärfe als maßstabsunabhängig betrachtet werden können, bedingt der hohe inhaltlicheAggregationsgrad der Eingangsdaten eine Vernachlässigung der zeitlichen Heterogenität (Merrittet al., 2003).

2.3.2 Physikalische Modelle

Physikalische Modellansätze wurden entwickelt, um die fluiviatil-bedingten Bodenabtrags- undDepositionsprozesse mit einer höheren räumlich-zeitlichen Auflösung nachzuvollziehen sowieAussagen zu Offsite-Schäden ableiten zu können. Konzeptionelle Gemeinsamkeiten bestehen inder Unterscheidung der Prozesskomponenten Loslösung, Transport und Deposition der Bodenpar-tikel (vgl. Kap. 2.1). Die Mehrzahl der Modelle basiert auf der Grundannahme, „dass der Austragdurch Loslösung in keinem Fall größer sein kann als der bei maximaler Auslastung der oberflä-chenparallelen Strömung mögliche Transport“ (Schmidt, 1998, S. 141). Damit im Zusammenhangsteht die sog. Kontinuitätsgleichung, nach der die Erosions- bzw. Depositionsrate (γ > 0) derÄnderung des Feststoffmassenstromes qs entlang des Fließweges x innerhalb einer Zeiteinheit tentspricht (Gl. (2.1)). Zu Materialabtrag bzw. -ablagerung kommt es, wenn qs zunimmt bzw. ab-nimmt. Erosion und Deposition werden also in erster Linie von den Eigenschaften des Bodens(zu überwindender Erosionswiderstand der Bodenpartikel) sowie den Eigenschaften der oberflä-chenparallen Strömung bzw. des Reliefs (Transportkapazität) beeinflusst (Schmidt, 1998).

γ(x, t) =δqs

δx× δt (2.1)

Die Anwendbarkeit der Modelle ist allerdings oftmals durch den hohen Parametrisierungsauf-wand und die mangelnde Verfügbarkeit der Eingangs- und Kalibrierungsdaten eingeschränkt.Die Bereitstellung der Eingangsdaten zieht deshalb häufig ‘individuelle Lösungen’ nach sich,worunter die Übertragbarkeit der Modellansätze und die Vergleichbarkeit der Modellierungser-gebnisse leidet.

2.3.3 Hybride Modelle

Hybride Modellansätze können als Reaktion auf die Überparametrisierung und somit räumlicheBeschränkung physikalischer Modelle sowie die mangelnde inhaltliche Aussagetiefe empirischerModelle angesehen werden. Sie stellen einen Kompromiss zwischen räumlicher und zeitlicherHeterogenität dar, was sich in dem Bezug auf Einzugsgebiete und einer minimalen zeitlichenAuflösung zwischen einem Tag und Einzelereignissen manifestiert. Während der Modellkern zu-


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Raum

Standort

Ackerschlagonsite

Feldblock/Betriebonsiteoffsite

Gewässereinzugsgebietoffsite

1 m2 1 ha 1 km2 102-105 km2

min/h

h/d

d/a

a

SWAT/AGNPS

SWA

T/A

GN

PS

WEPP/Erosion 2D3D

USLE/ABAG

USL

EA

BA

GW

EPP

Eros

ion

2D3D

Abb. 2.11: Modelle, Prozesse und Bezugseinheiten im Raum-Zeit-Kontinuum

Tab. 2.1: Eigenschaften ausgewählter empirischer1, physikalischer2 und hybrider3 Modelle zurErosionsabschätzung (nach Schmidt, 1998; Duttmann, 1999; Hennings, 2000; Merritt et al., 2003;AD-HOC AG Boden, 2003)

Modell Prozess Raumbezug Zeit-bezug

Parame-trisierung Quelle

USLE1

ABAG1 Epot, Eakt Hang (ungegliedert) a gering Wishmeier & Smith (1978); Schwert-mann et al. (1990)

RUSLE1 Epot, Eakt Hang (ungegliedert) a gering Renard et al. (1991)

ABAGflux1 Epot, Eakt Hang (gegliedert) a gering geoflux GbR (2007); Wurbs et al.(2007a); Volk et al. (2009b)

WEPP2 Eakt, D, AOHang (kontinuier-lich), EZG e hoch Laflen et al. (1989)

Erosion2D/3D2 Eakt, D, AO

Hang (kontinuier-lich), EZG e (v) mittel Schmidt et al. (1996)

SWAT3 Eakt, D, AO,NA, PA EZG d mittel Arnold et al. (1993)

AGNPS3 Eakt, D, AO,NA, PA EZG e mittel Young et al. (1989)

Eakt = aktuelle Erosion; Epot = potentielle Erosion; D = Deposition, AO = Oberflächenabfluss; NA = Nährstoffaustrag; PA = Pesti-zidaustrag; EZG = Einzugsgebiet; a = Jahr; d = Tag; e = Einzelereignis; v = verknüpfbar


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meist einen empirischen Ansatz enthält, wird die Verknüpfung der Bezugseinheiten (Nähr- undWasserstofftransport) in der Regel auf einer physikalischen Grundlage realisiert.

2.3.4 Welches ist das beste Modell?

Modelle zur Simulation von Erosions- und Sedimenttransportprozessen unterscheiden sich hin-sichtlich ihrer Komplexität, der abgebildeten Prozesse sowie der notwendigen Eingangsdatenzur Kalibrierung und Validierung. Grundsätzlich gibt es kein Modell, das für alle Fragestellun-gen gleichermaßen geeignet ist. Die Auswahl eines Modells ist abhängig vom räumlichen undzeitlichen Zielmaßstab, wird aber maßgeblich von der räumlichen und zeitlichen Auflösung derModelleingangs- und Validierungsdaten gesteuert. Während geometrisch und inhaltlich hochauf-gelöste Boden- und Reliefinformationen landesweit verfügbar sind (z.B. , DGM 10, Bodenschät-zung), besteht insbesondere ein Defizit an Validierungsdaten sowie von zeitlich hochaufgelöstenInformationen zur Landnutzung (schlagbezogene Fruchtfolgen) und zum Niederschlag (Einzel-niederschlagsereignisse).

Empirische Modelle wie die ABAG haben den Vorteil, dass die Anforderungen an die Eingangs-daten gering und Validierungsinformationen nicht unbedingt notwendig sind. Allerdings könnenkeine quantitativen, sondern nur qualitative bzw. relative Modellergebnisse abgeleitet werden, diehinsichtlich ihrer Unsicherheit nicht bewertet werden können. Aus der Sicht der Vollzugspraxisist es jedoch zumeist nicht notwendig, die relevanten Prozesse quantitativ abzubilden (Newhamet al., 2004). Stattdessen ist es vielfach ausreichend, die Problemgebiete zu lokalisieren und quali-tativ zu bewerten. Auf dieser Grundlage können dann Maßnahmen entwickelt werden, die in derRegel nur durch Interaktion mit den Betroffenen umgesetzt werden können (Volk et al., 2009b).

2.3.5 Wie können Validierungsdaten erhoben werden?

Validierungsdaten auf Hang-, Schlag- oder Feldblockebene sind nur vereinzelt verfügbar. Dasbetrifft insbesondere ereignisbezogene Informationen und Messdaten, die zur Validierung undKalibrierung physikalischer Modelle notwendig sind und einen hohen personellen und techni-schen Aufwand erfordern. Allerdings ermöglichen indirekte und kosteneffektive Kartierungsme-thoden die Gewinnung von Informationen zu langfristigen Bodenauf- und Bodenabträgen, diezur Validierung und zur Abschätzung der Unsicherheiten von empirischen Modellen geeignetsind (Stroosnijder, 2005). Dazu gehört beispielsweise der Vergleich von aktuellen mit älteren Bo-denprofilen wie den Grablochbeschrieben der Bodenschätzung. Zu beachten ist aber, dass diekartierten Profildifferenzen sowohl durch Wasser- als auch durch Bearbeitungserosion verursachtworden sein können (Van Oost et al., 2006).

Auf der Einzugsgebietsebene ist das Fehlen von Daten gemessener Sedimentfrachten und Was-serqualität als ein generelles Problem der quantitativen Erosionsmodellierung zu betrachten (Volket al., 2009a). Die Erhebung dieser Informationen kann nur durch langfristige Sedimenttransport-messungen bzw. ein Wasserqualitätsmonitoring realisiert werden. Der damit verbundene perso-nelle und technische Aufwand muss jedoch durch effiziente Monitoringstrategien optimiert wer-den. Hierzu sollten in Modellgebieten, die bestimmte Landschaftstypen in Sachsen-Anhalt reprä-sentieren, Monitoringprogramme über lange Zeiträume etabliert werden. Auf diese Weise ist esmöglich, Validierungsdatensätze zu generieren, auf deren Basis dann die Modellaussagen quali-tativ verbessert und die daraus abgeleiteten Prognosen sicherer werden. Die validierten Model-le könnten dann in vergleichbaren Gebieten einer Landschaftseinheit angewendet werden, ohnedass dort der große Aufwand der Schaffung einer so detaillierten Validierungsdatenbasis wie inden Modellgebieten erfolgen muss.


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Teil II

Schwerpunktgebiete, Erscheinungsformen undAuswirkungen


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3 Schwerpunktgebiete und Fallbeispiele

Henrik Helbig

Neben der ackerbaulichen Nutzung, welche als wesentlicher Einflussfaktor für die aktuelle Bo-denerosionsgefährdung gilt, bestimmen vor allem die naturräumlichen Gegebenheiten die poten-tielle, das heißt die naturbedingte Erosionsgefährdung im Land Sachsen-Anhalt. Als wichtigs-te natürliche Standortfaktoren gelten dabei die Niederschlagserosivität, die Bodenerodierbarkeitund insbesondere die Reliefeigenschaften (vgl. Kap. 6).

Bodenerosion durch Wasser wird begünstigt durch geringe Bodenbedeckung (Ackernutzung),hohe Niederschlagssummen, starke Hangneigungen, große Hanglängen ohne Barrieren und leh-mige und schluffige Böden. Diese Bedingungen sind schwerpunktmäßig in den Berg- und Hü-gelländern im Süden und Südwesten Sachsen-Anhalts anzutreffen. Sehr verbreitet sind Erosions-erscheinungen auf den ackerbaulich genutzten Standorten des Unterharzes. Im Lössbodengürtelzwischen Zeitz, Sangerhausen, Magdeburg und Helmstedt, im altmärkischen End- und Grund-moränengebiet und im Fläming treten Wassererosionsprobleme eher kleinräumig und vor allemin Gebieten mit größerer Reliefenergie (Lösshügelländer, Talhänge, Plateauränder) auf, wohinge-gen die ebenen Lössplatten- und Lössbörden deutlich weniger betroffen sind. Starkregenereig-nisse können aber auch in ansonsten wenig gefährdeten Gebieten zu massiven Erosionsschädenführen. Für weite Teile der Hoch- und Mittellagen des Harzes besteht – trotz hoher Niederschlags-summen, Bodenerodierbarkeit und Hangneigungen – keine Erosionsgefährdung, da sie überwie-gend als Grünland oder Forst genutzt werden (Abb. 3.1).

Im Folgenden werden rezente (gegenwärtig ablaufende) Erosionsprozesse anhand von Bild-und Datenmaterial aus drei Erosionsgebieten exemplarisch dargestellt und erläutert (Abb. 3.2):

1. Gebiet 1 gehört zum nördlichen Harzvorland und liegt nordöstlich von Quedlinburg.

2. Gebiet 2 liegt nördlich von Eisleben, unweit der Ortschaft Polleben im Mansfelder Land.

3. Gebiet 3 befindet sich westlich von Löbejün in der Nähe der Ortschaft Domnitz und wirdebenso wie Gebiet 2 geografisch dem östlichen Harzvorland zugerechnet.

Alle drei Gebiete befinden sich in Landschaften mit erheblicher wasserbedingter Bodenerosion.Dies wird anhand ihrer Lage auf der Wassererosionsgefährdungskarte deutlich. In dem Karten-ausschnitt nehmen rötliche Farbtöne, die eine mittlere bis sehr hohe Gefährdung repräsentieren(siehe Legende), einen hohen Flächenanteil ein.

Für jedes Gebiet werden auf den folgenden Seiten die Reliefverhältnisse anhand der Relief-schummerung in Kombination mit einer Flächenfarbe für die Höhe ü. NN und Höhenlinien dar-gestellt. Dabei steht die Farbe Grün für relativ geringe Höhen über Normalnull (ü. NN) und dieFarbe Braun für relativ große Höhen ü. NN. In dieser Karte sind außerdem wichtige topographi-sche Elemente (Straßen, Wege, Wald etc.) enthalten. Solche Objekte wirken häufig als Erosions-barrieren und sind deshalb für das Verständnis der Erosionsprozesse von Bedeutung. Unter derReliefkarte befindet sich jeweils eine Luftbildaufnahme, die etwa den gleichen Kartenausschnittwiedergibt. Das Luftbild zeigt die Veränderung der Böden durch Wassererosionsprozesse.

3.1 Beispielgebiet Quedlinburg

Auf der relativ ebenen Hochfläche nordöstlich von Quedlinburg ist eine muldenförmige Hang-rinne erkennbar, die von der Hochfläche in das tiefer liegende Bodetal verläuft (Abb. 3.3a). Diese


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26 Schwerpunktgebiet und Fallbeispiele für Wassererosion

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MAGDEBURG

HALLE

DESSAU-ROSSLAU

keine

sehr gering

gering

mittel

hoch

sehr hoch

Potentielle Wasser-erosionsgefährdung(R * K * S * 2)

Grünland

Wald

Abb. 3.1: Potentielle, d. h. auf Grundlage natürlicher Bedingungen gegebene Wassererosionsge-fährdung der Böden in Sachsen-Anhalt (vgl. Kap. 6)


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Abb. 3.2: Lage der Beispielgebiete für Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt und poten-tielle Wassererosionsgefährdung. Beispielgebiet 1: Quedlinburg, 2: Polleben, 3: Domnitz

Rinnenstruktur wurde 2004 von einer archäologischen Grabung geschnitten. Der Rand der Hoch-fläche zum Bodetal ist als markante Steilstufe von ca. 16 m Höhe ausgebildet.

Die Geländeneigung im Bereich der Rinnenstruktur liegt zwischen 3 und 5◦. Die Rinne dientals temporäre Abflussbahn oberflächig abfließender Niederschläge aus einem ackerbaulich inten-siv genutzten kleinen Einzugsgebiet. In Abbildung 3.3b hebt sich infolge der dunkleren Färbung– verursacht durch Akkumulation von erodiertem humosen Bodenmaterial – die Rinnenstrukturdeutlich von der Umgebung ab (schwarzer Pfeil). Von Bodenerosion betroffen sind die Flankender Hangrinne und der Hochflächenrand (helle Bereiche), da nur hier die entsprechende Gelän-deneigung vorhanden ist. Die Hochfläche selbst ist nahezu eben. Bodenerosion findet hier kaumstatt. Das beweist eine Bodenprofilaufnahme mit einem unverkürzten Löss-Schwarzerdebodenca. 2 km südöstlich der Hangrinne.

Umso dramatischer ist der Bodenverlust an den Flanken der Hangrinne und dem Hochflächen-rand. Wie Abbildung 3.3c deutlich macht, ist der fruchtbare Boden in erheblichem Maße abgespültworden, so dass sich das ackerbaulich nutzbare Bodenvolumen im Verlaufe der Jahrhunderte ent-sprechend verringert hat. Das Bodenmaterial wird bei Starkregenereignissen mit dem abfließen-den Niederschlagswasser, aber auch im Zuge der Bodenbearbeitung mit dem Pflug auf mecha-nischem Wege hangabwärts transportiert. In der Hangrinne sammeln sich Regenwasser und Bo-denmaterial, und wenn die Transportkraft genügend groß ist, findet eine weitere Verlagerung desBodens in die Bodeaue und schließlich in die Bode selbst statt.

Umgelagertes Bodenmaterial akkumuliert stets in Geländedepressionen und bildet oft mäch-tige humose Schichten. In Abbildung 3.3d liegt das umgelagerte Bodenmaterial (Kolluvium) derRinnenflanken über dem dort ohnehin vorhandenen Boden. Allerdings gleicht die Akkumulationvon Bodenmaterial den Verlust am Abtragsstandort in der Regel nicht aus, da sich der Wurzel-raum der Pflanzen und die nutzbare Feldkapazität des Wurzelraumes nicht beliebig vergrößern.Am Akkumulationsstandort häuft sich demzufolge Boden „nutzlos“ an, während er am Abtrags-standort tatsächlich fehlt (vgl. Kap. 5).


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(a) Topographische Karte und Reliefschummerung (b) Luftbildauschnitt (schwarzer Pfeil: Lage des Bo-denprofils; Quelle: GeoContent GmbH Magdeburg)

(c) Das Foto zeigt den Grabungsschnitt, der von der nordwestlichenRinnenflanke (Vordergrund) durch die Tiefenlinie der Rinne auf diesüdwestliche Rinnenflanke (Hintergrund) verläuft (vgl. Abb. 3.3a u.3.3b). Der ehemals vorhandene Schwarzerdeboden ist an den Rinnen-flanken durch Bodenerosion abgetragen worden. Deshalb reichen hu-musfreie grobe Schotter bis an die Geländeoberfläche. Der schwarzePfeil kennzeichnet die Lage des Bodenprofils.

(d) Das Foto verdeutlicht, dass an der tiefsten Stelle der Rinne (Tiefen-linie) sich die oberhalb abgetragene Schwarzerde (schwarze und brau-ne Schichten) sammelt und von hier aus schubweise weiter ins Bode-tal verfrachtet wird. Unterhalb des humosen Bodens lagert gelber Lößaus der Eiszeit. Dass bereits während der Eiszeit Materialumlagerun-gen stattgefunden haben, beweist eine kleine, wenige Meter breite Rin-nenstruktur mit Schichtung in der Bildmitte

Abb. 3.3: Beispielgebiet 1: Quedlinburg (Fotos: H. Helbig, 2004)


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3.2 Beispielgebiet Polleben

In der topographischen Karte des Beispielgebietes Polleben sind zwei Rinnenstrukturen erkenn-bar, die von West nach Ost von der Hochfläche abwärts dem Tal der Schlenze zustreben (Abb.3.4a). Infolge der dunkleren Färbung, verursacht durch Akkumulation von erodiertem Humusbo-den, heben sich die Rinnenstrukturen auf dem Luftbild deutlich von der Umgebung ab (schwarzePfeile in Abb. 3.4b). Erkennbar sind hier auch Verzweigungen von den Hauptrinnen. Die aufge-hellten weißlichen Flächen kennzeichnen Bereiche mit Bodenabtrag (erodierte Böden). Im Bereichder beiden muldenförmigen Hangrinnen treten Geländeneigungen von bis zu 7◦ auf. Die Boden-erosion wird hier ganz entscheidend durch die Hangrinnen und ihre Verästelungen gesteuert.

Die Böden bestehen überwiegend aus tonigem Schluff, der stark erosionsanfällig ist. Der Ackerwies zum Zeitpunkt des Erosionsereignisses eine nur geringe Bodenbedeckung mit jungen Ge-treidepflanzen auf (Abb. 3.4c, d u. e). Obgleich die Luftbild- und Geländeaufnahmen beweisen,dass die Böden durch Bodenerosion bereits deutlich geschädigt sind, solche Erosionsereignissehier demzufolge regelmäßig auftreten, sind durch den Flächennutzer keinerlei erosionsmindern-de Maßnahmen ergriffen worden. Das Eggen der Erosionsrillen und des Schwemmfächers istnicht mehr als eine nachträgliche „Bodenkosmetik“.

Die Straße von Polleben Richtung Norden verläuft quer zu den Hangrinnen und fungiert inso-fern als Erosionsbarriere (vgl. Abb. 3.4b). Deshalb hatte sich ein Großteil des abgespülten Bodensvor (westlich) der Straße angesammelt (Abb. 3.4c). Die Barrierewirkung der Straße war allerdingsnicht zu 100 % gegeben. Ein Teil des abfließenden Wassers war über die Straße geflossen und hattedabei Bodenmaterial auf der Straße abgelagert.

3.3 Beispielgebiet Domnitz

Im Fokus steht hier ein Hangbereich, der begrenzt wird durch diverse Verkehrswege (lila Umriss-linie; Abb. 3.5a u. b). Die Straßen und Bahndämme verhindern (weitgehend) als Barrieren einenoberflächigen Zufluss von Niederschlagswasser. Die Reliefschummerungskarte zeigt einen Ge-ländeabfall von Südost nach Nordwest, wobei die Höhendifferenz zwischen Hügelkuppe undEisenbahnbrücke auf 1200 m Entfernung ca. 35 m beträgt. Der Hang weist eine Reihe von Verfla-chungen und Mulden auf, die in der Schummerungskarte und im Luftbild ansatzweise erkennbarsind. Die stärksten Geländeneigungen in diesem Areal treten direkt unterhalb der Hügelkuppeauf und betragen dort etwas mehr als 4◦. Ansonsten gibt es wenige Flächen die mehr als 2◦ Nei-gung aufweisen, zumeist liegen diese unter 2◦. Ebenfalls schwach ausgeprägt ist eine Hangrinne,die im mittleren Teil des Hanges ansetzt. Insgesamt ist das Gelände also ziemlich flach und au-ßerdem durch einige Verebnungs- und Muldenbereiche gekennzeichnet, die bei Regenereignisseneinen schnellen Abfluss in Richtung der Hangrinne verzögern.

Die Böden bestehen auch hier überwiegend aus tonigem Schluff, der stark erosionsanfällig ist.Unter der relativ dünnen Lössdecke lagern glaziale Lehme mit einer verhältnismäßig geringenDurchlässigkeit. Daraus resultiert eine relativ geringe Aufnahmekapazität der Böden für Regen-wasser. Der Acker verfügte zum Zeitpunkt des Erosionsereignisses über eine nur geringe Boden-bedeckung mit Zuckerrüben.

Die folgenden Informationen zum Wetterverlauf am 31. Mai 2008 in der Umgebung von Dom-nitz wurden uns freundlicherweise von Dr. Jurik Müller (Deutscher Wetterdienst Leipzig) zurVerfügung gestellt. An der nächstgelegenen, in Betrieb befindlichen Niederschlagsmessstelle inNeutz belief sich die für den 31. Mai ermittelte Tagessumme der Niederschlagshöhe auf 45,8 mm.Aber auch im Bereich der Niederschlagsmesstellen Hettstedt, Teutschenthal und Staßfurt wüte-ten das oder die Unwetter. Immerhin ergab sich in Staßfurt vom Nachmittag bis in die Nachthinein eine Niederschlagssumme von 31,4 mm. In Teutschenthal fielen von 19.30 Uhr bis 24.00Uhr 30,2 mm Regen und in Hettstedt betrug die im Zeitraum von 17.45 Uhr bis 21.15 Uhr gemes-sene Summe der Niederschlagshöhe 26,8 mm. In Halle-Kröllwitz wurde für den letzten Maitageine Niederschlagsspende von 17,4 mm ermittelt. Die unwetterartigen Gewitterschauer waren im


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(a) Topographische Karte und Reliefschummerung (b) Luftbildauschnitt (Quelle: GeoContent GmbH Magde-burg)

(c) Nördliche Rinne (Aufnahmepunkt und Blickrichtung; vgl. Abb. 3.4b):Im Vordergrund ist ein teilweise übereggter Schwemmfächer aus abgespül-tem Bodenmaterial sichtbar. In der Bildmitte bildet die Tiefenlinie (wie ihrsüdlicher Nachbar) eine Abflussbahn für oberflächig abfließende Nieder-schlagswässer. Das abfließende Wasser hatte in der Tiefenlinie Boden aus-gespült und eine Rinne hinterlassen, worauf hin der Landwirt den Scha-den übergeeggt hatte. Im Hintergrund und an den rechten Flanken führtewiederholte flächenhafte Abspülung und intensive Bodenbearbeitung zuErosion des Humusbodens (helle Flächen).

(d) Den Tiefenlinien (hier nördliche Rinne) werden von den Seiten oberflä-chig abfließende Niederschlagswasser zugeführt. Teilweise sammelt sichdieses Wasser auf den Hängen und bildet flache kleine Abflussbahnen.

(e) Flächenhafte Erosion in Form vieler kleiner Erosionsrillen: Hier handeltes sich um den ostexponierten Hang, der in Abbildung 3.4c (Pfeil d) imBildhintergrund durch seine deutliche Aufhellung auffällt.

Abb. 3.4: Beispielgebiet 2: Polleben (Fotos: H. Helbig, Sommer 2007)


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(a) Topographische Karte und Reliefschummerung (b) Luftbildauschnitt

(c) Aufnahme von der Eisenbahnbrücke Richtung Hügelkuppe (Foto:T. Bach (LHW), 01.06.2008; vgl. Abb. 3.5b): Im Vordergrund befindetsich abgeschwemmtes Bodenmaterial auf der Straße und als Schwemm-fächer auf dem Zuckerrübenacker. Das abfließende Bodenwasser hatim Bereich der Rinne Rübenpflanzen und Bodenmaterial weggespült,so dass sich im Mittelgrund des Bildes der Verlauf der Rinnenstrukturabzeichnet.

(d) Unter der Straße verläuft von rechts nach links ein Rohrdurchlass.Über diesen Durchlass ist ein Teil des vom Acker abfließenden Star-kregenwassers und Bodensedimentes in einen Graben links der Straße(Weidengebüsche) gelangt. Ein anderer Teil des Bodensedimentes kamaufgrund nachlassender Transportkraft und vorhandener Barrieren vorund auf der Straße zur Ablagerung.

Abb. 3.5: Beispielgebiet 3: Domnitz (Fotos: T. Bach, LHW, 01.06.2008)


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Bereich einer aus dem Frontenzug eines auf den Namen Hilal getauften Tiefdruckgebietes gebil-deten markanten Luftmassengrenze entstanden, die sich am Morgen des Folgetages (01. Juni) vonder Lausitz über das südliche Niedersachsen zur Deutschen Bucht erstreckte. Das Tief Hilal hattemit schwülwarmer Luft das Wettergeschehen im westlichen Mitteleuropa bestimmt.

Dieses Beispiel zeigt, dass auch auf gering geneigten Flächen eine starke Bodenerosion auftretenkann, wenn mehrere andere Faktoren – wie geringe Bodenbedeckung, Erosionsanfälligkeit derBöden, eventuell auch eine verhältnismäßig geringe Aufnahmekapazität, große erosionswirksameHanglängen und starke Niederschlagsereignisse – zusammen wirken.

Der in der Abbildung 3.5d erwähnte Rohrdurchlass stellt wie tausende ähnliche Bauwerke, dieder Ableitung von Oberflächenabfluss dienen, ein grundsätzliches Problem dar. Die vermeintliche„schadlose Ableitung“ ist nämlich mit der Einleitung von Bodenmaterial, Düngern und Pflanzen-schutzmitteln in die Gewässer verbunden.

3.4 Schlussbetrachtung

In diesen wie auch in anderen zahlreichen Erosionsfällen stellt sich die Frage, wer eigentlich fürdie entstehenden Schäden aufkommt. Dabei sind jene Schäden, die durch den „Schlamm“ (zu-meist wertvolles Bodenmaterial) auf Straßen und in Kellern entstehen, verhältnismäßig einfach„zu beseitigen“. Viel bedeutender und nachhaltiger sind die Schäden am Naturgut Boden, dasu. a. unsere Ernährungsgrundlage darstellt. Wer kommt für diese Schäden auf? Auch die Schädenan Gewässern werden bisher überwiegend als selbstverständlich betrachtet.

Es wäre allerdings nicht angemessen, die Landwirte mit der Erosionsproblematik allein zu las-sen. Erosionsschutz ist letztlich eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Zur Durchsetzung einerbodenschonenden Landbewirtschaftung müssen eindeutige Normen und Vorschriften erarbeitetwerden, um eine ebenso eindeutige Sanktionierung bei Nichteinhaltung veranlassen zu können.Die wissenschaftlichen Grundlagen dafür liegen vor.

Bekanntermaßen ist die Bodenfruchtbarkeit in Sachsen-Anhalt nicht überall gleich hoch. Ähn-lich verhält es sich auch mit der Bodenerosion. Unterschiedliche naturräumliche Voraussetzun-gen (Relief, Boden, Niederschlag) haben räumlich differenzierte Erosionsgefährdungen zur Folge.Deshalb kann die eine Fläche ohne jegliche Erosionsschutzmaßnahmen bewirtschaftet werden,wohingegen auf einem anderen Schlag eine permanente Gefährdungssituation vorliegt.Die damitim Zusammenhang stehende Frage, wie Standortnachteile hinsichtlich der Erosionsgefährdungausgeglichen werden können, wird ausführlicher in Kapitel 5 diskutiert.


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4 Fallstudien zu Quantifizierung und Phasen derBodenerosion

Gerd Schmidt und Henrik Helbig

4.1 Quantifizierung der Bodenerosion

Die messtechnische Erfassung der Bodenerosion orientiert sich an dem Teilprozessen Abtrag, Trans-port und Akkumulation (vgl. Kap. 2.1.1). Da die Bodenerosion ein Teil des gesamten Wasser- undStoffhaushaltsgefüges von Landschaften darstellt, wird das Problem auch von unterschiedlichenWissenschaftsdisziplinen (Bodenkunde, Geomorphologie, Hydrologie, Gewässerökologie, Lim-nologie) untersucht. In der jüngeren Vergangenheit hat sich die Bodenerosionsforschung deshalbzu einem interdisziplinären Forschungsfeld entwickelt (vgl. Kap. 1).

Aus den Kapiteln 3 und 6 geht hervor, dass Sachsen-Anhalt durch eine deutliche regionale Dif-ferenzierung hinsichtlich der Anfälligkeit von Böden für Erosion durch Wasser gekennzeichnetist. Hier ist im besonderen Maß das Lössgebiet mit seinen schluffreichen, zur Verschlämmungneigenden Böden betroffen. Darüber hinaus sind es die stärker reliefierten Abschnitte des Un-terharzes und der Harzrandgebiete, die eine erhöhte Erosionsdisposition aufweisen. Neben denReliefverhältnissen und dem Bodeninventar ist das Niederschlagsgeschehen als auslösendes Mo-ment der Bodenerosion von großer Bedeutung für deren räumliches Auftreten in Sachsen-Anhalt.Damit sind der Unterharz und das östliche Harzvorland mit den häufig auftretenden Starkrege-nereignissen sowie der Schneeschmelze besonders interessant.

Informationen zur Quantifizierung der Bodenerosion durch konkrete Messungen liegen in Sach-sen-Anhalt vor allem für die traditionellen Untersuchungsgebiete der Forschungseinrichtungendes Landes vor. Die Forschungsarbeiten der Institute für Geowissenschaften und Agrar- und Er-nährungswissenschaften der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg konzentrieren sich vor-rangig auf das östliche Harzvorland mit dem Einzugsgebiet der Mansfelder Seen (QuerfurterPlatte), das Untere Saaletal und das Köthener Ackerland. Das Institut für Agrar- und Ernährungs-wissenschaften der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, die Fachhochschule Magdeburgund das Helmholtzzentrum für Umweltforschung Leipzig-Halle (UFZ) konzentrieren ihre Arbei-ten vor allem auf den Unterharz am Beispiel des Schäfertal-Einzugsgebietes.

Nachfolgend werden anhand einzelner Studien exemplarische Aussagen zum Ausmaß der Bo-denerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt getroffen (Abb. 4.1). Dabei folgen die Betrachtungendem Verlauf der o. g. Erosionsteilprozesse vom Abtrag über den Transport bis zur Akkumulation.

4.1.1 Abtrag

Thomas (1980a, 1983) führte über 10 Jahre detaillierte Bodenaufnahmen im Einzugsgebiet des Sü-ßen Sees mit dem Ziel der Analyse erosiver Bodenumlagerungen durch. Dabei wurde zwar keineQuantifizierung des Abtrages anhand von Messparzellen durchgeführt, dafür aber konnten mitHilfe der Kartierung von Erosionsspuren auf landwirtschaftlichen Nutzflächen und Aufnahmevon Bodenprofilen an Unterhängen Aussagen zum flächenhaften Ausmaß von Erosionsprozes-sen abgeleitet werden. In diesem Zusammenhang wurden am Huth-Berg südlich von Volkstedtim Einzugsgebiet des Süßen Sees erhebliche erosive Bodenumlagerungen aufgezeichnet. So fielenam 14. Juni mit 33,5 mm, am 16. Juni mit 53,3 mm und am 19. Juni 1977 mit 31,4 mm so intensiveNiederschläge, dass auf einem dort gelegenen Gemüseacker erhebliche Erosionsprozesse stattfan-


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34 Fallstudien zu Quantifizierung und Phasen der Bodenerosion in Sachsen-Anhalt

Abb. 4.1: Lage der Fallstudiengebiete

den. Im Oberhangbereich traten bis zu 20 cm Tiefe und 20 cm breite Erosionsrinnen auf, die sichbis zum Unterhang in Einzelfällen bis auf 4 m breite Transportsysteme erweiterten. Am Hang-fuß wurde eine Akkumulationsfläche von 60 m Breite und 20 m aufgenommen, deren maximaleMächtigkeit 1,5 m betrug. Die durchschnittliche Mächtigkeit der Ablagerungen des Ereignissesauf der genannten Fläche wurde mit 20 cm angegeben. Daraus resultiert ein Volumen von 240 m3

umgelagertem Bodenmaterial. Außerdem wurden nach Aussagen von Thomas (1980b) an einemBodenaufschluss in der Akkumulationsfläche mehrere Akkumulationsschichten aus vergangenenErosionsereignissen diagnostiziert.

Weitere erhebliche Bodenumlagerungen sind durch Geländeuntersuchungen auf ackerbaulichgenutzten Arealen des nördlichen Harzvorlandes (Osterwieck), des Harzes und Mansfelder Lan-des (Strenznaundorf, Golbitz) festgestellt worden (Abb. 4.2 u. 4.3). Der Anteil erodierter Bödenbeträgt in diesen Gebieten ca. 30 % der Ackerfläche (Schröder, 1981; Helbig, 2007; Linke, 1968).

In einer ähnlichen Größenordnung liegen die Schätzungen für Deutschland. Von Bork et al.(1998, S. 196) wurde der Anteil der von Wassererosion betroffenen Ackerfläche auf 25 bis 30 %geschätzt.

Schröder et al. (1995) untersuchten anhand von acht standardisierten Messparzellen im Unte-ren Saaletal bei Rothenburg das Ausmaß der Bodenerosion von Lössregionen im MitteldeutschenTrockengebiet (Abb. 4.4). Dabei wurden im Zeitraum zwischen 1992 und 1995 auf Standorten mitLöss und Moränenmaterial Abträge von 0,8 bis 9,9 t/ha/a gemessen. Die Autoren heben dabeihervor, dass die Moränenstandorte bei vergleichbaren Reliefverhältnissen höhere Abtragsratenaufweisen als die reinen Lössstandorte. Neben der Abtragsmessung wurde auch die ABAG (vgl.Kap. 6.1) für das Gebiet angewendet. Die mit der ABAG ermittelten Werte für das Gebiet sindzirka zehnmal höher als die im Versuchzeitraum gemessenen1.

1Hierzu ist anzumerken, dass mit der ABAG langfristige Mittelwerte abgeschätzt werden sollen, der Messzeitraumhingegen lediglich vier Jahre umfasste. Beide Methoden, die Feldmessung und die Modellierung, sind mit Unsi-


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Abb. 4.2: Lage der von Linke (1968) untersuchten Ackerflächen im Harz, die von Wasser- undBearbeitungserosion betroffenen waren. Der Anteil erodierter Profile betrug nach Linke ca. 30 %aller kartierten Profile.

Abb. 4.3: Klassifizierte Bohrstockaufnahmen eines Testschlages bei Osterwieck im nördlichenHarzvorland (Profildatenbank des LAGB). Die Profile wurden anhand von Merkmalen wieder Mächtigkeit oder dem Fehlen sowie der Genese von Horizonten und Schichten klassifi-ziert (Helbig, 2007). Die Ergebnisse der Klassifikation sind überwiegend plausibel, so im östli-chen Teil das Auftreten von Erosionsprofilen am Oberhang und von Kolluvien (Akkumulation)unmittelbar vor der Straße, die als Erosionsbarriere fungiert. Im westlichen Bereich ist die Ver-teilung von Abtrags- und Akkumulationsbereichen nicht überall anhand der digitalen Reliefin-formationen nachvollziehbar. Dabei ist zu bedenken, dass kleine Reliefformen (Rinnen, schmaleRücken etc.), ehemalige Nutzungsgrenzen und -strukturen (Schlaggrenzen, Wege, Feldgehölzeetc) das Erosionsgeschehen sehr kleinräumig beeinflusst haben können.


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Abb. 4.4: Messparzellen im Unteren Saaletal bei Rothenburg (Schröder et al., 1995)

Abb. 4.5: Erosionsmessfeld bei Erdeborn mit Versuchsaufbau zur Abtragsmessung (Foto: G.Schmidt)


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Frühauf & Schmidt (1999) führten von 1997 bis 2000 im Einzugsgebiet der Weida Untersuchun-gen zum diffusen Stoffeintrag in das Gewässersystem des ehemaligen Salzigen Sees durch. In die-sem Zusammenhang spielen die durch Schneeschmelze und Starkregen verursachten Sediment-und Nährstoffeinträge in das Gewässersystem eine besondere Rolle. Anhand von vier Messparzel-len bei Erdeborn und Weidenbach erfolgten hoch aufgelöste Abtragsmessungen (Abb. 4.5). Dortwurden Bodenabträge zwischen 0,3 und 1,4 t/ha/a ermittelt.

Seils (2000, S. 104 ff) ermittelte für vier Untersuchungsgebiete im Mansfelder Land, im Unte-ren Saaletal und im Raum Petersberg (nördlich von Halle) anhand von Profilvergleichen (Profileder Bodenschätzung mit eigenen Profilaufnahmen) für das 20. Jahrhundert auf ausgeglichenenHängen mit 2 bis 5 ◦ Neigung Bodenverlagerungen von etwa 15 bis 45 t/ha/a. In diesen hohenAbtragsbeträgen sind, im Unterschied zu den Daten von Schröder et al. (1995) und Frühauf &Schmidt (1999), auch die Wirkungen von hangabwärtigem Transport durch Pflugwirkung (Bear-beitungserosion) und Winderosion miterfasst. Dabei übertrafen die Erosionsraten während derDDR-Zeit die der vorhergehenden Jahrzehnte um das drei- bis vierfache, wohl infolge veränder-ter Bewirtschaftungstechniken und der Flurneuordnung nach 1950. Nach Einschätzung von Seils(2000, S. 106) sind gegliederte Hänge mit Abflussbahnen (Erosionsrinnen) und großen Hanglän-gen besonders stark von Bodenerosion betroffen.

Ollesch et al. (2006) untersuchten im Schäfertal (Harz) in den Jahren von 2000 bis 2003 insge-samt acht Erosionsereignisse, die durch Schneeschmelze ausgelöst wurden. Sie ermittelten dabeiAbtragsraten von bis zu 17 t je Ereignis aus einem 1,44 km2 großen Gebiet.

4.1.2 Transport

Der Transport von Erosionsmaterial erfolgt durch zwei Hauptprozesse. Zunächst erfolgt die Ab-spülung vom Hang durch oberflächig abfließendes Niederschlagswasser. Am Ende dieses Pro-zesses kann das abgetragene Bodenmaterial an Unterhängen und in Senken, Niederungen, Tä-lern temporär oder längerfristig akkumulieren. Es kann ebenso direkt von den Hängen in Seenoder technische Bauwerke wie Rückhaltebecken und Talsperren eingespült werden. Diese Trans-portwege sind relativ kurz. Sie reichen in der Regel vom Oberhang bis in den nächstliegendenTiefenbereich. Gelangt im Zuge der Abspülung Bodenmaterial von den Hängen in Fließgewäs-ser, schließt sich ein zweiter Transportprozess an. Dieser erfolgt, häufig in mehreren Etappen,über Fließgewässer verschiedener Ordnung in mehr oder weniger weit entfernte Akkumulati-onsräume. Das sind neben den bereits erwähnten Seen und Talsperren auch Auengebiete. Überdas Elbesystem wird erodiertes Bodenmaterial schließlich bis in die Nordsee transportiert. DieSuspensionsfracht, die während der Abflusswellen, die infolge von Schneeschmelze oder Starkre-gen entstehen, transportiert werden, gibt einen direkten Rückschluss auf das Abtragsgeschehenim Gewässereinzugsgebiet. Hierzu fanden in Sachsen-Anhalt bisher Untersuchungen im Schäfer-tal (Ollesch et al., 2006), im Einzugsgebiet des Süßen Sees (Schmidt & Zierdt, 2008) und auf derQuerfurter Platte statt (Schröder, 1983; Frühauf & Schmidt, 1999). Abbildung 4.6 veranschaulichtdie Schwebstofffrachten von ausgewählten Abflussereignissen der Bösen Sieben im Zeitraum zwi-schen Juni 2006 und Juni 2008. Hier wird deutlich, dass während einzelner Tage/Ereignisse Frach-ten bis zu 70 t Bodenmaterial aus dem rund 110 km2 großen Einzugsgebiet transportiert werdenkönnen.

4.1.3 Akkumulation

4.1.3.1 Kolluvien

Erodiertes und transportiertes Bodenmaterial wird in unterschiedlicher Distanz vom Abtragsortwieder akkumuliert. Eine weit verbreitete Form der Bodenablagerung ist das Kolluvium, welchesmeist im Unterhangbereich und in relativer Nähe zum Abtragsgebiet vorzufinden ist. Kolluvien

cherheiten behaftet. Derzeit beschäftigt sich ein Forschungsprojekt der Universität Halle mit der Verifizierung vonqualitativen Erosionsmodellierungen.


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Abb. 4.6: Schwebstofffrachten der Bösen Sieben infolge Schneeschmelze oder Starkregen (Schmidt& Zierdt, 2008)

können Mächtigkeiten bis zu mehreren Metern erreichen und über große Zeiträume aufgebautwerden (s. a. Kap. 4.2). Die Schädigung von Infrastruktureinrichtungen stellt in diesem Zusam-menhang ein zusätzliches Problem dar (vgl. Kap. 3.3).

Die Auswertung der Daten der Vorläufigen Bodenkarte 1:50 000 (VBK 50) erlaubt eine grobeAbschätzung des Anteils von Kolluvien an der Gesamtfläche Sachsen-Anhalts. Dieser beträgt ca.3 % der Landesfläche, das sind ca. 67 000 ha mit einem Volumen von 7, 6× 108 m3. Fast 75 % allerKolluvien entfallen auf die Löss- und Sandlösslandschaften. Da Kolluvien sehr kleinflächig auf-treten können und nicht selten kleiner sind als die Mindestgröße der erfassten Bodeneinheiten derVBK 50, dürften diese Werte eher die Untergrenze der tatsächlichen Flächengröße und Voluminavon Kolluvien in Sachsen-Anhalt darstellen. In der Bodenregion der• Löss- und Sandlösslandschaften ist ihr Flächenanteil an der Gesamtfläche der Bodenregion

mit 8 %,• in den mesozoischen Berg- und Hügelländer mit 5 % und• in der Region der paläozoischen Mittelgebirge und Bergländer (weitgehend identisch mit

dem Harz) mit 7 % am höchsten.

4.1.3.2 Auensedimente

Weitere 15 % der Landesfläche sind von Auensedimenten bedeckt, deren Entstehung ebenfallsüberwiegend auf Bodenerosion zurückgeht. Im Unterschied zu Kolluvien werden Auesedimentebis in die größten Fließgewässer transportiert und in den Überschwemmungsräumen teilweisewieder sedimentiert. Sie bedecken eine Fläche von ca. 300 000 ha und nehmen ein Volumen vonca. 2, 9× 109 m3 ein.

4.1.3.3 Seenverlandung

Der Süße See im Südwesten Sachsen-Anhalts fungiert als Stoffsenke für sein rund 169 km2 großesEinzugsgebiet. Das Einzugsgebiet erstreckt sich von der Unterharzhochfläche im Westen bis nach


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Seeburg im Osten. Es ist klimatisch geprägt durch seine Lage im Regenschatten des Harzes mithäufigem Auftreten von sommerlichen Starkregen. Diese sind neben der Schneeschmelze im Früh-ling wesentliche Auslöser der Bodenerosion.

Die intensiven Stoffumlagerungsprozesse im Einzugsgebiet der Bösen Sieben führen zur zu-nehmenden Verlandung des Süßen Sees. Abbildung 4.7 veranschaulicht die Sedimentablagerun-gen im Süßen See im Mündungsbereich der Bösen Sieben. Diese Ablagerungen wurden in derjüngsten Vergangenheit durch mehrere Baggerungen aus dem See entfernt. Eine Vorstellung vonder Dimension der Eintragsmengen in den Süßen See vermittelt die Tatsache, dass seit dem Endeder siebziger Jahre bis 2007 rund 2 Mio. t Sediment mit mehreren Baggerungen entfernt wurden.

Die Verlandung des Süßen Sees ist im Prinzip ein natürlicher Prozess, dem jeder Binnensee un-terliegt. Die hohe Intensität, mit der dieser Prozess im Süßen See vonstatten geht, wird jedochdurch die vielfältigen Nutzungen des Menschen (Bergbau, Landwirtschaft) im Einzugsgebiet we-sentlich verstärkt und beschleunigt.

Nachfolgende Abbildung 4.8 gibt einen Überblick über das Gebiet der Mansfelder Seen. Er ver-deutlicht die Verlandung und Trockenlegung der ehemals drei Seen in dem Gebiet. Die Wasserflä-che des Süßen Sees erstreckte sich in historischer Zeit wesentlich weiter nach Westen. Im Laufe derLandschaftsentwicklung setzten, vor allem verursacht durch die Rodungen für den Bergbau unddie Landwirtschaft, intensive Stoffumlagerungsprozesse ein, die zu einer verstärkten Verlandungdes Süßen Sees führten.

Die Ausführungen anhand von Fallbeispielen verdeutlichen nicht nur das Ausmaß von Boden-erosionsprozessen im regionalen Maßstab, sondern auch deren Bedeutung für Böden und dasGewässersystem. Dieser Aspekt wird in Kapitel 5 näher beleuchtet.

Abb. 4.7: Sedimentfächer im Mündungsbereich der Bösen Sieben in den Süßen See (Foto: G.Schmidt)


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Abb. 4.8: Die Mansfelder Seen und ihre Verlandungsbereiche (nach Aurada, 1969)

4.2 Erosionsphasen in der regionalen Landschaftsgeschichte

Bodenerosion ist nicht ausschließlich ein Problem der industriell geprägten Landbewirtschaftung.Anthropogen induzierte Bodenumlagerungen sind durch zahlreiche Studien bereits für die An-fangszeit des Ackerbaus nachgewiesen. Bekannt ist auch, dass Erosion in Abhängigkeit von ver-schiedenen Faktoren wie Witterungsverlauf oder Intensität der Nutzung mehr oder weniger kon-tinuierlich verlief. Deutlich schwieriger hingegen ist die Frage zu beantworten, in welchen Phasender Geschichte Bodenerosionsprozesse eine besonders hohe Intensität erreichten.

Durch die Untersuchungen von Bode et al. (2003) am nördlichen Harzrand, nordwestlich vonHeimburg, gelang der Nachweis von Bodenerosionsprozessen für den Zeitraum ab dem Mittel-alter. Für die davor liegenden prähistorischen Zeitabschnitte konnten aufgrund der schwierigenBefundlage keine eindeutigen Aussagen zu anthropogen induzierter Bodenerosion getroffen wer-den.

Im östlichen Harzvorland hat Seils (2000) auf Grundlage zahlreicher Gelände- und Laborbefun-de erhebliche Bodenumlagerungen für das Hoch- bis Spätmittelalter und die Neuzeit nachgewie-sen. Die Befunde zu früheren Erosionsphasen hingegen müssen noch durch belastbare Datierun-gen abgesichert werden. Allerdings lassen Geländebefunde vermuten, dass die Erosionsleistungfür den Zeitraum der genossenschaftlichen Großflächenbewirtschaftung bis heute das drei- bisvierfache im Vergleich zur Abtragung im Zeitraum ab Mitte 19. Jahrhundert bis Mitte 20. Jahr-hundert betrug.

Weitere Untersuchungen aus dem unmittelbar zu Sachsen-Anhalt benachbarten Leipziger Land(Tal der Weißen Elster, ca. 10 km südlich von Leipzig) erbrachten Befunde für eine erste Erosions-phase, die vermutlich zu Beginn der Besiedlung im Neolithikum einsetzte (Tinapp et al., 2000).Der überwiegende Teil der Kolluvien und Auelehme allerdings ist hier erst seit dem Mittelalterabgelagert worden. Die Ergebnisse werden durch Bork et al. (1998) bestätigt, die auf Grundla-ge umfangreicher Studien in Niedersachsen und Nordostdeutschland ebenfalls zu dem Schlussgekommen sind, dass Bodenerosion durch Wasser in größerem Umfang erst seit dem mittelalter-lichen Landesausbau wirksam wurde.


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Für den Bereich der unteren Laufabschnitte von Weiße Elster und Pleiße konnte Litt (1994)ebenfalls mehrere Phasen verstärkter Landnutzung und Bodenerosion ausmachen. Die von ihmuntersuchten Auensedimente sind eng verknüpft mit der ackerbaulichen Nutzung der Flussein-zugsgebiete. Die Akkumulation von Auensedimenten geht größtenteils auf Bodenerosion zurück,wobei das umgelagerte Bodenmaterial bis in die Fließgewässer gelangt und bei Hochwasser alsAuelehm abgelagert wird. Demnach begann die Auelehmsedimentation mit der Verbreitung desAckerbaus im Neolithikum und setzte sich danach, unterbrochen von relativen Ruhephasen, bisin die Neuzeit fort.

Die teilweise unveröffentlichten Untersuchungen des Landesamtes für Geologie und Bergwe-sen Sachsen-Anhalt (LAGB) deuten daraufhin, dass bodenerosive Prozesse im mitteldeutschenRaum überwiegend ab dem Mittelalter einsetzten:

• Bei einer archäologischen Grabung des Landesamtes für Denkmalpflege und ArchäologieSachsen-Anhalt an der Trasse der Bundesstrasse B6n westlich von Westerhausen im Nord-harzvorland konnte ein Bodenprofil (Abb. 4.9a) dokumentiert werden2. Durch Bodenerosionabgespültes Bodenmaterial (Kolluvium) überdeckt hier ein ab dem Frühmittelalter genutz-tes Wegesystem, womit gleichzeitig der Beginn der Bodenerosion datiert ist. Allmählich jün-ger werdende Keramik in den Kolluvialschichten deutet auf eine während des Mittelaltersbis in die Neuzeit andauernde Bodenerosion hin (Schürger, 2006).

• Ein weiteres Profil stammt aus dem Unterhangbereich des steil aufragenden Hochflächen-randes am Bodetal bei Quedlinburg (Abb. 4.9b; archäologische Grabung B6n des LDA, Fund-stelle XII Ost, Profil 1278; s. a. Moos, 2006). Der früheste mögliche Beginn der Bodenerosionkann aus Radiokarbondatierungen an Holzkohleresten, die in den beiden unteren Erosions-schichten M4 und M3 enthalten waren, abgeleitet werden. Demnach beginnt auch hier dieBodenerosion erst im Hochmittelalter. Das Radiokarbonalter der Holzkohle in M4 beträgt885± 25 BP3 und in M3 610± 25 BP. Da gemessene Radiokarbonalter nicht gleich Kalen-derjahre sind, werden die Radiokarbonalter kalibriert (CALIB rev4.3, Datensatz 2). Das aufKalenderjahre kalibrierte Alter von M4 liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 95,4 % zwi-schen 1041 und 1217 (cal AD) und das von M3 zwischen 1300 und 1401. Die Datierungenwurden vom Leibnitz Labor für Alterbestimmung und Isotopenforschung Kiel unter denProbennummern KIA 30143 und 30144 im Jahre 2006 vorgenommen.

• Ganz in der Nähe wurde ein Profil untersucht, das innerhalb der Bodeaue östlich von Qued-linburg liegt (Abb. 4.9c)4. Vier Auelehmschichten lagern über fluviatilen Sanden und Schot-tern. Mit Hilfe archäologischer Funde können die Schichten zeitlich eingegrenzt werden (Pe-ters, 2006)5. Die unterste Auelehmschicht aM4 ist irgendwann zwischen Neolithikum undfrüher Völkerwanderungszeit abgelagert worden. Die Auelehme aM3 bis aM1 hingegen sindjünger und frühestens im Hochmittelalter sedimentiert.

• Südlich des Harzes in der Helmeaue bei Niederröblingen konnten im Zuge von Bodenprofi-laufnahmen Auensedimente mit Hilfe von Pollenanalysen und Radiokarbondatierungen indas Hoch-/Spätmittelalters und die Neuzeit datiert werden (Abb. 4.9d). Durch Bodenerosi-on und Hochwasserereignisse wurden große Mengen in der Helme-Aue sedimentiert. Diesführte zu einer Nivellierung des Auenreliefs (Hellmund et al., 2009).

Die Arbeiten von Geowissenschaftlern und Archäologen in Sachsen-Anhalt und angrenzendenGebieten machen deutlich, dass die Bodenerosion ein Prozess ist, der mit dem Beginn des Acker-

2Fundbericht Fundstelle 1: Profil 1027/2, Unveröffentlichter Bericht, Landesamt für Denkmalpflege und ArchäologieSachsen-Anhalt 2005

3befor present; Radiokarbonjahre vor 19504archäologische Grabung B 6n des Landesamtes für Denkmalpflege und Archäologie Sachsen-Anhalt (LDA), Fund-

stelle XI, Profil 7107/365s. a. Fundbericht Fundstelle 11, Unveröffentlichter Bericht, Landesamt für Denkmalpflege und Archäologie Sachsen-

Anhalt, 2004


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baus in Mitteldeutschland im Neolithikum einsetzt, der aber wahrscheinlich erst ab dem Mittelal-ter ein größeres Ausmaß erreichte. Erst in Ansätzen untersucht ist die Frage, inwieweit Eingriffein die Flurgestaltung und industrielle Bewirtschaftungsmethoden nach dem zweiten Weltkriegdie wassergebundenen Bodenerosion noch einmal verstärkt haben.

(a) Abgespülter Boden (weißer Pfeil), ca. 150 cm mächtig, lagert über mittel-alterlichen Wagenspuren (schwarzer Pfeil; Westerhausen, Nordharzvorland)

(b) Abgespülter Boden (M-Ap bisM4), ca. 200 cm mächtig, lagertüber ursprünglicher Bodenoberflä-che (schwarzer Pfeil). Die Erosionsetzte hier im Hochmittelalter ein(Quedlinburg, Nordharzvorland).

(c) Auensedimente in einer Mächtigkeit von ca. 150 cm,überwiegend frühestens ab dem Hochmittelalter abge-lagert (Quedlinburg, Bode-Aue, Nordharzvorland)

(d) Eine ehemalige Flussschleife schneidet den Randbe-reich einer vorgeschichtlichen Siedlung. Die hochmittel-alterlichen bis neuzeitlichen rötlich-braunen Auenabla-gerungen (weißer Pfeil) sind ca. 150 cm mächtig (Nie-derröblingen, Helme-Aue, Südharzvorland)

Abb. 4.9: Untersuchungen des Landesamtes für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt (LAGB)zu bodenerosiven Prozessen im mitteldeutschen Raum (Fotos: H. Helbig (a, b, c) u. A. Nicolay(d))


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5 Auswirkungen auf Böden und Gewässer und derenöffentliche Wahrnehmung

Henrik Helbig, Steffen Kußmann, Michael Steininger, Daniel Wurbs und Michael Weller

5.1 Auswirkung auf Böden und Bodenfunktionen

Der rechtliche Rahmen für die Bewertung der Auswirkung von Bodenerosion auf den Boden inseiner Gesamtheit sowie auf einzelne Bodenfunktionen ist durch das Bundes-Bodenschutzgesetz(BBodSchG) aus dem Jahre 1998 vorgegeben. Bei Einwirkungen auf den Boden, wie sie auch dienutzungsbedingte Bodenerosion darstellt, sollen Beeinträchtigungen seiner natürlichen Funktio-nen sowie seiner Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte so weit wie möglich ver-mieden werden (vgl. Kap. 2.2.1).

Der Boden als Kontaktraum aller Sphären der belebten und unbelebten Umwelt erfüllt eineReihe von Funktionen im Naturhaushalt. Man spricht deshalb auch von der Multifunktionalitätdes Bodens. Nach dem Bundes-Bodenschutzgesetz wird zwischen folgenden Bodenfunktionenunterschieden (vgl. Schmidt & Petry, 2005):• Lebensgrundlage für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen,• Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen,• Abbau-, Ausgleichs- und Aufbaumedium für stoffliche Einwirkungen,• Archiv der Natur- und Kulturgeschichte sowie• Nutzungsfunktionen.

Das Potential zur Erfüllung der einzelnen Bodenfunktionen ist vom jeweiligen Standort ab-hängig und wird vom Bodenaufbau (Bodenzusammensetzung, Horizont- und Substratabfolge),den weitgehend davon abhängigen Bodeneigenschaften sowie der Bodennutzung bestimmt. Indie Archivfunktion gehen darüber hinaus noch standortspezifische Besonderheiten ein, die es zuerhalten gilt.

Die standortbedingten Bodenpotentiale werden mit Hilfe verschiedener Parameter erfasst unddamit das Leistungspotential der Böden bewertet. Anhand der Bewertung des Leistungspotenti-als der Böden kann eine Beurteilung der Auswirkungen einer anthropogenen Bodenbeeinflussungerfolgen, die in erster Linie bei der Bodenerosion in der Veränderung des Bodenprofilaufbaus be-steht.

5.1.1 Veränderung des Bodenprofilaufbaus

Durch den Abtrag von Bodenmaterial kommt es in der Regel in den Oberhangbereichen, als denvon der Erosion am stärksten betroffenen Hangabschnitten, zu einer Kappung des Bodenprofils(vgl. Abb. 2.4, S. 13). Diese Kappung kann in Abhängigkeit von Intensität und Dauer der Erosionzu einer Verringerung der Mächtigkeit des humosen Oberbodenhorizontes (A-Horizont) führen,aber auch darüber hinaus gehen und den Verlust sämtlicher Bodenhorizonte nach sich ziehen, sodass das unverwitterte Ausgangsgestein (C-Horizont) an die Oberfläche gelangt. Dies führt zueiner Verringerung der durchwurzelbaren Zone und somit der wasserspeichernden Bodenschicht(verminderter Bodenwasservorrat). Mit dem Bodenmaterial werden Nährstoffe und Humus weg-getragen, so dass in der Regel eine Nähr- und Humusverarmung stattfindet, die nur durch künst-liche Zufuhr kompensiert werden kann.


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44 Auswirkungen auf Böden und Gewässer und deren öffentliche Wahrnehmung

In Unterhangbereichen sowie Tiefenbereichen von Senken kann es zur Akkumulation von ab-geschwemmtem Feinbodenmaterial und Humuskolloiden kommen, was zur Vergrößerung derMächtigkeit des Ah-Horizontes führt. Bei fortschreitender Erosion am Oberhang und Akkumula-tion des Bodenmaterials bilden sich Kolluvien. Jede neue Kolluvialschicht legt sich über die ältere.Das Bodenpaket wird immer mächtiger. Da am Oberhang mit fortschreitender Erosion schließlichauch B- und C-Horizontmaterial abgetragen wird, akkumuliert auch dieses Material im Tiefenbe-reich. Im Extremfall können deshalb in Akkumulationsbereichen die jüngeren Kolluvien aus un-verwittertem Ausgangsgestein (C-Horizontmaterial) bestehen. Durch Pflügen werden die jeweilsjüngsten Kolluvien bis in Pflugtiefe vermischt. Falls es sich bei den Akkumulationsbereichen umabflusslose Hangpositionen handelt, ist absehbar, dass sich auch Nährstoffe dauerhaft akkumulie-ren. Inwieweit der Bodenwasserhaushalt beeinflusst wird, hängt von der tatsächlichen Zunahmedes durchwurzelbaren Raumes ab, wobei von einer Zunahme des Wasserspeichervermögens aus-gegangen werden kann.

Zu beachten ist, dass die abgetragenen Bodenvolumina, Humus- und Nährstoffmengen größersind als die Bodenakkumulation, da ein Teil des Bodens in Gewässer, Gräben, Rückhaltebeckenetc. gelangt und somit endgültig verloren ist.

5.1.2 Auswirkung auf die Bodenfunktionen

Diese Prozesse haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Bodenfunktionen (Tab. 5.1). Grund-sätzlich kann festgestellt werden, dass die negativen Folgen durch Erosion umso größer sind, jewertvoller ein Boden ist. So gehören die Löss-Schwarzerden (Tschernoseme) Sachsen-Anhalts zuden fruchtbarsten Böden der Welt und besitzen vor allem deshalb einen besonders hohen Wert.

Um diesen Wertverlust exemplarisch darzustellen, wurden drei typische Bodenstandorte desmitteldeutschen Lössgebietes auf Grundlage der Vorläufigen Bodenkarte 1:50 000 (Hartmann, 2005,2006) vergleichend ausgewertet. Das Ertragspotential wurde mit der Methode Standortbezogenesackerbauliches Ertragspotential des Niedersächsischen Bodeninformationssystems (NIBIS) ermittelt(Müller, 2004). Das Abflussregulationspotential basiert auf einer modifizierten Methode von Karl(1997). Dieser Vergleich macht deutlich, dass Bodenumlagerung durch Wassererosion am Abtrags-standort zu einer deutlichen Verringerung des Ertragspotentiales und des Abflussregulationspo-tentiales gegenüber dem ursprünglichen Bodenzustand (unveränderter Boden) führt (vgl. Tab.5.2: −30 % bzw. −55 %). Ein Teil des abgetragenen Bodens wird bei nachlassender Reliefenergieakkumuliert, ein anderer Teil wird bis in die Gewässer transportiert. An Akkumulationsstand-orten kommt es zu einer Erhöhung des Bodenprofils. Allerdings gleicht dieser Prozess die Verlusteam Abtragsstandort nicht aus, da

1. ein Teil des Bodenmaterials als Boden endgültig verloren geht und2. das akkumulierte Bodenmaterial den Wurzelraum der Pflanzen und damit auch die nutzba-

re Feldkapazität des Wurzelraumes nicht beliebig vergrößert.Deshalb kann eine zusätzliche Bodenakkumulation von den Kulturpflanzen zumeist nicht aus-

geschöpft werden und die Ertragssteigerung am Akkumulationsstandort bleibt hinter dem Er-tragsverlust am Erosionsstandort zurück.

5.1.3 Fallbeispiel Nebraer Löss-Becken

Als Beispiel für die in Kapitel 5.1.1 beschriebenen Veränderungen des Profilaufbaus wurde im Ne-braer Löss-Becken eine Abfolge von vier Bodenprofilen aufgeschlossen, die typische Glieder einererosions-/akkumulationsbedingt entstandenen Hang-Bodencatena zeigt. Das Nebraer Löss-Beckenstellt eine lössbedeckte weitgespannte Beckenstruktur dar, die sich entlang des Karsdorfer Schicht-stufenrandes westlich der Querfurter Platte von Lodersleben bis Laucha an der Unstrut erstreckt.Entsprechend der hügeligen Morphologie des Geländes wechseln Erosions- und Akkumulations-standorte engräumig miteinander ab. Diese Gegebenheiten erlaubten die Anlage einer Catena-typischen, in genetischem Zusammenhang stehenden Bodenprofilabfolge im Rahmen der Boden-dauerbeobachtung.


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Tab. 5.1: Abschätzung des Einflusses von Bodenerosion durch Wasser auf natürliche Bodenfunk-tionen (nach Blume, 1992, S. 170 ff u. eigenen Daten)

Bodenfunktion Abtragsbereich Akkumulationsbereich insgesamt

Lebe

nsgr

undl

age

für Bodenorga-

nismenVerlust des Lebensbereiches,Artenverarmung

zumeist geringe Aus-wirkungen

negativ

natürlicheVegetation

Veränderung der Bodenei-genschaften bewirkt andereArtenzusammensetzung

Veränderung der Bodenei-genschaften bewirkt andereArtenzusammensetzung

keine

Kulturpflan-zen

Verschlechterung derStandorteigenschaften

überwiegend relativ geringeVerbesserung der Stand-orteigenschaften

negativ

Wasser- undNährstoffhaus-halt

Abnahme des Wasser-speichervermögens undNährstoffgehaltes

Überwiegend relativ geringeZunahme des Wasser-speichervermögens undNährstoffgehaltes

negativ

Abbau-, Aus-gleichs- u. Auf-baumedium fürstofflicheEinwirkungen

Abnahme des Wasser-speichervermögens, Ton-und Humusgehaltes bewirktüberwiegend Verschlech-terung

Überwiegend relativ geringeZunahme des Wasser-speichervermögens, Ton-und Humusgehaltes bewirktrelativ geringe Verbesserung

negativ

Archiv derNatur- undKulturgeschichte

Freilegung und Verlagerungvon Schichten und Fundenführt zu Verlust und Beein-trächtigung der Archiv-funktion

Überdeckung von Schichtenund Funden führt zu keinerBeeinträchtigung, teilweiseauch zur Erhöhung derArchivfunktion

negativ

Tab. 5.2: Zusammenhang zwischen Bodenumlagerung und der Beieinträchtigung von Boden-funktionen am Beispiel dreier typischer Bodenstandorte

ErosionAkkumulation

Bodenform

effektiveDurch-wurze-

lungstiefe[dm]

nutzbareFeldkapa-

zität imeffektiven

Wurzel-raum[mm]

SaldoErtrags-

potential[%]

Saldo Ab-flussregu-lationspo-

tential[%]

50 cm Profilver-kürzung (Boden-abtrag)

Pararendzina ausSchuttlöss überFestgestein

5 79 −30 −55

unveränderterBoden

Schwarzerde ausLöss überFestgestein

10 220 0 0

50 cm Profilerhöh-ung (Bodenakku-mulation)

Kolluvisol ausumgelagertemLöss über Löss

13 304 +10 +20


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Abb. 5.1: Erosions-Akkumulations-Catena im Nebraer Löss-Becken (Weller, 2006)

Zur Darstellung der Catena wurden zwei auf demselben Ackerschlag befindliche, ca. 250 mauseinander liegende Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) durch zwei weitere Profilgrubenergänzt (Abb. 5.1 u. 5.2). Die BDF Leimbach (Profil I) liegt in Kuppenlage und hat eine Norm-Pararendzina aus Löss aufgeschlossen. Hier ist das Profil erosionsbedingt verkürzt. Die BDF Lo-dersleben (Profil III) hingegen ist im Beginn eines Muldentälchens gelegen. Der ursprünglich ander Geländeoberfläche gelegene Boden ist infolge Erosion zunächst von humosen Bodenschich-ten und später sogar von hellem Untergrundmaterial (Löss, Fließerden) überdeckt worden. DieBodenerosion des Ober- und Mittelhangbereichs (Profile I und II) hat demzufolge nicht nur denhumosen Oberboden, sondern bereits auch den humusfreien Untergrund erfasst. Die zuoberstliegende Schicht aus verlagertem Unterboden ist so mächtig, dass eine merkliche Zunahme desHumusgehaltes, die das Einsetzen von verlagertem Oberbodenmaterial zeigt, erst ab 120 cm Tiefebeobachtet werden kann. Damit ist der humose Teil des Bodenprofils nicht mehr bewirtschaf-tungswirksam, d. h. nicht mehr nutzbar und somit inaktiv geworden.

Die beiden beschriebenen BDF wurden einerseits durch ein Profil in Hanglage (Profil II) dazwi-schen, andererseits durch ein Profil talabwärts im weiteren Verlauf des Muldentälchens ergänzt(Profil IV). Dabei zeigte sich, dass eine Überlagerung mit Untergrundmaterial, wie sie an der Lo-kalität der BDF Lodersleben (Profil III) auftritt, ca. 110 m weiter talabwärts (am Profil IV) noch nichtstattgefunden hat. Dies macht deutlich, wie kleinräumig die Bedingungen wechseln. Vermutlichist die stärkere Zufuhr von Erosionsmaterial im Bereich des Profils III auf eine Erosionsrinne zu-rückzuführen, die genau hier einmündet.

Bei dem Zwischenprofil in Hanglage (Profil II) besteht der Untergrund aus pleistozänen Fließer-den und Schutten. Darüber folgt direkt und mit scharfer Grenze der Pflughorizont, was daraufhindeutet, dass an dieser Catenaposition Erosion überwiegt, zumal das Mikrorelief als flache Kuppeausgebildet ist.

Die Erosionsleistung wird auf dem betrachteten Ackerschlag noch begünstigt durch die vor-herrschende Pflugrichtung, die in Richtung des Gefälles liegt. Im Profil III wurden in 40 bis 50 cmTiefe Scherben gefunden, die den 60er Jahren des vergangenen Jahrhunderts zugeordnet werdenkönnen. Die Akkumulationsrate beträgt demnach in dieser Geländeposition ca. 1 cm pro Jahr.


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Abb. 5.2: Die Bodenprofile der Erosions-Akkumulations-Catena im Löss-Hügelland des NebraerLöss-Beckens (Weller, 2006)


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5.2 Auswirkungen auf Gewässer

5.2.1 Auswirkungen und betroffene Einzugsgebiete

Grundsätzlich werden Auswirkungen der Bodenerosion auf Gewässer unter zwei verschiedenen,aber nicht zu trennenden Aspekten betrachtet:

• Aus Sicht der Gewässerunterhaltung besitzt der Sedimenteintrag und -transport hinsicht-lich der hydraulischen Beeinträchtigung des Abflusses im Gerinne eine nutzungsorientierteBedeutung.

• Aus Sicht der Gewässergüte sind die Inhaltsstoffe des Sediments (u. a. Nährstoffe, Pflanzen-schutzmittel, Schwermetalle) bedeutsam. In Gerinnesedimentationsbereichen (Stauhaltun-gen, Flussseen) sind darüber hinaus die in abflussschwachen Perioden (Niedrigwasserzei-ten) problematischen Sauerstoffverhältnisse und ggf. Schadstoffausgasungen aus dem Sedi-ment für die Gewässerökologie von wesentlicher Relevanz.

Wassererosionserscheinungen konzentrieren sich in Sachsen-Anhalt räumlich im Wesentlichenauf Flächen im Einzugsgebiet der Saale im Südwesten des Landes (Abb. 5.3, vgl. Kap. 3). Eswird landschaftlich durch den Südrand der Norddeutschen Tiefebene (Börde), das Hügelland alsÜbergangsbereich (Harzvorländer einschließlich Randbereich des Thüringer Beckens) sowie dasMittelgebirge (Harz) geprägt. Die landschaftstypische Kombination aus Relief-, Boden- und Nie-derschlagsverhältnissen einerseits sowie landwirtschaftlicher Nutzung (ca. 2/3 der Fläche sindAckerland) andererseits, machen weite Teile des Einzugsgebietes – insbesondere die Harzvorlän-der mit ihren Lössböden und landwirtschaftlicher Großflächenbewirtschaftung – zu wassererosi-onsgefährdeten Bereichen.

Zudem spielen die Wasserhaushalts- und Abflussverhältnisse im Harzvorland eine erosionsför-dernde Rolle. Die für den Erosionsprozess maßgeblichen Verhältnisse zwischen mittlerem Nied-rigwasserabfluss und mittlerem Hochwasserabfluss (MNQ:MHQ) an den Fließgewässeroberläu-fen betragen in vielen Fällen > 1 : 30). Die Abflussamplitude differenziert auf indirekte Weise dieArt des Erosionsprozesses im Gerinne (Erosions-Transport-Sedimentationsabschnitte).

5.2.2 Böschungserosion

Die Böschungserosion ist von der eigentlichen Bodenerosion zu trennen. Die meisten Fließgewäs-ser tendieren in natürlichem Zustand zu einer permanenten Laufverlegung (mäandrieren), wobeian der Prallhangseite Ufermaterial abgetragen und vom fließenden Wasser abtransportiert wird(Seiten- oder Böschungserosion). Dies ist insbesondere bei stärkeren Abflussereignissen der Fall.Das Einschneiden eines Gewässers in sein Bett wird auch als Tiefenerosion bezeichnet und hängtvon einer Reihe von Faktoren ab. Sie kann natürlicherweise auftreten, aber auch durch menschli-che Eingriffe verursacht worden sein.

Gemäß den bundesweiten Vorgaben der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) zur Ge-wässertypisierung nach EG-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland ist im Bereich der Harzvor-länder der Gewässertyp 18 Lösslehmgeprägter Tieflandsbach häufig verbreitet. Er ist der den rea-len Verhältnissen am nächsten kommende Typ, da für das Hügelland als Übergangsbereich vomTiefland zum Mittelgebirge gemäß LAWA-Liste explizit kein separater Gewässertyp ausgewiesenwurde.

Der Gewässertyp 18 war bereits unter historischen Standortbedingungen (auch unter Wald)durch Böschungserosion im Lösssubstrat gekennzeichnet, d. h. es handelt sich grundsätzlich umeine natürliche Erscheinung in dieser Landschaft. In diesem Zusammenhang ist allerdings fest-zuhalten, dass in Folge der seit Jahrhunderten anhaltenden Zufuhr von Erosionsmaterial aus denumliegenden Hängen verbreitet eine allmähliche Versteilung der Böschungen stattgefunden hat.Insofern leistet die Bodenerosion von der Ackerfläche auch der Böschungserosion Vorschub. Dasderzeitige Ausmaß der Böschungserosion ist somit teilweise auch das Ergebnis der Bodenerosion.


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Abb. 5.3: Bewertung des Sedimenteintragspotentials in die Oberflächenwasserkörper Sachsen-Anhalts (Wurbs et al., 2007b)


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Der Referenzgewässertyp Lösslehmgeprägter Tieflandsbach wird heute infolge landwirtschaftli-cher Nutzung der angrenzenden Flächen und der Art der Gewässerunterhaltung in seiner Was-serbeschaffenheit und Gewässerökologie negativ überprägt. Zu den negativen Erscheinungen ge-hören Nähr- und Schadstoffeinträge aus Oberflächenabfluss sowie umgelagerte Böden, Gewäs-serbegradigung und fehlende Ufergehölze infolge Randstreifennutzung.

5.2.3 Abschätzung der Sedimenteinträge in Gewässer durch Bodenerosion

Die durch Wurbs et al. (2007b) landesweit modelltechnisch ermittelten potentiellen Bodenabtrags-mengen von der Fläche sowie potentiellen Eintragsmengen in die Gewässer bilden für die räumli-che Prioritätensetzung von entsprechenden Gewässerschutzmaßnahmen in den Oberflächenwas-serkörpern (OWK) eine wesentliche Grundlage (Abb. 5.3). Danach werden im Einzugsgebiet derSaale in Sachsen-Anhalt (ca. 8340 km2, davon 5980 km2 Ackerland) pro Jahr insgesamt ca. 1,3 Mio tBoden infolge Wassererosion abgetragen. Von dieser Menge werden ca. 56 000 t/a in die Gewäs-ser eingetragen. Hinzu kommt eine derzeit nicht quantifizierte Menge aus der Böschungserosion(vgl. Kap. 5.2.2). Die Modellergebnisse müssen bei gewässerabschnittskonkreten Maßnahmepla-nungen durch Luftbild- und Vor-Ort-Kartierungen lokal quantitativ untersetzt werden. Dies um-fasst auch das modell- und/oder messtechnisch schwer zu fassende Thema Böschungserosion(vgl. Kap. 7).

Der Bundesverband Boden (BVB) veröffentlichte in seinem Merkblatt 2004 „Handlungsemp-fehlungen zur Gefahrenabwehr bei Bodenerosion“ (BVB, 2004). Im Modul 3.3 des Merkblatteswerden Beeinträchtigungen von Oberflächengewässern durch Bodenerosion definiert und Ge-fährdungsaspekte benannt. Neben Gefährdungen von Gewässernutzungen (z. B. Einschränkungder Trink- und Brauchwasserentnahme) werden Beeinträchtigungen der ökologischen Gewässer-funktionen benannt (Habitatqualität für aquatische u. a. Lebensgemeinschaften, insbesondere Ma-krozoobenthos) und hinsichtlich ihres Gefährdungspotentials pauschal quantifiziert (z. B. „erheb-liche Beeinträchtigung der Gewässersohle bei 20 % Überdeckung durch erosives Bodenmaterial“).Neben der Messgenauigkeit und der optimalen Messzeitpunkte im Gewässer stellt die Objektivi-tät der angegebenen Richtwerte ein wissenschaftlich und anwendungsorientiert weitergehend zuuntersuchendes Problem dar, bevor eine routinemäßige praktische Anwendung erfolgen kann.

Aktuell werden diffuse Stoffeinträge gemäß den Vorgaben der EG-Wasserrahmenrichtlinie nurunzureichend erfasst, da die Messfrequenz dem Untersuchungsgegenstand nicht adäquat ange-passt wird. Es bestünde jedoch die Möglichkeit, in Schwerpunktgebieten bei konkreten Maßnah-meplanungen zum Erosionsschutz regional zusätzliche Sondermessstellen „zu Ermittlungszwe-cken“ einzurichten. Aus Kostengründen ist dies jedoch im Einzelfall genau abzuwägen.

5.2.4 Fallbeispiel Wilder Graben

Als quantitativ untersetztes Beispiel der Auswirkungen von Bodenerosion auf Landesgewässerund wasserwirtschaftliche Anlagen werden nachfolgend die Erosionsereignisse im Wilden Graben(Landkreis Mansfeld-Südharz) und dessen Einzugsgebiet in den Jahren 2005/2006 beschrieben(Abb. 5.4). Der Wilde Graben ist Teil des Einzugsgebietes Süßer See, für das im Jahr 2007 exempla-risch eine flächendeckende Vor-Ort-Kartierung von Erosionserscheinungen durchgeführt wurde(vgl. Kap. 7).

Der Wilde Graben steht als Gewässer I. Ordnung ab dem Rückhaltebecken (RHB) Volkstedt (Hö-he Bundesstraße B 181 Eisleben-Hettstedt) in der Unterhaltungspflicht des Landes Sachsen-Anhalt,vertreten durch den Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft. Oberhalb desStauraumes des RHB gehört der Wilde Graben als Gewässer II. Ordnung zum Unterhaltungsver-band Wipper-Weida.

Das RHB Volkstedt ist als landeseigene wasserwirtschaftliche Anlage zum Sedimentrückhaltvor dem Straßendurchlass des Gewässers unter dem Damm der B 181 errichtet worden, um dennachfolgenden Gewässerabschnitt des Wilden Graben und den Süßen See (am Einzugsgebietsaus-lass) unterhaltungsseitig von Sedimentmaterial zu entlasten. Nachfolgend sind die beispielhaf-


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(a) Modellierungsergebnis nach Wurbs et al. (2007b); max.Länge des Fließweges des erodierten Bodenmaterials ent-lang der barrierefreien Tiefenlinie ca. 2,5 km ! (Die Lage desLuftbildausschnittes ist hervorgehoben.)

(b) CIR-Luftbild

Abb. 5.4: Lage des Einzugsgebietes Wilder Graben, potentielle Gewässeranschlussflächen und Ver-lauf der Erosionsrinne zum RHB Volkstedt (a u. b)


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Abb. 5.5: Erosionsrinne zum RHB Volkstedt nach dem Erosionsereignis im März 2006 (Foto: LHW,Flussbereich Merseburg)

ten Erosionsereignisse September 2005 und März 2006 im Einzugsgebiet des Wilden Graben be-schrieben, die die Situation des LHW als Unterlieger verdeutlichen: Der LHW trägt die finan-ziellen Aufwendungen für Sedimentberäumungen im Gewässerbett (Grundräumung) auch imRahmen der Gefahrenabwehr aus seinem begrenzten Gewässerunterhaltungsbudget. Der privatelandwirtschaftliche Flächenbewirtschafter und der Gewässerunterhaltungsverband sind als Ober-lieger in einer günstigeren Position. Bisher gibt es trotz Bundesbodenschutzgesetzgebung keinedem Verursacherprinzip gerecht werdende juristisch anwendbare Möglichkeit, eine nachhaltigeund am Erosionsschutz orientierte Flächenbewirtschaftung und Gewässerunterhaltung durchzu-setzen. Dies gilt auch für die Gefahrenabwehr gemäß Sicherheits- und Ordnungsgesetz1. Zudemsind die fachlich-methodischen Grundlagen im Land Sachsen-Anhalt zum zweifelsfreien Nach-weis der Schädigung Dritter durch Erosionsereignisse noch nicht vorhanden.

5.2.4.1 Erosionsereignis September 2005

Im September 2005 fanden in dichter Folge zwei Starkniederschlagsereignisse mit 38 mm (±15 %innerhalb v. 120 min) u. 30 mm (±15 % innerhalb v. 30 min) sowie mit einer Regenspende von 53bzw. 166 l s−1 ha−1 statt (Tiefdruckgebiet Rudi). Der durch die beiden Regenereignisse und Ober-flächenabflüsse induzierte Bodeneintrag ins Gewässer erfolgte insbesondere aus einer ca. 2,5 kmlangen Tiefenlinie (Erosionsrinne), die ausschließlich ackerbaulich genutzt wird (Abb. 5.4 u. 5.5).

Zudem trugen Niederschlagsfremdwasser aus einem oberhalb liegenden versiegelten Gewer-begebiet und Uferabbrüche im Oberlauf des Wilden Graben im Zeitraum der Ereignisse dazu bei.Trotz Vorhandensein eines ausgebildeten Blüh-/Gewässerrandstreifens erreichte die Masse deserodierten Materials aufgrund der großen Hanglänge das Gewässer (Abb. 5.6). Im Ergebnis der Er-eignisse sowie der ungünstigen Erosionsdisposition des Einzugsgebietes sedimentierten ca. 6000bis 6500 m3 Boden (Schlamm) im RHB Volkstedt (Abb. 5.6e).

1Gesetz über die öffentliche Sicherheit und Ordnung des Landes Sachsen-Anhalt (SOG LSA)


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(e) Messung der Sedimentablagerung anhand der Beckeninhaltslinie im RHB Volkstedt nach dem Erosionsereignis imSeptember 2005: 6000 bis 6500 m3 Boden- bzw. Sedimentablagerung infolge Bodenerosion

Abb. 5.6: Abgetragenes Bodenmaterial im RHB Volkstedt nach dem Erosionsereignis im Septem-ber 2005


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(a) (b)

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Abb. 5.7: Ergebnisse der vorläufigen Beräumung des RHB Volkstedt in Folge des Erosionsereig-nisses im März 2006 (Kosten 26 000e)

5.2.4.2 Erosionsereignis März 2006

Im Zusammenhang mit einem weiteren vergleichbaren Erosionsereignis im März 2006 (über ge-frorenem Boden; vgl. Abb. 5.5, S. 52) beliefen sich die Beräumungskosten für das Rückhaltebeckenauf ca. 26 000e, welche der Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft (LHW) alsUnterhaltungspflichtiger zu tragen hatte (Abb. 5.7). Eine Beteiligung des verursachenden Land-bewirtschafters an den Kosten scheiterte aus fachlichen Gründen.

5.3 Die öffentliche Wahrnehmung von Bodenerosion

In den überregionalen Medien wird das Thema Bodenerosion fast ausschließlich als ein Problemtropischer (infolge der Abholzung von Regenwäldern, meist als Bergrutsche und Schlammlawi-nen) oder arider Gebiete (Winderosion) dargestellt. Mitunter finden sich Hinweise auf die Bedeu-tung von Bodenerosion für das Erscheinungsbild von Landschaften (Mittelmeerraum) oder ihreursächliche Verknüpfung mit gesellschaftlichen Krisen (Oklahoma in den 30er Jahren). Das ist zumeist sehr weit weg, entweder räumlich oder zeitlich.

Dass Bodenerosion auch in Deutschland ein latentes Problem darstellt, ist der Öffentlichkeitkaum bekannt. Immerhin wird auf lokaler Ebene gelegentlich darüber berichtet. Bei der Suchenach Stichworten wie „Bodenerosion“ oder „Schlammlawine“ im Online-Archiv der Mitteldeut-


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(a) Mansfelder Zeitung, 15.09.05

(b) MZ, Ausgabe Hohenmölsen, 26.07.96

(c) Mansfelder Zeitung, 29.04.06

Abb. 5.8: Typische Beispiele für lokale Zeitungsmeldungen nach Unwetterereignissen

schen Zeitung2, finden sich eine Reihe von Artikeln. Meist geht es um extreme Wettereignisse.Abbildung 5.8 enthält drei solcher Zeitungsmeldungen, die ein eingeschränktes Problembewusst-sein widerspiegeln. Beklagt werden Schäden an den Ackerfrüchten, zugeschlämmte Straßengrä-ben und Schlamm in Kellern und auf Straßen. Der Schaden am Naturgut Boden bleibt unerwähnt.

Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die unmittelbaren Unwetterschäden journalistisch sehrgut zu verwerten sind, wohingegen eine Recherche der Ursachen und Hintergründe sowie derüberwiegend langfristig wirkenden und wenig spektakulären Bodenverluste nicht so ergiebig er-scheinen mag. Dabei ist das Problem in den betreffenden Wissenschaftsgebieten lange bekanntund in Fachzeitschriften hinlänglich behandelt worden. Offenbar ist es bisher nicht gelungen, die-ses Wissen in ausreichendem Maße nach außen zu transportieren.

Bodenerosion ist in unseren Breiten ein eher schleichender und kaum sichtbarer Prozess. DasAufreißen großer Erosionsschluchten war und ist in Deutschland eine Ausnahmeerscheinung. Sowirkt sich der Verlust von Bodenfruchtbarkeit erst über Jahrzehnte betrachtet deutlich auf den Er-

2http://archiv.mz-web.de/pasmz/default.do (Das Archiv kann bis 01.04.1994 zurückverfolgt werden.)


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trag aus. Durch den Mehreinsatz von Düngemitteln auf erosionsgeschädigten Böden lässt sich derBodenverlust je nach konkreter Situation mehr oder weniger gut kompensieren. Hier liegt auchder wesentliche Grund, weshalb auf Seiten der Landwirtschaft bisher häufiger der Verlust vonSaatgut (Abb. 5.8a) als von Ackerboden bedauert und das Problem der Bodenerosion gegenüberden Medien kaum thematisiert worden ist. Der Rückgang der Produktivität des Bodens wird inder Regel von einer Landwirtgeneration kaum bemerkt und wird zu dem von anderen Faktoren(Weiterentwicklung der Produktionsmittel, klimatische Faktoren) überlagert.

In letzter Zeit scheinen sich die Aktivitäten der EU-Staaten auf dem Gebiet der Erosionsbe-kämpfung und des Wasserschutzes (vgl. Kap. 2.2 u. 8) auch in Zeitungsberichten niederzuschla-gen. Positive Signale eines steigenden Problembewusstseins sind auch in Sachsen-Anhalt zu ver-nehmen. So betont der Vorstandsvorsitzende einer Agrargenossenschaft im nördlichen Harzvor-land in der Mitteldeutschen Zeitung, Ausgabe Quedlinburg vom 28.05.08: „Der Boden ist unserwertvollstes Gut.“ Seit Jahren wird in dieser Agrargenossenschaft die konservierende Bodenbear-beitung ohne Pflug angewandt: „Vor allem bei den Hanglagen habe sich dies hinsichtlich mögli-cher Bodenerosion günstig ausgewirkt.“


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Teil III

Risikobewertung


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6 Prognose der Erosionsgefährdung auf der Basis vonRelief, Boden, Klima und Bewirtschaftung

Michael Steininger, Henrik Helbig, Klaus-Jörg Hartmann, Markus Möller und Daniel Wurbs

Die Erosionsgefährdung eines Areals ist abhängig von der Erodibilität des Bodens, den Reliefver-hältnissen (Hangneigung, -krümmung, -länge, . . . ), dem Niederschlag (Häufigkeit und Stärke)und den ackerbaulichen Nutzungsformen (Bodenbedeckung, Bodenbearbeitung, Barrieren, . . . ).Die Größenordnung und Heterogenität des zu beurteilenden Areals (Areal = Reliefposition, Teil-schlag, Schlag, Feldblock, Gemeinde, Agrargebiet, Oberflächenwasserkörper, Landschaftseinheit,. . . ) wiederum bestimmen die Auswahl des Modells (der Methode), mit dem (der) die Erosions-gefährdung zu beurteilen ist. Größenordnung und Heterogenität des Areals und Art des Modellshaben Einfluss auf die Entscheidung, welche der Erosionsgefährdungsfaktoren (Boden, Relief,Niederschlag, Nutzung) tatsächlich berücksichtigt werden können und welche räumliche und in-haltliche Genauigkeit (Maßstab, Rastergröße) diese Daten aufzuweisen haben (vgl. Kap. 2).

Zur Beurteilung der Erosionsgefährdung durch Wasser steht für das Land Sachsen-Anhalt inAbhängigkeit von der zu betrachtenden Planungs- oder Maßstabsebene eine Reihe von Informa-tionsgrundlagen über Bodenausstattung, Relief, Niederschlag und Landnutzung zur Verfügung.Die Verwendung unterschiedlich räumlich und zeitlich auflösender Modelle und Daten ermög-licht eine abgestufte, dem Anwendungszweck angepasste Vorgehensweise. Das beginnt bei derAusweisung der potentiellen Erosionsgefährdung von Landschaftseinheiten (oder Oberflächen-wasserkörpern, Agrargebieten, . . . ) und der darauf basierenden Kennzeichnung von Räumen miterhöhtem Maßnahmebedarf mit Hilfe kleinmaßstäbiger Daten und einfacher Modelle, geht überdie Ausweisung der aktuellen Erosionsgefährdung eines Feldblockes, der Prognose von Eintrags-pfaden in Gewässer und die Simulation von Erosionsschutzmaßnahmen im mittleren Maßstabs-bereich und kann (bei Vorhandensein entsprechend genauer großmaßstäbiger Datengrundlagen)bis auf den Teilschlag oder die konkrete Reliefposition ausgedehnt werden (Tab. 6.1).

In den folgenden Abschnitten sollen vor dem Hintergrund der Allgemeinen Bodenabtragsglei-chung (Kap. 6.1) – die in Sachsen-Anhalt als Standardmethode zur maßstabsübergreifenden Ab-schätzung der Bodenerosionsgefährdung durch Wasser fungiert – die angewendeten Methodenzur ABAG-Faktorenableitung sowie die vorliegenden Datengrundlagen näher vorgestellt und ihrEinfluss auf die Bewertung der Bodenerosionsgefährdung durch Wasser erläutert werden (Kap.6.2).

6.1 Allgemeine Bodenabtragsgleichung ABAG

Die ABAG nach Schwertmann et al. (1990) ist eine an mitteleuropäische Verhältnisse angepass-te Variante der Universal Soil Loss Equation USLE (Wishmeier & Smith, 1978), die aufgrund ihrerrelativ einfachen Struktur eine weltweite Anwendung erfahren hat und Kern einer Reihe vonkonzeptionellen Modellansätzen ist (vgl. Merritt et al., 2003). Die Gleichung beschreibt in ihrerursprünglichen Form die Beziehungen zwischen Bodenabtrag und korrelativ ermittelten Klima-,Boden-, Relief- und Nutzungsfaktoren (Gl. (6.1)). Die Beziehungen gehen auf langjährige Messun-gen zwischen 1930 und 1952 zurück, die auf standardisierten Erosionsmessparzellen im mittlerenWesten der USA durchgeführt wurden (vgl. Kap. 1).

A = R× (KB × KS)× L× S× C× P (6.1)


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60 Prognose der Erosionsgefährdung

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Altmark-Vorfläming (0,138)

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Heiden (0,121)

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Agrargebiete(mittlerer C-Faktor)

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(a) R-Faktorenvariante nach Gleichung (6.7) (S. 66)

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(b) LS-Faktorenvariante ohne Berücksichtigung von Bar-rieren

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(c) K-Faktorenvariante

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(d) Agrargebiete Sachsen-Anhalts

Abb. 6.1: ABAG-Faktorenvarianten nach Steininger & Möller (2004) und Agrargebiete


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Tab. 6.1: Planungsebenen zur Ausweisung der Bodenerosionsgefährdung mit Angabe der imLand Sachsen-Anhalt verfügbaren Datengrundlagen (vgl. Tab. 6.2)

Bezugseinheiten (Auswahl)Erosionsgefährdung für. . .

Verfügbare Datengrundlagen (Auswahl)

O B E R E P L A N U N G S E B E N E 1 : 750 000 . . . 1 : 100 000•Oberflächenwasserkörper•Agrargebiet•Bodengroßlandschaft•Gemeinde

•Boden⇒ BÜK 200, MMK, VBK 50•Reliefinformation⇒ DGM 40× 40 m•Niederschlag⇒ langj. mittlerer Niederschlag (1× 1 km)•Nutzung⇒ z. B. Anbauspektren innerhalb der Agrargebiete

M I T T L E R E P L A N U N G S E B E N E ≈ 1 : 50 000

•Gemeinde•Boden(teil)landschaft• Feldblock

•Boden⇒ Vorläufige Bodenübersichtskarte (VBK 50)•Reliefinformation⇒ DGM 40× 40 m•Niederschlag⇒ langj. mittlerer Niederschlag (1× 1 km)•Nutzung ⇒ z. B. gemeindebezogene langjährige Nutzungs-angaben, konkrete Nutzung der Feldblöcke

U N T E R E U N D Ö R T L I C H E P L A N U N G S E B E N E ≈ 1 : 10 000

• Schlag•Teilschlag•Gewässerabschnitt•Reliefposition

•Boden⇒ Unterlagen der Bodenschätzung•Reliefinformation⇒ DGM 10× 10 m•Niederschlag⇒ langj. mittlerer Niederschlag (1× 1 km)•Nutzung⇒ z. B. schlagbezogene Fruchtfolgen aus Angabender Landwirtschaftsbetriebe

mit A = langjähriger mittlerer Bodenabtrag in einer Fruchtfolge bezogen auf ein Jahr, R = Nie-derschlagserosivitätsfaktor, K = Bodenerodierbarkeitsfaktor, L = Hanglängenfaktor, S = Hangnei-gungsfaktor, C = Bearbeitungsfaktor, P = Erosionsschutzfaktor1

Der Vorteil des Ansatzes besteht vor allem in der allgemeinen Akzeptanz, der leichten Handha-bung sowie der vielfach erfolgten Anpassung der Faktoren an regionale Bedingungen. Jeder Ein-zelschritt liefert bereits ein auf seiner Integrationsebene gültiges Ergebnis, so dass der Einfluss derTeilfaktoren auf das Gesamtergebnis nachvollziehbar bleibt und die Zahl der zu verwendendenFaktoren von der jeweiligen Datenverfügbarkeit und benötigten Aussageschärfe (z. B. aktuelleoder potentielle Erosionsgefährdung) abhängig gemacht werden kann (Petry, 2001). Beispielswei-se ermöglicht die multiplikative Verknüpfung der drei naturräumlichen Erosionsfaktoren R−, K−und S die Abschätzung der potentiellen Erosionsgefährdung, die durch das LAGB landesweit fürdie ackerbaulich genutzten Flächen von Sachsen-Anhalt umgesetzt worden ist (vgl. Abb. 3.1, S.26).

Zu beachten ist, dass sich der Definitionsbereich der ABAG auf erosive Hangbereiche beschränkt2

(vgl. Abb. 6.2). Deshalb können auch keine Angaben zu off site-Schäden bzw. zur Deposition desabgetragenen Bodenmaterials (Ort, Menge, Kornverteilung) und zum Eintrag in das Gewässer-netz gemacht sowie keine ereignisbezogenen Aussagen abgeleitet werden (Schmidt, 1998; Merrittet al., 2003).

Im Zuge regionaler Anpassungen und im Zusammenhang mit der steigenden Verfügbarkeit di-gitaler Flächendaten sind verschiedene Varianten der Faktorenableitung entwickelt worden. FürDeutschland sind Berechnungsvarianten in Hennings (2000) dokumentiert. Daraus resultiert dasProblem, dass in Abhängigkeit vom verwendeten Berechnungsverfahren in ihrem Wertebereichunterschiedliche Ergebnisse erzielt werden, die eine jeweils spezifische Interpretation erfordern(Volk et al., 2001) und letztendlich keine quantitativen Aussagen zur aktuellen Erosionsgefähr-

1Der P-Faktor wurde aufgrund fehlender Datengrundlagen nicht berechnet.2Länge zwischen der Stelle am Hang, wo im Mittel der Ereignisse der Oberflächenabfluss einsetzt und der Stelle, wo

am Unterhang die Ablagerung von Bodenmaterial (Sedimentation) beginnt oder wo das Wasser in einen Vorflutereintritt (Rippel et al., 2004).


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Abb. 6.2: Schematische Darstellung der erosiven Hanglänge (Rippel et al., 2004)

dung gestatten. Die Berechnungsergebnisse können dagegen „nur zur Interpretation der relativenAbstufung verschiedener Standorte [...] herangezogen werden“ (AD-HOC AG Boden, 2003, S. 65).

Aufgrund der witterungsbedingten Schwankung insbesondere des R-Faktors beziehen sich dieBerechnungsergebnisse der Faktoren K, R und LS auf einen zeitlichen Geltungsbereich von 15 bis20 Jahren. Diese Faktoren kennzeichnen die ‘standörtliche Erosionsgefährdung’ und werden nurindirekt von Bodenbearbeitungsmaßnahmen tangiert. Die Einbeziehung des C- und P-Faktors be-schränken den zeitlichen Geltungsbereich auf die zugrundeliegende Fruchtfolge. Diese Faktorenstehen im direkten Einflussbereich des Landwirts. Zur indirekten Einflussnahme gehört vor allemdie Flureinteilung, die im Zusammenhang mit der erosiven Hanglänge steht. Direkte Auswirkun-gen auf die Erosionsanfälligkeit eines Standorts haben dagegen die Fruchtfolge und die Art derBewirtschaftung (Feldwisch, 2004).

6.2 Datengrundlagen und Ableitung der ABAG-Faktoren

6.2.1 K-Faktor

6.2.1.1 Methodik

Bei Vorhandensein notwendiger bodenkundlicher Parameter ist eine standortspezifische Berech-nung der K-Faktoren nach dem Ansatz der bei Schwertmann et al. (1990, Gl. (6.2)) oder der in DIN19708 (2005, Gl. (6.3)) aufgeführten Vorgehensweise möglich.

K = 2, 77× 10− 6×M1, 14× (12−OS) + 0, 043× (A− 2) + 0, 033× (4− D) (6.2)

mit M (Schluff+Feinstsand)×(Schluff+Sand) jeweils in [%-M]; OS organische Substanz [%]; A Ag-gregatklasse; D Durchlässigkeitsklasse

K = (Kb × Kh + Ka + Kd)× Ks (6.3)

mit Kb = bodenabhängiger Anteil des K-Faktors; Kh = humusabhängiger Anteil des K-Faktors; Ka= aggregierungsabhängiger Anteil des K-Faktors; Kd = wasserdurchlässigkeitsabhängiger Anteildes K-Faktors; Ks = steinbedeckungsabhängiger Anteil des K-Faktors

Darüber hinaus kann der K-Faktor für die Legendeneinheiten der bodenkundlichen Flächenin-formationen anhand von Parameterkatalogen überschlägig geschätzt werden. Hierfür liegen um-fangreiche Arbeiten vor, so u. a. für die Standortregionaltypen der MMK (Deumlich et al., 1997),für die Klassenflächenzeichen der Bodenschätzung (Schwertmann et al., 1990) sowie für die Sub-strattypen der VBK 50 (Steininger & Möller, 2004). Zu beachten ist, dass die in den Parameter-


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Tab. 6.2: Bodenkundliche Flächeninformationen für Erosionsbewertungen in Sachsen-AnhaltKarte Maßstab GebietsbezugBÜK 2001 1:200 000 flächendeckendMMK2 1:100 000 landwirtschaftliche StandorteVBK 503 1:50 000 flächendeckendBodenschätzung 1:10 000 landwirtschaftliche Standorte1 Bodenübersichtskarte2 Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung3 Vorläufige, digitale Bodenkarte

katalogen ausgewiesenen K-Faktoren auf der Berechnung von Mittelwerten basieren, was in derBewertung des Ergebnisses zu berücksichtigen ist.

6.2.1.2 Datengrundlagen

Im Bundesland Sachsen-Anhalt erfolgen Erarbeitung und die Bereitstellung bodenkundlicher Ba-sisinformationen durch das Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt. Hartmann(2006) sowie Hartmann & Helbig (2006) geben einen Überblick zum gegenwärtigen Stand der bo-denkundlichen Basisinformationen in Sachsen-Anhalt einschließlich der zugrundeliegenden Aus-wertungsmethoden und ableitbaren Parameter (vgl. Tab. 6.2).

6.2.1.2.1 Bodenübersichtskarte 1:200 000 Das bundesweit einheitliche, länderübergreifendeKartenwerk der Bodenübersichtskarte 1:200 000 BÜK 200 wird in Zusammenarbeit von der Bun-desanstalt für Geologie und Rohstoffe (BGR) und den Staatlichen Geologischen Diensten Deutsch-lands erarbeitet3. Es liegt im Blattschnitt der topografischen Übersichtskarte 1:200 000 vor undwurde digital erfasst. Sie zeigt die Verbreitung der Bodengesellschaften mit Bezug auf die Boden-formen in Deutschland. Grundlage der Datenerhebung bildet die Kartieranleitung.

Zur inhaltlichen Charakterisierung der Legendeneinheiten und für weitere Auswertungen lie-gen Flächendatensätze als Standardprofile vor, die die Profilbeschreibungen ausgewählter Leit-und Begleitbodenformen mit typischen substratbezogenen und bodenphysikalischen Kennwer-ten enthalten (Dehner et al., 1999). Eine Auswertung dieses Datenbestandes hinsichtlich der Ero-dierbarkeit des Bodens ist bisher nicht vorgenommen worden.

6.2.1.2.2 Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) Die MMK ist ei-ne Übersichtskartierung, die ausschließlich auf die landwirtschaftlich genutzten Flächen bezogenist. Sie basiert auf den Daten der Bodenschätzung (Karten der Klassenflächen 1:10 000), die inden 70er Jahren durch stichpunktartige Geländeüberprüfungen aktualisiert und für die MMK-Übersichtskarten genutzt wurden. Die MMK liegt in gedruckter Form im Maßstab 1:100 000 vor,die die Kartierungseinheiten (Standortregionaltypen) auf verzerrter Topografie ausweisen. Dengedruckten Karten liegen Arbeitskarten mit unverzerrter Topografie im Maßstab 1:25 000 zugrun-de. Außerdem existiert eine grob digitalisierte Variante der 1:100 000er MMK.

Zur Abschätzung der potentiellen Bodenerosionsgefährdung der Kartiereinheiten der MMKwurde ein Beurteilungsalgorithmus von landwirtschaftlichen Nutzflächen entwickelt und aufder Basis langjähriger Erosionsmessungen teilweise modifiziert. Eingangsgrößen für den Algo-rithmus sind die Substratflächentypen4 und Hangneigungsflächentypen5. Diese Methode wurdeauch für die Wassererosionsgefährdungskarte im Agraratlas verwendet.

3Der Bearbeitungsstand ist auf der Web-Seite der BGR dokumentiert: http://www.bgr.bund.de/cln_101/nn_325378/DE/Themen/Boden/Produkte/Karten/BUEK__200.html.

4SFT: definierte flächenmäßige Kombinationen von Substrattypen5NFT: definierte flächenmäßige Kombinationen von vergesellschafteten Hangneigungsgruppen


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Inzwischen hat sich in Deutschland die Allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG) als Stan-dard für die Abschätzung der Erosionsgefährdung in der oberen bis mittleren Planungsebenedurchgesetzt. Diesem Umstand wurde insofern Rechnung getragen, als dass nun auch auf Basisder Standortregionaltypen der MMK eine Ermittlung der K-Faktoren möglich ist (Deumlich et al.,1997).

6.2.1.2.3 Vorläufige, digitale Bodenkarte 1:50 000 Der aktuelle Bedarf an bodenkundlichenInformationen ist für die gesamte Landesfläche im Maßstab 1:50 000 kurzfristig nicht durch dieklassische bodenkundliche Landesaufnahme zu befriedigen. Aus diesem Grund wurde das Kon-zept der VBK 50 entwickelt. Die VBK 50 resultiert aus der digitalen Aufbereitung vorhandenerInformationen (Hartmann, 2006):• Projektkartierungen im Maßstab 1:10 000/1:25 000,• Arbeitskarten der Mittelmaßstäbigen Landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) im

Maßstab 1:25 000,• Informationen der forstlichen Standortskartierung sowie• Bergbaukippenkarten 1:25 000 und Bodenregionalkarte Halle und Umgebung 1:50 000.

Mit der Digitalisierung der analog vorliegenden Daten im Originalmaßstab begann die Ent-wicklung einer einheitlichen Legende und nachfolgend einer inhaltlich-räumlichen Bearbeitungder Konturen. Die Notwendigkeit der Legendenvereinheitlichung resultiert aus den unterschied-lichen Maßstäben und Entstehungszeiten sowie verschiedenartigen Nomenklaturen bzw. syste-matischen Vorgaben der Originaldaten. Die dominante Bodenform als Kombination einer boden-mit einer substratsystematischen Einheit bildet die Legendenbasis. Auf die Darstellung der in die-sem Maßstab üblichen Vergesellschaftung wurde aufgrund der Heterogenität der verschiedenenOriginalunterlagen verzichtet. Allerdings bietet die Verknüpfung der VBK 50-Konturen mit dendigitalen Dokumentationsblättern A der MMK für Teile der VBK eine Information zum Bodenfor-meninventar mit geschätzten Flächenanteilen.

Die Informationen zu Bodentyp, Substrat und Genese der vorhandenen Legendeneinheiten lie-gen als Ziffern verschlüsselt in einer Datenbank vor. Die Kombination der einzelnen Schlüsselele-mente steht für eine bestimmte Bodenform. Auf diese Weise lassen sich auch neue Legendenein-heiten aus der Datenbank generieren. Eine weitere Programmierung setzt die Legendeneinheitenunter Zugriff auf die Datenbankverschlüsselungen als Bodenform zusammen.

6.2.1.2.4 Unterlagen der Bodenschätzung Die Unterlagen der Bodenschätzung sind aufgrundder angewandten Kartierungsmethodik (Bohrraster 50 × 50 m) für die differenzierte standort-kundliche Kennzeichnung der landwirtschaftlichen Nutzfläche auf Schlag- und Teilschlagebeneeine wichtige Datengrundlage. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Hauptaufgabe der Boden-schätzung die fiskalische Bewertung des Bodens mit Blick auf eine einheitliche ertragsabhängigeBesteuerung und nicht die bodenkundliche Kennzeichnung im heutigen Sinne war. Außerdemist zu berücksichtigen, dass die Bodenschätzungsdaten vor etwa 50 bis 60 Jahren ermittelt wur-den und der Boden seit dieser Zeit mehr oder weniger intensiven Veränderungen unterlag (Bo-denabtrag, Bodenauftrag, Wasserregulierungen, Bodenveränderung durch intensive Landwirt-schaft, größere Pflugtiefen als zur Zeit der Bodenschätzung usw.).

Durch das Landesamt für Umweltschutz wurden für Sachsen-Anhalt rund 457 000 Grablochbe-schriebe erfasst und digitalisiert. Das Landesamt für Vermessung und Geoinformation stellt mitder digitalen Liegenschaftskarte die Konturen der Klassenflächen bereit. Für die weitere Nutzungder Unterlagen der Bodenschätzung als bodenkundliche Information wurden diese in die boden-kundliche Nomenklatur nach AG Boden (1994) übersetzt. Eine flächendeckende Auswertung undValidierung dieser Datensätze in Bezug auf die Erodierbarkeit des Bodens steht noch aus, so dassdiese Datengrundlage bei der Ausweisung der Erosionsgefährdung gegenwärtig nur im Rahmenvon Forschungsvorhaben zum Einsatz kommt.


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6.2.1.3 K-Faktor für Sachsen-Anhalt

Abbildung 6.1 (S. 60) zeigt beispielhaft die K-Faktorenvariante auf Basis der VBK 50 (vgl. Kap.6.2.1.2.3). Eine erhöhte Bodenerodibilität K tritt vor allem bei schluffigen Böden mit einer labi-len Aggregatstruktur auf. Sie wird verstärkt, wenn die humusreiche Bodenkrume bereits erodiertist, da Unterbodenhorizonte ohne Humus der mechanischen Wirkung des Regens weniger Wi-derstand entgegensetzen. Dies trifft in Sachsen-Anhalt vor allem auf die ertragreichen Böden imLössgürtel zu, welche K-Faktoren > 0, 4 aufweisen. Regional zählen hierzu die Magdeburger Bör-de, die Lössgebiete im mittleren sowie die Lösshügelländer im südlichen Sachsen-Anhalt. Da-gegen ist die bodenbedingte Erodierbarkeit auf den sandigen und gut durchlässigen Böden imnördlichen Teil unseres Bundeslandes als gering einzuschätzen.

6.2.2 R-Faktor und Niederschlagsinformationen

6.2.2.1 Methodik

Der R-Faktor (Regen- oder Oberflächenabflußfaktor) ist innerhalb der ABAG das Maß für dieErosivität bzw. gebietsspezifische Wirksamkeit der Niederschläge in einem Untersuchungsraum.Niederschläge werden nur dann als erosiv angesehen, wenn sie eine bestimmte Niederschlags-menge überschreiten. Dabei wird davon ausgegangen, dass eine größere Intensität eines Nieder-schlagsereignisses bzw. seiner kinetischen Energie auch eine Verstärkung der erosiven Leistungnach sich zieht. Im Idealfall ist die Bestimmung der erosiven Niederschlagmenge für jedes Un-tersuchungsgebiet separat durchzuführen. So leiteten Wishmeier & Smith (1958, 1962, 1978) fürdas Gebiet des mittleren Westens der USA 12,5 mm als Grenzwert für erosive Niederschlagser-eignisse ab. Bader & Schwertmann (1980) änderten den Grenzwert für Bayern auf 10 mm Nieder-schlagsmenge bzw. 10 mm h−1 Niederschlagsintensität (für schneefreien Boden), der dann auchauf Gesamtdeutschland angewendet wurde (vgl. Schwertmann et al., 1990). Die Berechnung derErosivität von Niederschlagereignissen geht auf Wishmeier & Smith (1958) zurück. Der R-Faktor(kJ m−2 mm h−1) ergibt sich entsprechend Gleichung (6.4) zufolge aus den aufsummierten Erosi-vitäten der Einzelniederschlagsereignisse Re einer Station.

R =n

∑e=1

Re (6.4)

Der Re-Wert eines Einzelniederschlagsereignisses wird nach Gleichung (6.5) berechnet, wobeiEe die kinetischen Energie und I30 (mm h−1) die größte durchschnittliche Regenintensität kenn-zeichnet, die im Verlauf einer 30 Minuten-Niederschlagsperiode gemessen wird.

Re = Ee × I30 (6.5)

Voraussetzung für die Berechnung von Ee (kJ m−2) ist die Unterteilung der Niederschlagssum-menkurve eines Niederschlagereignisses in i Abschnitte konstanter Steigung. Jedem Abschnittwird dabei die Intensität und die zugehörige Niederschlagshöhe Ni zugeordnet. Ee ergibt sich ausder Aufsummierung seiner Abschnitte i entsprechend Gleichung (6.6).

Ee =n

∑e=1

(11,89 + 8,73 log Ii

)× Ni (6.6)


Langjährige kontinuierliche Niederschlagsaufzeichnungen liegen in Deutschland als Monats- undJahresmittelwerte für den Zeitraum 1971 bis 2000 im 1× 1 km-Raster vor, die vom Deutschen Wet-terdienst (DWD)6 bereitgestellt werden. Zusätzlich liegen Messreihen des täglichen Niederschla-

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Tab. 6.3: R-Faktoren und langjährige durchschnittliche Jahres- und Sommerniederschlagssummen(NJ u. NSo) für Stationen in Thüringen, Sachsen und Sachsen-Anhalt (Saupe, 1985; Sauerborn,1994)Station Artern1 Gera1 Nordhausen1 Leipzig1 Magdeburg Salzwedel Wernigerode

RJ 38,1 86,2 56,3 42,7 39,9 60,9 56,7NJ 469 608 556 586 521 548 734NSo 297 380 324 350 302 319 378

1 benachbarte Stationen der an Sachsen-Anhalt angrenzenden Bundesländer Thüringen und Sachsen

ges für eine Vielzahl von DWD-Niederschlagsstationen mit unterschiedlichen Messzeiträumenbis zum gegenwärtigen Zeitraum vor.

6.2.2.3 R-Faktor für Sachsen-Anhalt

Mit den Arbeiten von Saupe (1984) und Sauerborn (1994) liegen zwei Arbeiten zur flächendecken-den Ableitung des R-Faktors für das Land Sachsen-Anhalt vor, die auf Korrelationsbeziehun-gen zwischen berechneten R-Faktoren und langjährigen Niederschlagssummen beruhen. Saupe(1985) erstellte für den Süden der ehemaligen DDR (heutige Bundesländer Sachsen, Thüringenund Sachsen-Anhalt) auf der Grundlage von 19 Stationen bzw. einer durchschnittlichen Stations-dichte von 1/2896 km−2 eine Isoerodenkarte7. Für Sachsen-Anhalt standen allerdings nur dreiMessstationen zur Verfügung, wodurch sich eine sehr geringe Messnetzdichte ergab.

Die von Saupe (1984, 1985) vorgenommene R-Faktorenableitung ist auf Grundlage langjährigerdurchschnittlicher Werte der Monate April bis November berechnet worden. Für die ergänzendenMonate wurden Zuschläge aus langjährigen Reihen der Niederschlagssummen abgeleitet. Da diegeringe Messnetzdichte in Sachsen-Anhalt keine repräsentativen Berechnungen zulassen, sind dieMesspunkte um an Sachsen-Anhalt angrenzende Stationen der Bundesländer Sachsen und Thü-ringen erweitert worden (Tab. 6.3). Steininger & Möller (2004) haben in Anlehnung an Sauerborn(1994) daraus die Regressionsbeziehungen zwischen R-Faktor und Jahres- bzw. Sommernieder-schlag (NJ u. NSo) abgeleitet (Gl. (6.7) u. (6.8)).

RJ = −57, 13 + 0, 3322× NSo mit r = 0, 6794 und p = 0, 0930 (6.7)

RJ = 5, 03 + 0, 0859× NJ mit r = 0, 4288 und p = 0, 3370 (6.8)

Gleichung (6.7) ist durch eine höhere Regressionsstärke r bzw. eine geringere Irrtumswahr-scheinlichkeit p gekennzeichnet und bildet deshalb die Grundlage zur Berechnung der landes-weiten R-Faktoren. In Abbildung 6.1b ist die Berechnungsvariante visualisiert. Die räumlicheVerteilung der R-Faktoren zeigt eine Zunahme der Niederschlagserodibilität in Richtung des Har-zes, was sich vor allem auf die hohen Summen der jährlichen Gesamtniederschläge zurückführenlässt. Aber auch im südlichen Sachsen-Anhalt treten R-Faktoren > 60 auf. Bedingt durch die ge-ringen Niederschlagssummen sind die R-Faktoren im Regenschatten des Harzes – insbesonderein der Magdeburger Börde und im Mitteldeutschen Trockengebiet – geringer. Doch vor allem indiesen Regionen ist der Anteil der Starkregen am Gesamtniederschlag überdurchschnittlich hoch,so dass Einzelereignisse mit hohen Bodenabträgen vor allem in den Sommermonaten auftretenkönnen.

7Isolinien gleicher Niederschlagsmengen


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Tab. 6.4: Ableitung des Hanglängenexponenten m aus der HangneigungHangneigung [%] ≤ 0, 5 > 0, 5− 1, 0 > 1, 0− 3, 4 > 3, 4− 5, 0 ≥ 5

m 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5

lnat =EZG

b

Abb. 6.3: Visualisierung der Faktoren zur Hanglängenberechnung (Moore & Burch, 1986; Moore& Wilson, 1992)

6.2.3 LS-Faktor und Reliefinformationen

6.2.3.1 Methodik

Die digitale Ableitung des LS-Faktors gehört zu den Standardoperationen der Reliefanalyse. NachDIN 19708 (2005) gilt für die Bestimmung des LS-Faktors die Gleichung (6.9), wobei der ParameterHanglängenkoeffizient m sich aus Tabelle 6.4 ergibt.

LS =(

l22

)m

× N9×

(N9

)0,5

(6.9)

mit LS = Relieffaktor (Hangneigung, natürliche Hanglänge); lnat = Hanglänge [m]; m = Hanglän-genkoeffizient; N = Hangneigung [%]

Während der S-Faktor sich direkt aus dem Reliefattribut Hangneigung N ableitet, haben sichbei der DGM-basierten Berechnung des L-Faktors Ansätze durchgesetzt, die auf dem komplexenReliefattribut spezifisches Einzugsgebiet As basieren. Der Vorteil besteht insbesondere in der Mög-lichkeit, Konvergenz und Divergenz der Oberfläche zu berücksichtigen.

As entspricht der natürlichen Hanglänge lnat (Moore & Burch, 1986; Moore & Wilson, 1992;Desmet & Grovers, 1996) und berechnet sich aus der Teileinzugsgebietsgröße EZG und der Breiteder potentiellen Abflussbahn b (Abb. 6.3).


Digitale Höheninformationen, die die Datengrundlage für die Ermittlung des Relieffaktors in-nerhalb der ABAG (LS-Faktor) bilden, werden in Sachsen-Anhalt im Rahmen des ATKIS-DGMbereitgestellt. Die Vermessungsverwaltung des Landes Sachsen-Anhalt definiert ein Digitales Ge-ländemodell (DGM) als Geländehöhen, die in Form eines regelmäßigen Punktrasters vorliegen,wobei Strukturelemente (wie Gerippe- und Geländelinien sowie Kleinstrukturformen) nicht be-rücksichtigt werden. Die Datenausgabe erfolgt TK 10-blattschnittweise und im ASCII-Format mit


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den Spalten Rechtswert, Hochwert und Höhe auf der Grundlage des Bessel-Bezugsellipsoiden.Zur Generierung der Höhendaten wurden Isohypsen und Höhenfestpunkte der TK 10-Karten di-gitalisiert und anschließend in ein 10× 10 m-Raster überführt. Die vertikale Genauigkeit liegt bei±0, 5− 1 m. Die für die mittelmaßstäbige Gefährdungsausweisung genutzte 40× 40 m-Variantebasiert auf der gleichen Grundlage wie das 10× 10 m-Raster, allerdings gingen weniger Höhen-daten in die DGM-Generierung ein. Daraus resultiert eine vertikale Genauigkeit von ±2− 2, 5 m.

6.2.3.3 LS-Faktor für Sachsen-Anhalt

In Sachsen-Anhalt weisen erwartungsgemäß die Region des Harzes und seiner Vorländer, die Hü-gelländer im südlichen Sachsen-Anhalt, aber auch das Mansfelder Bergland und kleinere Land-schaftseinheiten, wie Huy, Hakel und Teile des Flämings eine reliefbedingt hohe Erosionsgefähr-dung auf (Abb. 6.1c, S. 60). Das Auftreten von Geländeformen wie bspw. steilen Talhängen oderFelskuppen führt kleinräumig zu hohen Gefährdungen auch in Gebieten, die großräumig nichtals überdurchschnittlich gefährdet gelten.

6.2.4 C-Faktor und Informationen zur Bodenbedeckung/Bodenbearbeitung

Der Grad der Vegetationsbedeckung des Bodens hat einen wesentlichen Einfluss auf das Gefähr-dungspotential der Standorte hinsichtlich der Wassererosion. Innerhalb der ABAG wird dieserEinfluss durch den C-Faktor widergespiegelt, der zwischen 1 (= Schwarzbrache) und 0 (= dichterGrünlandbewuchs) liegen kann. Für ackerbauliche Kulturarten liegt der C-Faktor in Abhängig-keit vom Anbausystem meist im Bereich 0,07 bis 0,4. Neben der relativen Bodenbedeckung derjeweiligen Fruchtart in den einzelnen Kulturperioden haben die Anbausysteme (z. B. Zwischen-frucht oder Untersaat) sowie die Bodenbearbeitung (Pflug, konservierend, Direktsaat) erheblicheAuswirkungen auf die Größe des C-Faktors.

Während für den großmaßstäbigen Bereich auf konkrete Nutzungsangaben der Flächenbewirt-schafter zurückgegriffen werden muss und an Hand dieser der C-Faktor zu ermitteln ist, könnenfür den mittel- und kleinmaßstäbigen Bereich mittlere regionalspezifische Werte angesetzt wer-den. Für die Ermittlung der C-Faktoren wurde hierfür in der räumlichen Abgrenzung auf dieAgrargebiete Sachsen-Anhalt zurückgegriffen, wie sie im Agraratlas des Landes Sachsen-Anhaltbeschrieben sind (MRLU LSA, 1997). Agrargebiete stellen aus landwirtschaftlicher Sicht homo-gene Einheiten dar, die durch annähernd gleiche Standortfaktoren (Boden, Klima), Anbau- undBewirtschaftungsstrukturen gekennzeichnet sind (Abb. 6.1d, S. 60). Eine weitere innere Differen-zierung dieser Agrarregionen ist insbesondere aus Gründen der Verfügbarkeit von Betriebsdatennicht sinnvoll.

Tab. 6.5: Agrargebiete Sachsen-Anhalts und korrespondierende C-Faktoren (vgl. Abb. 6.1d; Stei-ninger & Möller, 2004)Agrarregion Altmark-Vorfläming Elbaue Elbwische Harz Heiden Schwarzerde

C-Faktor 0,138 0,151 0,142 0,114 0,121 0,165

Die für die Agrargebiete aus den mittleren Fruchtartenanteilen und Kulturperioden errechne-ten C-Faktoren sind in Tabelle 6.5 aufgelistet. Sie widerspiegeln die derzeit praktizierte Boden-bewirtschaftung mit im Durchschnitt ca. 10 bis 15 % bodenschonender Bewirtschaftung. DieserAnteil hat nur geringe Auswirkungen auf die Höhe des Ergebnisses. Um den C-Faktor massivzu verringern, müssten die Flächenanteile mit bodenschonender Bewirtschaftung stark ausge-weitet oder für Sommerfrüchte ein Zwischenfruchtanbau, gegebenenfalls mit Untersaat etabliertwerden. Aufgrund des Niederschlagverlaufs in Sachsen-Anhalt (mitteldeutsches Trockengebiet,Sommerregentyp mit der höchsten Erosionsgefährdung in den Monaten Mai und Juni) sind demZwischenfrucht- und Untersaatanbau jedoch Grenzen gesetzt, da diese dem Boden Wasser entzie-hen und das Wasserdargebot für die Hauptfrucht verringern (vgl. Kap. 7).


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6.3 Karten Erosionsgefährdung

Dem Anliegen einer Prognosekarte entsprechend wurde das Gefährdungspotential des Standortesohne Berücksichtigung der gegenwärtigen Nutzungsstrukturen (Ackerschläge, hanggliederndeElemente, Barrieren) ermittelt (Abb. 3.1, S. 26). Hierzu wurden die naturräumlichen Faktoren R,K und S8 in Anlehnung an Hennings (2000) und der DIN 19708 (2005) in Beziehung gesetzt.

Die Karte der natürlichen Gefahrendisposition widerspiegelt das standortspezifische Gefähr-dungspotential bei einer theoretischen Nutzung als Schwarzbrache (keine Bodenbedeckung). Er-gänzend hierzu wurde eine nutzungsspezifische Potentialkarte unter Hinzuziehung der Bodenbe-deckung erstellt. In diese Karte gingen die typischen Fruchtfolge- und Anbausysteme der Agrar-regionen Sachsen-Anhalts ohne Berücksichtigung einer konservierenden Bodenbearbeitung ein.Sie stellt somit die mittlere Ausgangssituation der landwirtschaftlichen Flächennutzung dar, an-hand derer die Minderungsleistungen durch den Einsatz konservierender Bodenbearbeitungenwie Mulch- und Direktsaat für den jeweiligen Standort abgeschätzt werden können. Beide Kar-tenwerke werden durch das Landesamt für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalt bereitge-stellt. Die Darstellung des Gefährdungspotentials erfolgt über sechs Stufen der Erosionsgefähr-dung (Tab. 6.6).

Die Karten erlauben einen landesweiten Überblick über die Erosionsgefährdung der Standorte.Sie können Vor-Ort-Untersuchungen zur Beurteilung einer lokalen und akuten Gefährdungssitua-tion nicht ersetzen. Für Erosionsschutz- sowie Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen sollten vorran-gig aktuell genutzte Ackerflächen der Gefährdungsklasse „sehr hoch“ in Betracht gezogen wer-den. Hier kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass Abtragungsprozesse in erheblichemUmfang stattfinden (Helbig, 2006).

Tab. 6.6: Landesweite Kartenwerke der Erosionsgefährdung in Sachsen-Anhalt auf Grundlage derABAGKarten Maßstab EingangsdatenPotentielle Erosionsgefähr-dung durch Wasser

1:10 000 und 1:50 000naturräumliche Faktoren (Relief,Boden, Klima)

Aktuelle Erosionsgefährdungdurch Wasser 1:10 000 und 1:50 000

naturräumliche Faktoren plus ak-tuelle Nutzung und Bewirtschaf-tung

8Berechnung nach DIN 19708 (2005) unter Nutzung des DGM in der 40× 40 m-Variante


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7 Prognose von Eintragspfaden in Gewässer undSimulation von Erosionsschutzmaßnahmen: Einhierarchischer Ansatz für Sachsen-Anhalt

Daniel Wurbs, Michael Steininger, Thomas Koschitzki und Markus Möller

Im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben zum Boden- und Gewässerschutz, die vor allem im Bundes-Bodenschutzgesetz, in der EU-Agrarförderung oder der EG-Wasserrahmenrichtlinie definiert sind(vgl. Kap. 2.2 u. 8), ist die Bewertung der Bodenerosion und ihrer Folgewirkungen sowie diePlanung von Schutzmaßnahmen notwendig. So erfordert die Umsetzung der EG-Wasserrahmen-richtlinie die Zustandsbestimmung und Bewertung der Gewässer hinsichtlich ihrer Belastungdurch diffuse Quellen auf der Einzugsgebietsebene. In Sachsen-Anhalt wird als eine der Hauptur-sachen für diffuse Sediment- und Phosphoreinträge die Bodenerosion und die an sie geknüpftenTransportprozesse angesehen. Insofern besteht vor allem aus Sicht des vorsorgenden Boden- undGewässerschutzes die Notwendigkeit, eine effiziente Herangehensweise sowie geeignete Metho-den und Modellansätze zu entwickeln, um Boden- und Gewässerschutzmaßnahmen planen, si-mulieren und bewerten zu können. Dies sollte vor allem vor dem Hintergrund der in Kapitel 2 dis-kutierten Modell-, Politik und Maßstabshierarchien geschehen. Denn während die Planung undUmsetzung von Schutzmaßnahmen zumeist in der lokalen Ebene für Ackerschläge, Feldblöckeoder Gewässerabschnitte erfolgt, erfordert die landesweite Umsetzung der EG-Wasserrahmen-richtlinie oder die Koordinierung der EU-Agrarförderung einen überregionalen Betrachtungsan-satz, der vorwiegend auf Koordinierungsräume, Oberflächenwasserkörper und Agrarregionenorientiert. Wie in diesem Beitrag gezeigt werden wird, ist es möglich, mit Hilfe eines hierarchi-schen Gesamtansatzes zur integrativen Erosionsbewertung und -modellierung die Verknüpfungverschiedener Ziel- und Bezugsebenen vorzunehmen, um möglichst effizient die Planungsziele inder jeweiligen Maßstabsebene erreichen zu können.

7.1 Der hierarchische Ansatz

Der hierarchische Ansatz zur Maßnahmenplanung basiert auf modular aufgebauten Bezugsein-heiten (Landschaftseinheiten, Flusseinzugsgebiete/Oberflächenwasserkörper, Feldblöcke), wel-che, entsprechend eines definierten räumlich-zeitlichen Zielmaßstabes als Untersuchungsgebietefungieren (Abb. 7.1):

1. Auf Grundlage einer kleinmaßstäbigen Ersteinschätzung und Bewertung werden zunächstRäume (hier: Oberflächenwasserkörper) ausgewiesen, die ein definiertes Gefährdungspo-tential besitzen.

2. Innerhalb dieser Räume können durch die Erweiterung und Verbesserung des Daten-, Mo-dell- und Methodenspektrums, die Erhöhung der räumlich-zeitlichen Auflösung sowie dieFestlegung neuer Zielgebiete (hier: Feldblöcke, Schläge) die Ergebnisse lokal präzisiert undsomit eine Grundlage für die Prognose von Abtragsbereichen und Sedimenteintragspfadensowie eine großmaßstäbige Bewirtschaftungs- und Maßnahmenplanung geschaffen werden.

Die integrative Erosionsbewertung und –modellierung fand in Sachsen-Anhalt innerhalb einesPilotprojektes bereits praktische Umsetzung (Wurbs et al., 2007b). Grundlage hierfür bildete zu-nächst die Schaffung von Modellgrundlagen und eine erste flächendeckende Erosionsberechnung


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72 Prognose von Eintragspfaden in Gewässer und Simulation von Erosionsschutzmaßnahmen

Abbildung 1: Räumliche Bezugseinheiten des hierarchischen Ansatzes Die integrative Erosionsbewertung und –modellierung, aufbauend auf einem hierarchischen Ansatz, fand in Sachsen-Anhalt innerhalb eines Pilotprojektes bereits praktische Umsetzung (Wurbs et al. 2007c). Grundlage hierfür bildete zunächst die Schaffung von Modellgrundlagen und eine erste flächendeckende Erosionsberechnung für Sachsen-Anhalt (STEININGER et al. 2005). Die Ergebnisse erfuhren im Rahmen der Studie „Ermittlung diffuser Nährstoffeinträge in die Oberflächengewässer des Landes Sachsen-Anhalt“ (WURBS et al. 2007a) eine weitere Präzisierung (Kap. #.4). Wesentliches Ziel der Untersuchungen war hierbei die Schaffung von Bewertungsgrundlagen, die einerseits der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie und auf der anderen Seite der Ausweisung von Gebietskulissen zur flächenkonkreten Realisierung der EU-Agrarförderung dienen sollten. Die zum Einsatz gekommenen Methoden basieren auf standardisierten und modifizierten Ansätzen der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG) (SCHWERTMANN et al. 1990), deren modelltechnische Umsetzung durch Anwendung des GIS-basierten Modellsystems ABAGFlux (WURBS et al. 2007b) realisiert wurde (Kap. #.3). #.3 Das Modellsystem ABAGFlux Für die Prognose großräumiger Bodenabträge und die Ausweisung potenziell erosionsgefährdeter Gebiete erwies sich der empirische Ansatz der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (SCHWERTMANN et al. 1990), bedingt durch seinen im Vergleich zu physikalisch basierten Modellansätzen vergleichsweise geringen Daten- und Parametrisierungsaufwand, in der Vergangenheit wiederholt als geeignet. Ein wesentlicher Nachteil des Standardansatzes der ABAG besteht hingegen in den fehlenden Möglichkeiten einer prozessorientierten Betrachtung. Durch die Modifizierung einzelner ABAG-Faktoren sowie die Einbindung weiterer reliefbasierter Ansätze können diese Defizite minimiert und somit ein effizient einsetzbares Instrument geschaffen werden, um maßstabsunabhängig mittlere Bodenabträge und Eintragspfade als Grundlage für die Simulation von Gewässer- und Erosionsschutzmaßnahmen modellieren zu können. Der innerhalb des GIS-basierten Modellsystems ABAGFlux (WURBS et al. 2007b) implementierte modifizierte ABAG-Ansatz enthält eine Barrierefunktion und integriert Fließakkumulationsalgorithmen (Abb. 2). Dabei wird der Fließakkumulationsprozess an Barrieren

Abb. 7.1: Räumliche Bezugseinheiten des hierarchischen Ansatzes zur integrativen Erosionsbe-wertung und -modellierung

für Sachsen-Anhalt (vgl. Kap. 6; Steininger et al., 2005). Die Ergebnisse erfuhren in Wurbs et al.(2007c) eine weitere Präzisierung. Wesentliches Ziel der Untersuchungen war hierbei die Schaf-fung von Bewertungsgrundlagen, die einerseits der Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinieund andererseits der Ausweisung von Gebietskulissen zur flächenkonkreten Realisierung der EU-Agrarförderung dienen sollten. Die zum Einsatz gekommenen Methoden basierten auf standar-disierten und modifizierten Ansätzen der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG, vgl. Kap.6; Schwertmann et al., 1990), deren modelltechnische Umsetzung durch Anwendung des GIS-basierten Modellsystems ABAGFlux 2.0 realisiert wurde.

7.2 Das Modellsystem ABAGflux 2.0

Für die Prognose großräumiger Bodenabträge und die Ausweisung potentiell erosionsgefährde-ter Gebiete erwies sich der empirische Ansatz der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (Schwert-mann et al., 1990), bedingt durch seinen im Vergleich zu physikalisch basierten Modellansätzenvergleichsweise geringen Daten- und Parametrisierungsaufwand, in der Vergangenheit wieder-holt als geeignet (vgl. Kap. 2.3 u. 6.1). Ein wesentlicher Nachteil des Standardansatzes der ABAGbesteht hingegen in den fehlenden Möglichkeiten einer prozessorientierten Betrachtung. Durchdie Modifizierung einzelner ABAG-Faktoren sowie die Einbindung weiterer reliefbasierter An-sätze können diese Defizite minimiert und somit ein effizient einsetzbares Instrument geschaffenwerden, um maßstabsunabhängig mittlere Bodenabträge und Eintragspfade als Grundlage für dieSimulation von Gewässer- und Erosionsschutzmaßnahmen modellieren zu können.

Der innerhalb des GIS-basierten Modellsystems ABAGflux 2.0 implementierte ABAG-Ansatzenthält eine Barrierefunktion und integriert Fließakkumulationsalgorithmen (Wurbs et al., 2007a;geoflux GbR, 2007; Volk et al., 2009b). Dabei wird der Fließakkumulationsprozess an Barrieren(u. a. natürliche Senken, Flurelemente, Straßen) gestoppt und setzt unterhalb dieser erneut an.Die Akkumulation wird an dieser Stelle auf den Wert 0 gesetzt. Durch die daraus resultieren-de Hangzerschneidung und Verkürzung der Hanglänge erfolgt eine Aufteilung des Hanges undsomit die Betrachtung tatsächlicher Abtragsbereiche.

Darüber hinaus lassen sich über die Relieffunktion potentielle Ablagerungsbereiche ermitteln.Die Relieffunktion basiert auf dem Massenbilanzindex MBI (Möller, 2005; Möller et al., 2008), der


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R R-Faktor VK Vertikalkrümmung DGM Digitales GeländemodellK K-Faktor N Neigung FA FließakkumulationC C-Faktor HT Höhe über Tiefenlinie FG FließgewässerLS LS-Faktor MBI Massenbilanzindex TL Tiefenlinie

Abb. 7.2: Fließschema zur Funktionsweise des Modellsystems ABAGflux 2.0

sich aus den Attributen Vertikalkrümmung, Neigung und Höhe über Tiefenlinie berechnen lässt unddie reliefbedingte Neigung einer Rasterzelle zu Akkumulation oder Bodenabtrag kennzeichnet.

Um zusätzlich zur Erosionsgefährdung auch Aussagen zum off site-Potential einer Fläche treffenzu können (vgl. Kap. 2.1.2), sind Verfahren erforderlich, welche der Ausweisung von Transport-pfaden dienen. Durch die Kopplung und Übergabe der für eine Rasterzelle ermittelten Bodenab-träge an ein Transportmodul können über Fließakkumulationsansätze die hangabwärts gerichte-ten Eintragspfade identifiziert und über ausgewiesene Gewässeranschlussflächen Übertrittsberei-che und potentielle Eintragsmengen ermittelt werden (Abb. 7.2).

7.3 Anwendungsbeispiel für Sachsen-Anhalt

7.3.1 Erste Hierarchieebene: Landesweite Ersteinschätzung

Im Rahmen der Zustandsbestimmung der Gewässer sowie für die Maßnahmeplanungen zur Um-setzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie ist die Bewertung der Oberflächenwasserkörper (OWK)hinsichtlich ihrer Belastung durch diffuse Quellen aus der Landnutzung erforderlich. Als solchegelten vornehmlich Sedimente und Nährstoffe, deren Eintrag in die Fließgewässer zu vermeidenoder zu vermindern ist.

Die Bewertung von Oberflächenwasserkörpern hinsichtlich ihres sedimentgebundenen Nähr-stoffeintragspotentials erfordert Modellansätze, welche auf der einen Seite die landesweite Ab-schätzung der Bodenerosion und des potentiellen Sedimenteintrages von den ackerbaulich ge-nutzten Flächen in die Gewässer Sachsen-Anhaltes ermöglichen. Andererseits sollte der erforder-liche Parametrisierungs- und Bearbeitungsaufwand möglichst gering sein und der Maßstabsebe-ne entsprechen. Insofern ist der Einsatz hoch auflösender, prozessorientierter Erosionsmodellenicht zuletzt vor dem Hintergrund fehlender Validierungsgrundlagen nur bedingt möglich. Zu-dem wurde in Kapitel 3 bereits darauf hingewiesen, dass potentielle Schwerpunktregionen fürdie Bodenerosion vorwiegend im südlichen Sachsen-Anhalt, den Harzvorlandbereichen und der


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(a) Mittlerer Bodenabtrag in Sachsen-Anhalt (b) OWK-bezogenes Eintragspotential

Daten Methoden Ziele•digitales Geländemodell 40× 40 m•Bodenkarte 1:50 000 (VBK 50)•CIR-Biotoptypenkartierung• Feldblockgeometrien•Gewässernetz 1:50 000•Niederschlagsstationen (geringeStationsdichte)

•Erosionsmodellierung und-bewertung mit ABAG-flux 2.0

•Orientierende Analysedes Erosionsgefährdungs- undSedimenteintragspotentials•Auswahl von Räumen mit defi-niertem Gefährdungspotential

Abb. 7.3: Raumbezug und Spezifizierung der ersten Hierarchieebene

Magdeburger Börde liegen, was eine landesweite Bearbeitung unter Verwendung prozessorien-tierter Modelle kaum rechtfertigt. Allerdings sind die Einsatzmöglichkeiten von empirischen An-sätzen zur Kennzeichnung der Erosionsgefährdung (vgl. Kap. 2.3 u. 6.1 ) aufgrund der begrenztenMöglichkeiten zur Ausweisung von Transportpfaden und Übertrittsbereichen ausgesprochen li-mitiert.

Mit Hilfe des Modellsystems ABAGflux 2.0 wurde eine flächenkonkrete Abschätzung des erosi-ven Gefährdungspotentials für das Land Sachsen-Anhalt vorgenommen und folgende Parameterermittelt:• Ermittlung des mittleren relativen Bodenabtrages nach ABAG (rasterbezogen),• Ausweisung von Sedimenttransportbahnen,• Identifizierung von Gewässeranschlussflächen und Übertrittsbereichen sowie• Modellierung des mittleren potentiellen Sedimenteintrages (rasterbezogen).

Die für die Modellierung erforderlichen Eingangsparameter entsprechen dem meso- bis ma-kroskaligen Zielmaßstab und bilden die Grundlage für den ABAG-basierten Berechnungsansatz.Ausgehend von den rasterbasiert ermittelten mittleren Bodenabträgen auf landwirtschaftlich ge-nutzten Flächen (Abb. 7.3a) wurden durch die Kopplung an das ABAGflux 2.0-Transportmodulrelief- und nutzungsbasierte Transportpfade ausgewiesen und über identifizierte Übertrittsberei-


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che die potentiellen Sedimenteinträge bestimmt. Diese konnten für die als Zielräume fungieren-den Oberflächenwasserkörper (OWK) aggregiert werden und bildeten die Bewertungsgrundlagefür eine landesweite Ersteinschätzung des Erosionsgefährdungs- und Eintragspotentials in dieOWK (Abb. 7.3b).

Die in der ersten Hierarchieebene gewonnenen Ergebnisse bilden die Entscheidungsgrundlagefür die Auswahl von Räumen mit einem definierten Gefährdungspotential. Durch die Verbesse-rung der Datengrundlagen und die Erweiterung des Methodenspektrums können innerhalb die-ser Räume (OWK) die Ergebnisse räumlich und zeitlich präzisiert und somit die Basis für eineflächenkonkrete Simulation, Planung und Bewertung von Gewässer- und Bodenschutzmaßnah-men geschaffen werden.

7.3.2 Zweite Hierarchieebene: Präzisierung der Ergebnisse

Im Rahmen der Ersteinschätzung wurden Gewässeranschlussflächen und potentielle Übertritts-bereiche auf Grundlage landesweit verfügbarer Daten- und Modellgrundlagen vorgenommen(Kap. 7.3.1). Die meisten der in Abbildung 7.4 aufgeführten Daten sind vorwiegend für Anwen-dungen im mittel- bis kleinmaßstäbigen Bereich geeignet. Die lagegenaue Erfassung von Klein-strukturen (Gewässerrandstreifen, Verwallungen) ist hingegen nicht flächendeckend möglich.

Ebenso können relevante, aber nicht erfasste Umwidmungen der Landnutzung vorgenommenworden sein. Solch zumeist kleinräumigen Veränderungen können das Erosionsgeschehen, vorallem aber das Eintragspotential landwirtschaftlich genutzter Flächen verändern und müssen flä-chenkonkret innerhalb der zweiten Hierarchieebene erfasst werden.

Auf Grundlage der landesweit vorgenommenen Ersteinschätzung erfolgt deshalb in der zwei-ten Hierarchieebene am Beispiel des Einzugsgebietes der Bösen Sieben die Präzisierung der Er-gebnisse durch eine Qualifizierung der Methoden und Datengrundlagen (Abb. 7.4a). WesentlicheZiele sind die flächenkonkrete Ausweisung von (tatsächlich) gefährdeten Flächen hinsichtlich ih-rer on site- und off site-Gefährdung sowie die Auswahl von Planungsräumen für die Erarbeitung,Simulation und Bewertung von Schutzmaßnahmen.

Neben den bereits in der ersten Ebene eingesetzten und durch höher auflösende Datengrund-lagen qualifizierten Modellanwendungen zur Ermittlung des Bodenabtrages, des Sedimenttrans-portes und der Identifizierung von Hotspots (Abb. 7.4b u. c) kommen auf der mesoskaligen Ein-zugsgebietsebene weitere Verfahren und Methoden zur Anwendung. Mittels Luftbildauswertungkönnen Aussagen zum Gewässeranschluss landwirtschaftlich genutzter Flächen, der aktuellenLandnutzung sowie zur Lagegenauigkeit von Landschaftselementen (Gewässernetz, Gewässer-randstreifen) getroffen werden. Diese können zusätzlich durch Geländekartierungen fachlich un-tersetzt werden. Darüber hinaus dient die Geländeaufnahme der Erfassung von Erosionsformen,die ihren Ursprung nicht auf ackerbaulich genutzten Flächen besitzen. Hierzu zählt vor allemdie Böschungserosion, welche insbesondere im Testgebiet Böse Sieben einen nicht unerheblichenBeitrag zur Sedimentfracht in den Gewässern leistet.

In Abbildung 7.5 wird dargestellt, welche Flächen im Einzugsgebiet der Bösen Sieben nach dervorgenommenen Luftbild- und Geländeauswertung für die weitere Maßnahmeplanung Berück-sichtigung finden können. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse können somit Feldblöcke bzw.Ackerschläge als Maßnahmeräume zur Planung von Gewässer- und Bodenschutzmaßnahmenausgewählt werden.

7.3.3 Dritte Hierarchieebene: Planung und Bewertung von Maßnahmen

Die dritte Hierarchieebene weist als Zielräume Feldblöcke und Ackerschläge zur großmaßstäbi-gen Planung und Bewertung von Maßnahmen des Boden- und Gewässerschutzes aus. Grundlagefür die Auswahl der Planungsräume bildet die im Rahmen der Präzisierung landesweit vorliegen-der Ergebnisse vorgenommene Ausweisung von eintragsrelevanten Flächen landwirtschaftlicherNutzung (vgl. Kap. 7.3.2). Im Rahmen des Pilotprojektes Planung von erosionsmindernden Maßnah-men ackerbaulich genutzter Flächen im Einzugsgebiet des Süßen Sees (Wurbs et al., 2007c) erfolgte die


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(a) Mittlerer Bodenabtrag im Einzugsgebiet Böse Sieben

(b) Feldblockbezogener relativer Bodenab-trag

(c) Feldblockbezogene potentielle Trans-portfracht

Daten Methoden Ziele•digitales Geländemodell 10× 10 mu. 40× 40 m• Flächeninformationen der Bodenschätzung1:10 000• Fruchtfolgen der Feldblöcke•Aggregierte Feldblockinformationen•Gewässernetz 1:10 000•Niederschlagsstationen(hohe Stationsdichte)•Luftbilder

•Erosionsmodellierungund -bewertung mit ABAG-flux 2.0•Einsatz physikalisch ba-sierter Erosionsmodelle•Luftbildauswertung•Geländekartierung

•Präzisierung der Ergebnis-se der ersten Hierachieebene•Ausweisung von on site-und off site-Gefährdungsbe-reichen•Auswahl von Zielräumenfür Maßnahmenplanung

Abb. 7.4: Raumbezug und Spezifizierung der zweiten Hierarchieebene


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Abb. 7.5: Präzisierung der Gewässeranschlussflächen in der zweiten Hierarchieebene

Planung, Simulation und Bewertung von Maßnahmen mit der Zielsetzung, den Feststoff- undNährstoffeintrag in die Gewässer unter Berücksichtigung von Möglichkeiten der Förderung vonMaßnahmen auf ackerbaulich genutzten Standorten sowie der ökonomischen Bilanz zu vermin-dern. Hierbei wurden folgende Maßnahmen festgelegt und deren Effekte aus Sicht des Boden-und Gewässerschutzes bewertet:

• Umstellung auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung auf bisher konventionellbewirtschafteten Flächen: Durch den weitestgehenden Verzicht auf wendende Bearbeitungkann das dem Pflugeinsatz folgende erhöhte Erosionsrisiko auf brachen Flächen reduziertwerden. Die damit verbundene Erhöhung der biologischen Stabilität führt zu einer verbes-serten Wurzelentwicklung sowie stärkeren Bodenbedeckung, die einen wirksamen Schutzgegen Oberflächenverschlämmung infolge des erhöhten Infiltrationsvermögens bildet. DieVeränderung der Bodenbearbeitung kann modelltechnisch durch eine Anpassung des C-Faktors vorgenommen werden. Die flächendeckende Verminderung des Bodenabtrages führtgleichermaßen zu einer Reduzierung der Sediment- und Nährstoffeinträge in die Gewässer(vgl. Abb.7.6a).

• Anlage von Gewässerfilterstreifen: Gewässerfilterstreifen wirken als direkte Filter gegen-über Sediment- und Schadstoffeinträgen in die Gewässer. In Abhängigkeit von den Förder-möglichkeiten werden sie als extensiv genutzte, an Ackerflächen grenzende Flächen ange-legt. Um eine optimale Schutzfunktion erfüllen zu können, sollten sie eine Mindestbreitezwischen der ein- bis dreifachen Bearbeitungsbreite (8 bis 24 m) aufweisen. Die Wirkungvon Schutzstreifen ist ausschließlich auf off site-Folgen beschränkt. Dem Bodenabtrag in der


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(a) Reduzierung des Bodenabtrages durch den Wechsel von konventieneller Bodenbearbeitung (links) zudauerhaft konservierender Bodenbearbeitung (rechts)

(b) Reduzierung des Bodenabtrages durch konservierende Bodenbearbeituung (links) und zusätzlichdurch die Anlage von Vegetations- und Gewässerfilterstreifen (rechts)

(c) Verminderung der Transportfracht und der Sedimenteinträge durch konservierende Bodenbearbeitu-ung (links) und zusätzlich durch die Anlage von Vegetations- und Gewässerfilterstreifen (rechts)

Daten Methoden Ziele•digitales Geländemodell 10× 10• Flächeninformationen der Bodenschätzung1:10 000•Punktinformationen der Bodenschätzung (Gra-blochbeschriebe)•Daten der Agrarbetriebe zu Fruchtfolgen•Gewässernetz 1:10 000•Niederschlagsstationen(hohe Stationsdichte)•Luftbilder, Geländeaufnahmen

•Erosionsmodellierung und-bewertung mit ABAGflux 2.0•Einsatz physikalisch basierterErosionsmodelle•Luftbildauswertung•Geländekartierung•Maßnahmensimulation und-planung•Ökonomische Bilanzierung

•Präzisierung von Ge-fährdungsbereichen•Umsetzung und Bilan-zierung von Schutzmaß-nahmen• Simulation und Bewer-tung von Maßnahmenef-fekten

Abb. 7.6: Raumbezug und Spezifizierung der dritten Hierarchieebene


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Tab. 7.1: Bilanzierung und Bewertung von Maßnahmevarianten

MaßnahmevarianteBodenabtrag[t/ha/Jahr]

Verlust landwirt-schaftlicherFläche [ha]

Konventionelle Bodenbearbeitung 5,4 –Konservierende Bodenbearbeitung und Ge-wässerfilterstreifen

2,2 30,4

Zusätzlich Anlage von Vegetationsstreifen undÄnderung der Bearbeitungsrichtung

1,9 38,0

Fläche kann durch die Lage der Schutzstreifen am Hangfuß nur bedingt entgegengewirktwerden.

• Anlage von Vegetationsstreifen in der Fläche: Vegetationsstreifen in der Fläche besitzen inzweierlei Hinsicht Wirkungspotential:

1. Bei ausreichender Breite kann der Stofftransport am Vegetationsstreifen und somit glei-chermaßen der Eintrag in die Gewässer vermindert werden. Exemplarisch ist dieserEffekt in Abbildung 7.6c dargestellt. Die hangparallele Anlage mehrerer Schutzstrei-fen reduziert den Stofftransport einer erosionswirksamen Abflussbahn innerhalb einesFeldblockes deutlich.

2. Zusätzlich wirken solche Flurelemente als erosionsmindernde Barrieren, deren Wir-kung im Rahmen der ABAG durch eine Verminderung des LS-Faktors umgesetzt wer-den kann. Die Dynamik und erosive Wirkung des sich hangabwärts bewegenden Ober-flächenabflusses wird durch hangparallele Vegetationsstreifen und der damit verbun-denen Verkürzung der erosiven Hanglänge unterbrochen und der Bodenabtrag somitauf den oberhalb des Vegetationsstreifens liegenden Hangabschnitt beschränkt (Abb.7.6b).

• Änderung der Bearbeitungsrichtung: Im Zusammenhang mit der hangparallelen Einrich-tung von Vegetationsstreifen in der Fläche ist gegebenenfalls auch eine Anpassung der ak-tuellen Bearbeitungsrichtung erforderlich. Durch die damit verbundene Konturnutzung istein verstärkter Erosionsschutz vorhanden. Modelltechnisch wird die Maßnahme durch ei-ne Reduzierung des P-Faktors wiedergegeben. Die Bearbeitungsrichtung kann durch dieAnwendung von Texturanalysealgorithmen auf hochauflösenden Fernerkundungsdaten er-mittelt werden (Gerighausen & Möller, 2004; Gerighausen & Möller, 2005).

Die Anlage von Gewässerfilterstreifen dient vorrangig der Sediment- und Stoffretention undbildet die letzte Option, Folgen der Bodenerosion zu vermindern. Nachhaltige Wirksamkeit wei-sen nur entsprechende Bodenschutzmaßnahmen in der Fläche auf. Bezogen auf die als Zielräumefungierenden Feldblöcke im Testgebiet Böse Sieben (vgl. Abb. 7.5) ließe sich der mittlere Bodenab-trag vor allem durch die Umstellung auf dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung deutlich re-duzieren. Die zusätzliche Einrichtung von Hang verkürzenden Vegetationsstreifen in der Flächehätte eine weitere Reduzierung der Bodenabträge und somit auch der potentiellen Sedimentein-träge zur Folge (Tab. 7.1). Die Einrichtung von (vor allem Gewässer-)Filterstreifen ist allerdingsmit dem Verlust landwirtschaftlicher Fläche verbunden. Den damit verbundenen ökonomischenAuswirkungen für die betroffenen Landwirte ist durch finanzielle Anreize im Rahmen der EU-Agrarförderung entgegen zu wirken.


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Teil IV

Erosionsschutz


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8 Gesetzliche Anforderungen an den Erosionsschutz undihre Umsetzung in Sachsen-Anhalt

Frank Wilhelm und Norbert Feldwisch

8.1 Gesetzliche Anforderungen an den Erosionsschutz

8.1.1 Vorsorgeanforderungen

Das Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) sieht in §17 Abs. 1 vor, dass bei der landwirtschaftli-chen Bodennutzung die bodenschutzrechtliche Vorsorgepflicht durch die gute landwirtschaftlichePraxis erfüllt wird (vgl. Kap. 2). „Grundsätze der guten fachlichen Praxis der landwirtschaftlichenBodennutzung“ sind gemäß §17 Abs. 2 BBodSchG die nachhaltige Sicherung der Bodenfruchtbar-keit und Leistungsfähigkeit des Bodens als natürlicher Ressource. Von den im Einzelnen aufge-zählten Grundsätzen ist für den Erosionsschutz insbesondere Nr. 4 von Bedeutung:

Vermeidung von Bodenabträgen durch standortangepasste Nutzung, insbesondere durchBerücksichtigung der Hangneigung, der Wasser- und Windverhältnisse sowie Boden-bedeckung.

Jedoch stehen auch die anderen in § 17 Abs. 2 BBodSchG aufgeführten Grundsätze in überwie-gend engem Wirkungszusammenhang mit der Bodenerosion:• standortangepasste Bodenbearbeitung unter Berücksichtigung der Witterung,• Erhalt und Verbesserung der Bodenstruktur,• Vermeidung von Bodenverdichtungen,• Erhalt naturbetonter Strukturelemente der Feldflur zum Schutz des Bodens,• Erhalt oder Förderung der biologischen Aktivität des Bodens durch die Fruchtfolgegestal-

tung,• Erhalt des standorttypischen Humusgehalts des Bodens.

Für die Vermittlung der Grundsätze der guten fachlichen Praxis der landwirtschaftlichen Bo-dennutzung ist in Sachsen-Anhalt gemäß § 18 Abs. 4 des Bodenschutz-Ausführungsgesetzes Sach-sen-Anhalt (BodSchAG LSA) die Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau (LLFG)zuständig. Für die Beratung müssen die Grundsätze, auch entsprechend dem fortschreitendenErfahrungs- und Erkenntnisstand, zu konkreten regional- und standortangepassten Handlungs-empfehlungen ständig weiterentwickelt werden. Konkretisierte „Grundsätze und Handlungs-empfehlungen zur guten fachlichen Praxis der landwirtschaftlichen Bodennutzung“ sind voneiner Arbeitsgruppe des Bundeslandwirtschaftsministeriums erarbeitet und im Bundesanzeigerveröffentlicht worden (BMVEL, 1999). Weitere Empfehlungen und Erfahrungswerte sind von ei-ner Expertengruppe des Bundes und der Länder zusammengestellt und in einer Broschüre „Gutefachliche Praxis zur Vorsorge gegen Bodenschadverdichtungen und Bodenerosion“ veröffentlichtworden (BMVEL, 2001). Weitere Informationen können auch den Veröffentlichungen von z. B. Pe-ter et al. (2005), LfL (2006) oder Billen & Aurbacher (2007) entnommen werden.

Neben den bodenschutzrechtlichen Regelungen zur Vermeidung bzw. Minimierung der Ero-sion liegen auch andere rechtliche Vorsorgeanforderungen vor. Zu benennen ist hier das Wald-,Wasser-, Naturschutz- und landwirtschaftliche Fachrecht. Tabelle 8.1 vermittelt die wesentlichenAnknüpfungspunkte.


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84 Gesetzliche Anforderungen an den Erosionsschutz und ihre Umsetzung in Sachsen-Anhalt

Tab. 8.1: Rechtliche Vorsorgeanforderungen zur Vermeidung bzw. Minimierung der Bodenerosionaußerhalb des Bodenschutzrechts

Rechtsbereich Paragraf/Artikel Anforderung mit Bezug zur Bodenerosion1

Naturschutzgesetz desLandes Sachsen-Anhalt(NatSchG LSA) vom 23.Juli 2004, GVBl. LSA 2004,S. 454

§ 5 Land-, Forst-und Fischerei-wirtschaft

(3) Die Landwirtschaft hat neben den Anforderungen, die sichaus den für die Landwirtschaft geltenden Vorschriften und § 17Abs. 2 des Bundes-Bodenschutzgesetzes ergeben, insbesonderedie folgenden Grundsätze der guten fachlichen Praxis zu beach-ten: [. . . ] 5. Auf erosionsgefährdeten Hängen, in Überschwem-mungsgebieten, auf Standorten mit hohem Grundwasserstandsowie auf Moorstandorten ist ein Grünlandumbruch zu unter-lassen.

Waldgesetz für das LandSachsen-Anhalt (WaldGLSA) vom 13. April 1994,GVBl. LSA 1994, S. 520

§ 16 Schutzwald(2) Die Erklärung zum Schutzwald kommt insbesondere in Be-tracht . . . 2. zum Schutz vor Erosion durch Wasser und Windoder vor Austrocknung . . .

Wassergesetz für dasLand Sachsen-Anhalt(WG LSA) in derFassung derBekanntmachungvom 12. April 2006,GVBl. LSA 2006, S.248

§ 48 Festsetzungvon Wasser-schutzgebieten

(1) Soweit es das Wohl der Allgemeinheit erfordert, [. . . ] 3. dasschädliche Abfließen von Niederschlagswasser sowie das Ab-schwemmen und den Eintrag von Bodenbestandteilen, Dünge-oder Pflanzenbehandlungsmitteln in Gewässer zu verhüten,können Wasserschutzgebiete festgesetzt werden.

§ 96Überschwem-mungsgebiete

(1) Die Wasserbehörden setzen durch Verordnung die Über-schwemmungsgebiete im Sinne von § 32 Abs. 1 Satz 1 des Was-serhaushaltsgesetzes fest; in der Verordnung erlassen sie die demSchutz vor Hochwassergefahren dienenden Vorschriften, soweites [. . . ] 2. zur Verhinderung erosionsfördernder Eingriffe [. . . ] er-forderlich ist.

§ 97 Freihaltungder Überschwem-mungsgebiete

(3) In Überschwemmungsgebieten darf Grünland nicht in Acker-land umgebrochen werden. Im Interesse des Erosionsschutzes isteine Umwandlung bestehender Ackerflächen in Grünland anzu-streben.

Cross Compliance-Verordnung (EG) Nr.1782/2003 vom 29.September 2003 (ABl. L270 vom 21.10.2003, S. 1),zuletzt geändert durchVerordnung (EG) Nr.674/2008 der Kommissionvom 16. Juli 2008 (ABl. L189 vom 17.7.2008 S. 5)

Art. 5 i.V.m.Anhang IV –Mindestanforde-rungen für denguten landwirt-schaftlichen undökologischenZustand

Bodenerosion• Schutz des Bodens durch geeignete Maßnahmen (Bodenbede-ckung, standortspezifisch angepasste Mindestpraktiken) organi-sche Substanz im Boden • Erhaltung durch geeignete Praktiken(ggf. Standards für Fruchtfolgen, Behandlung von Stoppeln) Bo-denstruktur • Erhaltung durch geeignete Maßnahmen (geeigne-ter Maschineneinsatz)

Direktzahlungen-Verpflichtungenge-setz vom 21. Juli 2004(BGBl. I S. 1763,1767), zuletztgeändert durchArtikel 1 desGesetzes vom 17.Juni 2009 (BGBl. I S.1284)

§ 2 Grundanfor-derungen an dieBetriebsführung

(1) Satz 1 Nr. 2: Ein Betriebsinhaber [. . . ] hat geeignete Maßnah-men [. . . ] hinsichtlich a) des Schutzes des Bodens vor Erosion[. . . ] zu ergreifen. [. . . ] Satz 2: Der nach Satz 1 Nr. 2 Bst. a vor-gesehene Schutz des Bodens vor Erosion ist ab dem 1. Juli 2010durch Maßnahmen zu gewährleisten, die sich an den aus der Ein-teilung landwirtschaftlicher Flächen nach dem Grad der Wasser-oder Winderosionsgefährdung (Erosionsgefährdung) nach Maß-gabe einer Rechtsverordnung nach § 5 [. . . ] ergebenden Anforde-rungen auszurichten haben.(2) Ein Betriebsinhaber [. . . ] darf [. . . ] auf seinen landwirtschaft-lichen Flächen die nach Maßgabe einer Rechtsverordnung nach§ 5 [. . . ] bestimmten Landschaftselemente und Terrassen nichtbeseitigen.

§ 5Ermächtigungen

(1) Die Bundesregierung wird ermächtigt, mit Zustimmung desBundesrates, [. . . ] die näheren Einzelheiten [. . . ] zu bestimmen.(2) In der Rechtsverordnung [. . . ] sind 1. nach dem Grad derErosionsgefährdung geeignete Einteilungen landwirtschaftlicherFlächen zu regeln, 2. die im Rahmen der Einteilung nach Nr.1 auf den landwirtschaftlichen Flächen erforderlichen Maßnah-men näher zu bestimmen.

Fortsetzung nächste Seite1 Verweis auf Absatz oder Nr. entsprechend dem jeweiligen Fachrecht


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Fortsetzung Tabelle 8.1Rechtsbereich Paragraf/Artikel Anforderung mit Bezug zur Bodenerosion1

Direktzahlungen-Verpflichtungenver-ordnung vom 4.November 2004(BGBl. I S. 2778),zuletzt geändertdurch Verordnungvom 19. Februar 2009(BGBl. I S. 395)

§ 2 Erosionsver-meidung

(1) Die Landesregierungen haben die Einteilung nach § 2 Abs.1 Satz 2 des Direktzahlungen-Verpflichtungengesetzes durchRechtsverordnung bis zum 30. Juni 2010 vorzunehmen. [. . . ](2) Der Betriebsinhaber darf eine Ackerfläche, die der Wasserer-osionsgefährdungsklasse CCWasser1 im Sinne der Anlage 1 zu-gehört und die nicht in eine besondere Fördermaßnahme zumErosionsschutz einbezogen ist, vom 1. Dezember bis zum Ablaufdes 15. Februar nicht pflügen. [. . . ] Im Falle einer Bewirtschaf-tung quer zum Hang sind die Sätze 1 und 2 nicht anzuwenden.(3) Der Betriebsinhaber darf eine Ackerfläche, die der Wasserero-sionsgefährdungsklasse CCWasser2 im Sinne der Anlage 1 zuge-hört und die nicht in eine besondere Fördermaßnahme zum Ero-sionsschutz einbezogen ist, vom 1. Dezember bis zum Ablauf des15. Februar nicht pflügen. Das Pflügen zwischen dem 16. Februarund dem Ablauf des 30. November ist nur bei einer unmittelbarfolgenden Aussaat zulässig. [. . . ] (4) Der Betriebsinhaber darf ei-ne Ackerfläche, die der Winderosionsgefährdungsklasse CCWindim Sinne der Anlage 2 zugehört und die nicht in eine besonde-re Fördermaßnahme zum Erosionsschutz einbezogen ist, nur beiAussaat vor dem 1. März pflügen. [. . . ]

§ 5 Landschafts-elemente

(1) Landschaftselemente, die im Sinne des § 2 Abs. 2 desDirektzahlungen-Verpflichtungengesetzes nicht beseitigt wer-den dürfen, sind 1. Hecken oder Knicks [. . . ], 2. Baumreihen[. . . ], 3. Feldgehölze [. . . ], 4. Feuchtgebiete . . .

1 Verweis auf Absatz oder Nr. entsprechend dem jeweiligen Fachrecht

8.1.2 Anforderungen zur Gefahrenabwehr

§ 17 Abs. 3 BBodSchG sieht vor, dass die bodenschutzrechtlichen Pflichten zur Gefahrenabwehrbei der landwirtschaftlichen Bodennutzung vorrangig durch die Einhaltung der in § 3 Abs. 1BBodSchG genannten Vorschriften (darunter der Klärschlammverordnung, des Düngemittel- undPflanzenschutzrechts) sowie der Anforderungen der guten landwirtschaftlichen Praxis erfüllt wer-den. Soweit diese keine Anforderungen an die Gefahrenabwehr enthalten, kommen die übrigenbodenschutzrechtlichen Vorschriften zur Anwendung. Bei Einhaltung der Vorsorgeanforderun-gen der guten landwirtschaftlichen Praxis sollte der Eintritt von Gefahrensituationen grundsätz-lich vermeidbar sein, kann jedoch z.B. bei extremen Witterungsereignissen oder außerhalb derErosionsfläche liegenden Ursachen nicht ausgeschlossen werden.

Anhaltspunkte für schädliche Bodenveränderungen aufgrund von Bodenerosion bestehen ins-besondere bei allgemeinen oder konkreten Hinweisen auf erhebliche Bodenabträge und -ablager-ungen durch Wasser oder Wind (§ 3 Abs. 2 Nr. 5 BBodSchV). Anlass für behördliches Tätigwerdenist in den meisten praktischen Fällen die Befrachtung von außerhalb der vermeintlichen Erosions-fläche gelegenen Bereichen durch abgeschwemmtes Bodenmaterial (§ 8 Abs. 2 BBodSchV).

Die Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) sieht in § 8 und Anhang 4 An-forderungen zur Gefahrenermittlung und Gefahrenabwehr bei Verdacht von schädlichen Boden-veränderungen aufgrund von Bodenerosion durch Wasser vor. Nach § 8 Abs. 1 BBodSchV ist vomVorliegen einer schädlichen Bodenveränderung insbesondere dann auszugehen, wenn

1. durch Oberflächenabfluss erhebliche Mengen Bodenmaterials aus einer Erosionsfläche ge-schwemmt wurden und

2. weitere Bodenabträge gemäß Nr. 1 zu erwarten sind.Weitere Bodenabträge sind gemäß § 8 Abs. 4 BBodSchV zu erwarten, wenn1. in den zurückliegenden Jahren bereits mehrfach erhebliche Mengen Bodenmaterials aus der-

selben Erosionsfläche geschwemmt wurden oder2. sich aus den Standortdaten und den Daten über die langjährigen Niederschlagsverhältnisse

des Gebietes ergibt, dass in einem Zeitraum von zehn Jahren mit hinreichender Wahrschein-lichkeit mit dem erneuten Eintritt von Bodenabträgen gemäß Absatz 1 Nr. 1 zu rechnen ist.


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8.2 Umsetzung der Regelungen zur Gefahrenabwehr beiBodenerosion durch Wasser

8.2.1 Zuständigkeiten für die Gefahrenabwehr

Zuständig für die Gefahrenermittlung und Gefahrenabwehr bei Bodenerosion ist, wie auch beianderen schädlichen Bodenveränderungen und Verdachtsflächen, die untere Bodenschutzbehör-de (Landkreis, kreisfreie Stadt). Da im Regelfall landwirtschaftliche Flächen als ErosionsflächenGegenstand der Gefahrenermittlung sind, soll die untere Bodenschutzbehörde das Verfahren imengen Zusammenwirken mit dem örtlich zuständigen Amt für Landwirtschaft, Flurneuordnungund Forsten (ALFF) durchführen, das gemäß § 18 Abs. 5 des Bodenschutz-AusführungsgesetzesSachsen-Anhalt (BodSchAG LSA) die zuständige landwirtschaftliche Fachbehörde im Sinne derBundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung ist. Diese hat nach § 18 Abs. 4 Satz 2 BodSchAGLSA festzustellen, ob die Anforderungen an die Gefahrenabwehr eingehalten werden, die sichnach § 17 Abs. 3 BBodSchG aus den Grundsätzen der guten fachlichen Praxis ergeben. Bei Maß-nahmen zur Gefahrenabwehr auf land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen ist bei boden-schutzrechtlichen Anordnungen stets Einvernehmen zwischen der Bodenschutzbehörde und derlandwirtschaftlichen Fachbehörde herbeizuführen (§ 5 Abs. 5 Satz 3 und § 8 Abs. 6 Satz 2 BBo-dSchV). Daher ist in Sachsen-Anhalt eine Erlassregelung zur Mitwirkung der ÄLFF vorgesehen,die bereits bei der Beurteilung von entsprechenden Verdachtsfällen erfolgen soll.

Sind Schutzgüter außerhalb der Erosionsflächen durch abgeschwemmtes Bodenmaterial ge-fährdet, sind die jeweils zuständigen Behörden, wie z.B. die untere Naturschutzbehörde, untereWasserbehörde, untere Bauaufsichtsbehörde oder das Ordnungsamt zu beteiligen.

8.2.2 Arbeitsschritte des Bodenschutzvollzugs

Zur Umsetzung der bodenschutzrechtlichen Regelungen zur Gefahrenabwehr bei Bodenerosiondurch Wasser hat der Bundesverband Boden e.V. in Abstimmung mit der Bund-Länder-Arbeits-gemeinschaft Bodenschutz (LABO) Handlungsempfehlungen erarbeitet (BVB, 2004)1. In Sachsen-Anhalt ist vorgesehen, diese mit einem Einführungserlass den unteren Bodenschutzbehörden undden Ämtern für Landwirtschaft, Flurneuordnung und Forsten (ÄLFF) zu übergeben.

Das Vorgehen zur Behandlung von Bodenveränderungen aufgrund von Bodenerosion durchWasser entspricht grundsätzlich dem aus der Altlastenbearbeitung bekannten stufenweisen Ab-lauf mit den Arbeitsschritten:

1. Erfassung2. Orientierende Untersuchung3. Detailuntersuchung4. Gefahrenabwehr

8.2.2.1 Erfassung

Die Erfassung zielt darauf ab, Anhaltspunkte für schädliche Bodenveränderungen zu ermittelnund zu registrieren. Gemäß § 9 BodSchAG LSA haben die unteren Bodenschutzbehörden die fürdie Erfüllung ihrer bodenschutz- und altlastenrechtlichen Aufgaben erforderlichen Informationenin eine Datei aufzunehmen. Eine flächendeckende systematische Erfassung von Anhaltspunktenfür schädliche Bodenveränderungen aufgrund von Bodenerosion durch Wasser ist in Sachsen-Anhalt nicht erforderlich. In der Regel werden Anhaltspunkte (siehe Kap. 8.1.2) von Betroffenenoder anderen Behörden an die Bodenschutzbehörde herangetragen. Lediglich in Gebieten mit ho-her potentieller Erosionsgefährdung kann eine systematische Erfassung zweckmäßig sein. Grund-

1Das BVB-Merkblatt 1 (BVB, 2004) enthält in verschiedenen Modulen fachliche Erläuterungen, Arbeitshilfen für dieeinzelnen Schritte der Untersuchung und Bewertung sowie Empfehlungen für Maßnahmen der Gefahrenabwehrbei Bodenerosion durch Wasser auf landwirtschaftlichen Flächen, die die Bodenschutzbehörden und die ÄLFF beider Aufgabenwahrnehmung unterstützen können.


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lage können Karten der potentiellen Erosionsgefährdung sein, die mit Hilfe einfacher Bewertungs-methoden, wie zum Beispiel der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (ABAG), die wesentlichenstandörtlichen Einflussfaktoren der Bodenerosion (Boden- und Reliefparameter) abbilden.

8.2.2.2 Orientierende Untersuchung

Liegen der zuständigen unteren Bodenschutzbehörde Anhaltspunkte dafür vor, dass eine schäd-liche Bodenveränderung vorliegt, so soll sie geeignete Maßnahmen zur Ermittlung des Sachver-halts im Sinne einer orientierenden Untersuchung ergreifen (§ 9 Abs. 1 BBodSchG, § 3 Abs. 3BBodSchV). Die Kosten der orientierenden Untersuchung trägt grundsätzlich die untere Boden-schutzbehörde (Amtsermittlung), sie kann jedoch unter bestimmten Voraussetzungen nach derAllgemeinen Gebührenordnung des Landes Sachsen-Anhalt (AllGO LSA) Gebühren von den bo-denschutzrechtlich Verpflichteten erheben.

Aufgabe der orientierenden Untersuchung ist festzustellen, ob der Gefahrenverdacht entwederaufgrund konkreter Anhaltspunkte erhärtet oder aber verworfen werden kann. Wird ein hinrei-chender Verdacht für das Vorliegen einer schädlichen Bodenveränderung bestätigt, soll auch ge-prüft werden, ob die Gefahren mit einfachen Mitteln abgewehrt oder beseitigt werden können (§ 3Abs. 5 Satz 2 BBodSchV). In diesem Fall kann von einer Detailuntersuchung abgesehen werden.

Im Rahmen der orientierenden Untersuchung soll zunächst eine Vor-Ort-Begehung mit Gelän-deaufnahme durch die zuständige Bodenschutzbehörde und das ALFF erfolgen. Diese hat dasZiel• die Erosionsfläche zu identifizieren (vgl. § 8 Abs. 3 BBodSchV),• mögliche Ursachen außerhalb der Erosionsfläche zu identifizieren (Fremdwasserzutritt),• Erkenntnisse und Daten für die Bewertung der Beeinträchtigung der Bodenfunktionen zu

gewinnen,• eine evtl. Betroffenheit anderer Schutzgüter zu identifizieren.

Ursachen außerhalb der Erosionsfläche sind, erforderlichenfalls unter Beteiligung weiterer inihrer Zuständigkeit berührter Behörden, zu untersuchen und nach Möglichkeit zu beseitigen. Ne-ben gegebenenfalls vorrangigen Regelungen anderer Rechtsbereiche kommt auch § 10 Abs. 1 inVerbindung mit § 4 Abs. 1 oder 2 BBodSchG als Rechtsgrundlage für eventuell erforderliche An-ordnungen von Maßnahmen zur „Gefahrenabwehr mit einfachen Mitteln“ in Betracht.

Für die Bewertung nach § 8 Abs. 1 Nr. 1 BBodSchV, ob erhebliche Mengen Bodenmaterials ausder Erosionsfläche geschwemmt worden sind, sind die Beeinträchtigung der Bodenfunktionenund anderer Schutzgüter festzustellen und ist zu beurteilen, ob sie Gefahren, erhebliche Nachteileoder erhebliche Belästigungen für den einzelnen oder die Allgemeinheit im Sinne von § 2 Abs. 3BBodSchG darstellen können. Hinweise für die Beurteilung der Beeinträchtigung der verschiede-nen Schutzgüter sind in Modul 3 der BVB-Handlungsempfehlungen enthalten (BVB, 2004).

Die Bewertung, ob weitere erhebliche Bodenabträge zu erwarten und damit Gefahrenabwehr-maßnahmen erforderlich sind, kann gemäß § 8 Abs. 4 BBodSchV durch eine retrospektive Betrach-tung erfolgen, wenn Daten über Erosionsereignisse vergangener Jahre vorliegen, oder durch einePrognose unter Verwendung von Standorts- und Niederschlagsdaten (siehe Modul 4 der BVB-Handlungsempfehlungen, BVB, 2004). Die Bewertung hat einzelfallbezogen unter Berücksichti-gung der Besonderheiten des Standorts zu erfolgen. Wenn nachweislich innerhalb der letzten zehnJahre mindestens in einem weiteren Fall erhebliche Mengen Bodenmaterials aus derselben Erosi-onsfläche geschwemmt wurden, sind gemäß Anhang 4 der BBodSchV die Bedingungen für dieErwartung weiterer erheblicher Bodenabträge in der Regel erfüllt.

Für die Prognose des zu erwartenden langjährigen mittleren Bodenabtrags aufgrund von Bo-denerosion durch Wasser auf landwirtschaftlichen Nutzflächen unter den jeweiligen Standort-und Bewirtschaftungsverhältnissen soll im Rahmen der orientierenden Untersuchung in Sachsen-Anhalt vom örtlich zuständigen ALFF mit Unterstützung der LLFG das auf der AllgemeinenBodenabtragsgleichung (ABAG) beruhende Modell ABAGflux 1.0 angewendet werden (Wurbset al., 2007a; Volk et al., 2009b, siehe auch Kap. 7.2). Die erforderlichen Daten werden vorliegenden


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Karten und ggf. Luftbildern entnommen bzw. bei der Vor-Ort-Begehung erhoben. Die Bewertungder Erheblichkeit des prognostizierten Bodenabtrags hinsichtlich der zu erwartenden Beeinträch-tigung der Bodenfunktionen soll durch Vergleich mit einem Schwellenwert erfolgen. Bei dessenUnterschreitung können die Anforderungen an die Gefahrenabwehr hinsichtlich der Beeinträchti-gung der Bodenfunktionen als in der Regel erfüllt gelten. Der Schwellenwert soll dabei als fachlichbegründete Konvention festgelegt werden. In die Prognose und Bewertung müssen jedoch auchsonstige Erkenntnisse aus der Vor-Ort-Begehung einfließen. Insbesondere bei Vorliegen besonde-rer Erosionsformen sowie für große Hanglängen sind bei der Gefährdungsabschätzung die An-wendungsgrenzen der ABAG zu beachten (siehe Modul 4.2 der BVB-Handlungsempfehlungen,BVB, 2004). Das Ergebnis soll das ALFF in Form eines Berichts der unteren Bodenschutzbehördeübergeben. Darin sollen auch Empfehlungen zur weiteren Vorgehensweise enthalten sein, insbe-sondere eine Einschätzung, ob eine Gefahrenabwehr mit einfachen Mitteln möglich ist (siehe Kap.8.2.2.4). Hierfür kann das Modell ABAGflux 1.0 auch als Planungswerkzeug zur Simulation undPrognose der Wirksamkeit von Erosionsschutzmaßnahmen eingesetzt werden.

Eine eventuelle Betroffenheit anderer Schutzgüter (z.B. Gewässer, Biotope, Siedlungs- und Ver-kehrsflächen) ist ergänzend in die Bewertung einzubeziehen, wobei die jeweils fachlich zustän-digen Behörden beteiligt werden sollen. In einer vorläufigen Gesamtbewertung kann die Bo-denschutzbehörde feststellen, ob eine schädliche Bodenveränderung aufgrund von Bodenerosiondurch Wasser oder zumindest ein hinreichender Verdacht hierfür vorliegt.

Wird zumindest ein hinreichender Verdacht für eine schädliche Bodenveränderung bestätigt, istvon der unteren Bodenschutzbehörde unter Berücksichtigung des Berichts des ALFF zunächst zuprüfen, ob die Gefahren mit einfachen Mitteln abgewehrt oder beseitigt werden können und aufeine Detailuntersuchung verzichtet werden kann (§ 3 Abs. 5 Satz 2 BBodSchV). Diese Vorgehens-weise zielt darauf ab, Kosten- und Arbeitsaufwand soweit wie möglich und fachlich vertretbar zureduzieren sowie zumeist langwierige juristische Auseinandersetzungen mit Pflichtigen zu ver-meiden. Voraussetzung für diesen Weg ist, dass• die Ursachen der Gefahren offensichtlich sind,• geeignete, erforderliche und angemessene Maßnahmen unstrittig sind und• die Bereitschaft des Pflichtigen zur Umsetzung der Schutzmaßnahmen vorhanden ist.

Bei Betroffenheit anderer Schutzgüter sind erforderlichenfalls, insbesondere wenn der Land-wirt bereits alle zumutbaren Maßnahmen zur Gefahrenabwehr auf der Erosionsfläche getroffenhat, unter Beteiligung der jeweils zuständigen Behörden auch Schutz- und Beschränkungsmaß-nahmen für die betroffenen Schutzgüter zu prüfen und abzustimmen. In solchen Fällen kom-men, wie auch in Fällen von Fremdwasserzutritt, Maßnahmen z.B. aus den Bereichen Flurneu-ordnung, Straßen- und Wegebau, Sedimentfänge, schadloses Abführen von Niederschlagswasseroder Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen zur Problemlösung in Betracht. Auch diese können imEinzelfall als einfache Maßnahmen der Gefahrenabwehr im Sinne von § 3 Abs. 5 Satz 2 BBodSchVgelten und eine Detailuntersuchung entbehrlich machen.

8.2.2.3 Detailuntersuchuung

Sind die Anhaltspunkte konkret genug, um einen hinreichenden Verdacht für das Vorliegen einerschädlichen Bodenveränderung zu begründen, und stehen keine einfachen Mittel zur Gefahrenab-wehr zur Verfügung, dann kann eine Detailuntersuchung erforderlich sein (§ 9 Abs. 2 BBodSchG,§ 3 Abs. 4 Satz 2 BBodSchV). Die Detailuntersuchung zielt darauf ab, das Ausmaß der Bodenab-und ggf. -aufträge zu erfassen und deren Erheblichkeit abschließend zu beurteilen. Ergebnis derDetailuntersuchung ist eine feldscharfe Karte der Flächen, von denen mit hinreichender Wahr-scheinlichkeit erhebliche Mengen Bodenmaterial ausgetragen werden.

Eine Detailuntersuchung kann auch dann erforderlich sein, wenn eine abschließende Beurtei-lung der Gefahrensituation mit dem Modell ABAGflux 1.0 nicht möglich ist oder die ergriffenenMaßnahmen keine genügende Wirksamkeit zeigen.

Die Detailuntersuchung ist in der Regel von einem Sachverständigen nach § 18 BBodSchG durch-


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zuführen. Dieser kann seine Bewertung und Maßnahmenvorschläge neben seiner fachlichen Ex-pertise auch auf die Nutzung prozessorientierter physikalischer Modelle stützen. Einen Überblicküber geeignete Methoden und Modelle zur Erstellung von Erosionsgefährdungskarten und zurPrognose der Wirksamkeit von Erosionsschutzmaßnahmen vermittelt u.a. das DWA-Merkblatt„Berücksichtigung der Bodenerosion bei der Maßnahmenplanung nach EG-Wasserrahmenrichtli-nie“ (DWA, 2009).

Die untere Bodenschutzbehörde kann von den Pflichtigen nach § 4 Abs. 3 oder 6 BBodSchGeine Detailuntersuchung einfordern, muss die Detailuntersuchung also nicht im Zuge der eigenenAmtsermittlungspflichten vornehmen.

8.2.2.4 Maßnahmen zur Gefahrenabwehr

Sind schädliche Bodenveränderungen durch Bodenerosion entstanden oder drohen sie, dann kanndie untere Bodenschutzbehörde grundsätzlich geeignete, erforderliche und angemessene Maß-nahmen der Gefahrenabwehr anordnen (§ 10 Abs. 1 BBodSchG). Bei landwirtschaftlicher Nutzungder Erosionsfläche ist jedoch zunächst der zuständigen landwirtschaftlichen Beratungsstelle ge-mäß § 17 BBodSchG (in Sachsen-Anhalt der LLFG oder in deren Auftrag dem ALFF) Gelegenheitzu geben, im Rahmen der Beratung geeignete erosionsmindernde Maßnahmen für die Nutzungzu empfehlen (§ 8 Abs. 6 BBodSchV). Bei erforderlichen Anordnungen ist Einvernehmen mit demALFF herzustellen.

Auf land- und forstwirtschaftlichen Flächen kommen bei schädlichen Bodenveränderungen vorallem Schutz- und Beschränkungsmaßnahmen (Anpassung der Nutzung und Bewirtschaftung)und Veränderungen der Bodenbeschaffenheit in Betracht (§ 5 Abs. 5 BBodSchV). In vielen Fällensind einfache Maßnahmen zur Gefahrenabwehr geeignet, die überwiegend den Grundsätzen undHandlungsempfehlungen der guten fachlichen Praxis entsprechen (siehe Kap. 8.1). In diesen Fäl-len kann und sollte von einer Detailuntersuchung abgesehen werden (siehe Kap. 8.2.2.2). Übergetroffene Schutz- und Beschränkungsmaßnahmen sind vom Bewirtschafter Aufzeichnungen zuführen (§ 5 Abs. 5 Satz 2 BBodSchV). Bei unzureichender Befolgung der Beratungsempfehlungenkann die Bodenschutzbehörde im Einvernehmen mit dem ALFF die Maßnahmen auch anordnen.

Oft kann eine Kombination mehrerer Maßnahmen wirksam sein. Auf Maßnahmen zur Vor-sorge und Gefahrenabwehr gegen Bodenerosion durch Wasser, die aus der Erfahrung der land-wirtschaftlichen Beratung in Sachsen-Anhalt besonders von Bedeutung sind, wird in Kapitel 9.1hingewiesen. Das BVB-Merkblatt 1 (BVB, 2004) enthält in Kapitel 2.3 und Tabelle 2.1 Empfehlun-gen für die Auswahl von Maßnahmen der Gefahrenabwehr, die die Bodenschutzbehörden unddie ÄLFF bei der Aufgabenwahrnehmung unterstützen können. Bei Erfordernis einer Detailun-tersuchung durch einen Sachverständigen wird dieser regelmäßig auch Vorschläge für Gefahren-abwehrmaßnahmen unterbreiten.


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9 Erosionsproblematik in der landwirtschaftlichen Praxisund Schutzmaßnahmen für Boden und Gewässer

Matthias Schrödter und Steffen Kußmann

9.1 Landwirtschaftlicher Erosionsschutz: Handlungsfelder undZielkonflikte

Große Anteile der hochproduktiven Ackerbaugebiete Sachsen-Anhalts sind aufgrund der Boden-und Reliefverhältnisse potentiell wassererosionsgefährdet. Landnutzung bedingt Landschaftsver-änderung. Die Art und Weise der Landnutzung hat einen entscheidenden Einfluss auf das Aus-maß der tatsächlich stattfindenden natürlichen Landschaftsprozesse und damit auch auf das Ero-sionsgeschehen.

Landnutzung und Agrarstruktur sind stark durch gesellschaftliche Erfordernisse und politischeRahmenbedingungen überprägt. Gesellschaftliche Ziele, insbesondere Ernährungssicherheit, hat-ten dabei vor allem bis Mitte der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts Priorität. Erfordernisse desBoden- und Gewässerschutzes wurden mehr oder weniger einbezogen, lagen aber selten im Er-messen des einzelnen Landwirtes. Die Ausprägung wesentlicher, die aktuelle Erosionsdispositi-on bestimmender Kriterien wie Schlaggestaltung, Schlaggröße, Wege- und Gewässernetz, Acker-landanteil ist historisch gewachsen. Sie hat in weiten Teilen Sachsen-Anhalts ihren Ursprung inder preußischen Separation und im Landausbau des 18. und 19. Jahrhunderts und wurde im 20.Jahrhundert durch Flurgestaltungsmaßnahmen fortgeführt (Abb. 9.1; Arndt, 2003).

Aktuelle Probleme resultieren insbesondere aus• der historisch gewachsenen Flurgestaltung und Bearbeitungsrichtung (Wege und Bearbei-

tungsrichtung folgen oft der Hangneigungsrichtung; Dietzel et al., 2000),• den oftmals fehlenden Strukturelementen sowie• dem schleichenden Schwund an kleinen Barrieren und Retentionsräumen (z. B. Verwallun-

gen, Mulden, Senken und Gräben) in der Landschaft.Dies führt im Ergebnis zu großen erosiven Hanglängen, oftmals über Schlaggrenzen hinweg.

Wenn auch nur 3 % der Ackerschläge im Lößgebiet Schlaggrößen von über 50 ha aufweisen, somachen diese immerhin 20 % der genutzten Fläche aus. Schläge größer als 50 ha bringen aller-dings keine nennenswerten technologischen Vorteile. Vorrangiges Ziel sollte es daher sein, über-große bzw. überlange Schläge in geneigten Lagen zu verkleinern, Schlaggrenzen zu wirkungsvol-len Barrieren auszubauen und vorhandene Landschaftselemente zu erhalten.

Die Neuausrichtung der europäischen Agrar- und Strukturpolitik auf die Steigerung der Wett-bewerbsfähigkeit als Reaktion auf die Globalisierung der Märkte und die Stärkung von Umwelt-und Qualitätsstandards, aber auch andere Politikziele wie Klima- und Gewässerschutz, Steige-rung des Anteils erneuerbarer Energien und Erhalt der Artenvielfalt werden Anpassungen undStrukturwandel in der Landwirtschaft nach sich ziehen. Dies wird z. B. Auswirkungen auf die An-bauwürdigkeit der verschiedenen Kulturpflanzen und den Bedarf an zu produzierender Biomas-se haben und sich letztendlich auch in der Ausgestaltung der Landesplanungen, des Fachrechtes(Umweltauflagen) und der Förderung als lenkende Instrumente niederschlagen.

Aus den genannten historischen Gegebenheiten und den neuen, oftmals konkurrierenden ge-sellschaftlichen Zielstellungen ergeben sich wesentliche Rahmenbedingungen der Landwirte fürden Erosionsschutz, aber auch eine Reihe von Zielkonflikten, die oftmals nur durch Planungs-und Förderinstrumente entschärft werden können.


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92 Erosionproblematik in der landwirtschaftlichen Praxis und Schutzmaßnahmen

(a) Landnutzung um 1820 (b) Landnutzung 1860 bis 1880

(c) Landnutzung 1930 bis 1945 (d) Landnutzung um 1995

Abb. 9.1: Entwicklung von Landnutzung und Flurstruktur auf der Querfurt-Merseburger-Platte(Arndt, 2003)

Die Möglichkeiten und Pflichten des Landwirtes, Erosionsschutz zu betreiben, liegen in derAusgestaltung einer standortangepassten Bodenbewirtschaftung. Dies fand Eingang in die „Gutefachliche Praxis der landwirtschaftlichen Bodennutzung“ zur Umsetzung des § 17 BBodSchG (vgl.Kap. 8). Demnach erfüllen Landwirte ihre Vorsorgepflicht, wenn sie die in Tabelle 9.1 genanntenMaßnahmen einzeln oder kombiniert anwenden, welche die Bodenerosion im Sinne der Vorsorgevermindern bzw. vermeiden.

Eine weitere Untersetzung erfolgt in Handlungsempfehlungen (BMVEL, 2001). Auf der Grund-lage von Feldversuchen und Demonstrationsvorhaben unter den wesentlichsten Standortbedin-gungen in Sachsen-Anhalt, oftmals in Kooperation mit Praktikern, wissenschaftlichen Einrichtun-gen und Landtechnikherstellern, werden zu Feldtagen und Weiterbildungsveranstaltungen neueErkenntnisse und Lösungsansätze ausgetauscht und vermittelt (Abb. 9.2).

Förderprogramme sollen Entwicklungen initiieren und Landwirten helfen, sich auf neue Rah-menbedingungen und Anforderungen einzustellen. So wurde in den vergangenen Förderperi-oden die Verbreitung und Anwendung bodenschonender Anbauverfahren durch die Förderungvon Technikinvestitionen und Mulchsaatverfahren unterstützt. Immerhin kommen Mulchsaatver-fahren auf etwa 35 bis 40 % der Ackerfläche Sachsen-Anhalts zur Anwendung. Führende Betriebepraktizieren eine dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung, verzichten also völlig auf die wen-dende Bodenbearbeitung. Dies ist aus Sicht des Bodenschutzes besonders positiv zu werten, da


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Tab. 9.1: Einzeln bzw. in Kombination anwendbare Maßnahmen der guten fachlichen Praxis zurVorsorge gegen Bodenerosion (nach BMVEL, 1999)Maßnahmengruppe Detailmaßnahme

Allgemeine acker- undpflanzenbauliche Erosi-onsschutzmaßnahmen

•Minimierung der Zeitspannen ohne Bodenbedeckung, u. a.durch Fruchtfolgegestaltung, Zwischenfrüchte, Untersaaten oderStrohmulch•Vermeidung hangabwärts gerichteter Fahrspuren•Vermeidung bzw. Beseitigung infiltrationshemmender Bodenver-dichtungen•Aufbau und Erhalt verschlämmungsmindernder stabiler Boden-aggregate durch Humuserhalt, Förderung der biologischen Aktivi-tät sowie durch Kalkung u. ä.

ErosionsminderndeBodenbearbeitungs-und Bestellverfahren

•Mulchsaat möglichst ohne Saatbettbereitung im Sinne des Belas-sens einer bodenschützenden Mulchauflage sowie des Erhalts stabi-ler Bodenaggregate•Konservierende Bodenbearbeitung mit Mulchsaat möglichst imgesamten Fruchtfolgeverlauf, mindestens jedoch zu einzelnenFruchtarten (Mais, Zuckerrüben) im Sinne eines flächenhaft wirken-den Schutzes

ErosionsminderndeFlurgestaltung

•Anlage paralleler Streifen quer zum Gefälle und Hauptwindrich-tung mit Wechsel der Fruchtart oder Einsaat abflussbremsenderGrasstreifen.• Schlagunterteilung durch Anlage von Erosionsschutzstreifen, We-ge mit Gräben . . .

sich so eine stabile, biologisch verbaute Bodenstruktur mit einem verbesserten Infiltrations- undWasserspeichervermögen aufbauen kann.

Man muss aber auch zur Kenntnis nehmen, dass durch neue gesetzliche Auflagen beim Ein-satz von Pflanzenschutzmitteln bis hin zum Verbot vieler Wirkstoffe sich die Handlungsoptionenfür eine Bekämpfung von Schaderregern, Pflanzenkrankheiten und konkurrierenden Wildpflan-zen, die durch solche Bodenbearbeitungsverfahren gefördert werden, stark einschränken und einemechanische Bekämpfung oftmals erforderlich wird. Das bedeutet eine intensivere Bodenbearbei-tung und Pflegemaßnahmen bis hin zum Pflugeinsatz, u. U. auch die Beseitigung oder Nichtan-lage von Ackerrandstreifen, da diese als Rückzugs- oder Verbreitungsareale dienen. Dies alles istwiederum dem Erosionsschutz abträglich. Hier gilt es, einen sinnvollen Kompromiss oder neueLösungswege zu finden.

Unter den spezifischen Bedingungen Sachsen-Anhalts kommt dem Erhalt und der weiterenVerbreitung bodenschonender und wassersparender Bodenbewirtschaftungsverfahren nach wievor die entscheidende Bedeutung zu. Aus diesem Grund ist die Förderung von Mulchsaatverfah-ren weiterhin Bestandteil des Agrarumweltprogramms. Darüber hinaus sind aber zusätzlich An-strengungen erforderlich. Zur weiteren Reduzierung der Wassererosion werden insbesondere För-dermaßnahmen zur Verkürzung der Hanglängen und zur Verbesserung der Retentionswirkungder Schlagränder durch die Anlage von Puffer- und Filterstreifen, zur Fruchtartendiversifizierungund zum Erhalt der Grünlandbewirtschaftung auf unterschiedlichen Intensitätsniveaus angebo-ten. In vielen Fällen kann durch die Kombination verschiedener Maßnahmen die Wirksamkeitverbessert werden. Die Einbindung einer flankierenden Beratung und von Planungs- und För-derinstrumenten der Flurneuordnung zur Erhöhung der Akzeptanz, Verfahrensabsicherung undZielorientiertheit sollte im Gesamtkontext verfolgt werden, auch um lokale Zielkonflikte zu lösenund zum Interessensausgleich beizutragen.

Es liegt im Interesse des Landwirtes, den Verlust an Bodenfruchtbarkeit seines Hauptprodukti-onsmittels durch Erosion auf das unvermeidbare Maß zu reduzieren. Vorsorgender Bodenschutz


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(a) (b)

Abb. 9.2: Demonstration und Maschinenvorführung zum Feldtag in Bernburg-Strenzfeld

(a) wendende Bodenbearbeitung (ohne Barrie-ren)

(b) konservierende Bodenbearbeitung (Barriere-wirkung durch Schlaggrenzen)

Abb. 9.3: Beispiel für die Einbeziehung einer Erosionsgefährdungsabschätzung in einen Wege-und Gewässerplan gemäß § 41 FlurbG

dient in erster Linie dem Schutz der Bodenfunktionen, zu denen u. a. die Ertragsfunktion zählt.Trotz ergriffener Maßnahmen zum Schutz der Bodenfunktionen kann der dennoch stattfindendeBodenabtrag für andere Schutzziele – z. B. Biotopschutz oder bauliche Anlagen – noch zu hochsein. Sind andere Schutzgüter betroffen (u. a. geschützte Biotope, Gewässer, Infrastruktur), müs-sen weitere schutzgutspezifische Maßstäbe unter Beachtung der zulässigen Nutzungsansprüchedes Grundstückes herangezogen werden. Ursachen für die Beeinträchtigungen liegen oftmals inDefiziten der Flurgestaltung, aber auch in der Ausweisung von Baugebieten und geschützten Bio-topen in Retentionsräumen, die damit nicht mehr ihre Stoffrückhaltefunktion erfüllen können.

In der Regel sind dann zur Gefahrenabwehr auch Maßnahmen aus anderen Bereichen (z. B.Flurneuordnung, Straßen- und Wegebau, Sedimentfänge, Wiederherstellung künstlicher oder na-türlicher Barrieren, schadloses Abführen von Niederschlagswasser, Ausgleich- und Ersatzmaß-nahmen) zur Problemlösung erforderlich, da allein durch eine angepasste Bodenbewirtschaftungdie Schutzziele nicht zu erreichen sind. Viele erforderliche Offsite-Maßnahmen könnten aufgrundder vorherrschenden Eigentums- und Pachtverhältnisse an der Flächenbereitstellung scheitern.

Ohne die fachübergreifende Nutzung von planungsrechtlichen Instrumenten werden Zielkon-flikte nicht nachhaltig zu entschärfen sein, wie anlassbezogene Vorortbegehungen bei Erosions-schäden oder die Maßnahmeplanung zur Umsetzung der Ziele der Wasserrahmenrichtlinie er-kennen lassen.

In der Raumordnung und Bauleitplanung sind konkurrierende Belange anzunähern und die


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(a) Konservierende Bodenbearbeitung (b) Flurgestaltung

(c) Gewässerschutzstreifen (d) Sedimentbecken

Abb. 9.4: Maßnahmen des Erosionsschutzes in der Fläche und externe Maßnahmen

Möglichkeit der Ausweisung von Kompensationsflächen zielgerichtet zu nutzen. Die Eingriffsre-gelungen nach Naturschutzrecht ermöglichen die gezielte Nutzung der Kompensationspflichtenfür die Lösung von Zielkonflikten. Flurneuordnungsverfahren können einen Beitrag für erforder-liche Flächenbereitstellungen und Anpassungen in der Schlaggestaltung leisten. § 41 Flurbereini-gungsgesetz (FlurbG)1 ermöglicht die Einbeziehung von Schutzbelangen und Erfordernissen zurschadlosen Abführung von Oberflächenabfluss im Wege- und Gewässerplan. Hier bestehen be-währte und schlagkräftige Instrumente, die helfen können, den Erosionsschutz schrittweise zuverbessern. Sie sind aber auch von vornherein darauf angelegt, innerhalb von Beteiligungsge-meinschaften Interessenausgleich und Verhältnismäßigkeit herzustellen.

Es gibt erste gute Erfahrungen, Erosionsgefährdungsabschätzungen auf Basis von ABAGflux 1.0(vgl. Kap. 7.2) in solche Verfahren einzubeziehen und die Beteiligungsgemeinschaften für kom-plexe Lösungsansätze zu sensibilisieren (Abb. 9.3). Hierbei geht es insbesondere um die sinnvolleKombination von Maßnahmen der guten fachlichen Praxis in der Fläche mit externen Maßnah-men, unterstützt durch Fördermöglichkeiten (Abb. 9.4). Neben der Umstellung des Bodenbear-beitungsverfahrens werden in exponierter Lage dauerbegrünte Blühflächen als Filterstreifen ange-legt. Das Wegenetz wird durch Verwallungen und Gräben ergänzt, die teilweise begrünt werden,um die Abflussdynamik zu verringern und Sediment zurückzuhalten. Sedimentbecken schützendie Ortslage vor unvermeidbarem Stoffeintrag durch extreme Niederschlagsereignisse. Vorgela-gerte begrünte Filterstreifen und Bepflanzungen sollen durch möglichst großen Stoffrückhalt dieUnterhaltungskosten gering halten.

1http://www.gesetze-im-internet.de/flurbg/


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9.2 Gewässerbezogene Maßnahmen zum Schutz vor Boden- undBöschungserosion

In Abhängigkeit vom Abfluss- und Gewässertyp sowie der Lage des betrachteten Gewässerab-schnittes im Längsprofil (Ober-/Mittel-/Unterlauf) bilden die entsprechenden natürlichen hydro-dynamischen Prozesse (Erosion – Umlagerung – Sedimentation) die Basis für die Bewertung an-thropogener Gewässerbeeinträchtigungen durch Erosion und ggf. notwendigen Schutzmaßnah-men am Gewässer. Unter energetischem Aspekt sind die hydrodynamischen Prozesse in Fließge-wässern längs dem Gefälle zur Erosionsbasis (Meer) gerichtet, die jedoch, in Abhängigkeit von derkonkreten Lage des betrachteten Gewässerabschnittes, in differenzierten Ausprägungen auftretenkönnen (Tiefenerosion – Seitenerosion – Zwischenakkumulation; Abb. 9.5).

(a) (b)

Abb. 9.5: Schematische Darstellung von Erosion, Transport und Sedimentation im Längsschnitt (a)sowie der Strömungsbedingungen eines Fließgewässers (b); nach Barner (1987) u. Brinkmann(1990) in Pott & Remy (2000)

Infolge der historisch gewachsenen Flächennutzung sind Fließgewässer in Sachsen-Anhalt häu-fig in den Mittel- und Unterläufen auch in der freien Landschaft in ihrer natürlichen Hydro-dynamik stark eingeschränkt (im Extremfall kanalisiert), so dass sich die natürliche Böschungs-/Seitenerosion zwangsweise in Tiefenerosion gewandelt hat. Die ehemals natürlich vorhande-ne Sedimentdurchgängigkeit der Fließgewässer von der Quelle bis zur Mündung ist zudem inder mitteldeutschen Kulturlandschaft durch zahlreiche Stauhaltungen in der Regel unterbrochen.Diese charakteristischen anthropogenen Gewässerbeeinträchtigungen überprägten die natürli-chen morphodynamischen Prozesse in den Fließgewässern erheblich und führten in der jüngstenVergangenheit zu verstärkt notwendigen Unterhaltungs- und Ausbaumaßnahmen an den Gewäs-sern.

Grundsätzlich entspricht – unter fließgewässerökologischen und monetären Aspekten – eineabfluss- und gewässertypadäquate Eigenentwicklung, einschließlich Herstellung der Sediment-durchgänggigkeit, der aktuellen Rechtslage im europäischen Kontext (vgl. Kap. 2.2.2). Ausnah-men bilden lediglich Gewässerabschnitte, die durch unterhalb befindliche Gewässernutzungen/Schutzansprüche (z. B. Stauhaltungen in Fließgewässern oder Freizeitnutzungen in durchström-ten Flussseen) besondere Anforderungen an die Wassergüte und den Erosionsschutz in der Fläche


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Abb. 9.6: Wirkungskette von Boden-/Sedimenteinträgen auf den gewässerökologischen Zustand:Ursachenorientierter Ansatz der Maßnahmeplanung/-umsetzung an Gewässern

und im Gewässer (Böschungserosion) oberhalb dieser Bereiche haben. Ergänzend zu primär ver-ursacherorientierten Bodenschutzmaßnahmen gemäß den Zielen der EG-Wasserrahmenrichtliniesind hier wasserbauliche Maßnahmen notwendig (Abb. 9.6).

Ein Beispiel dafür sind die Zuflussgewässer des Süßen Sees westlich von Halle (insbesondereBöse Sieben, Salzgraben und Wilder Graben). Der Süße See besitzt als Bade- und Freizeitgewässerhöherwertige Nutzungsansprüche und ist zudem in Teilen als Naturschutzgebiet ausgewiesen.

Aus den Erfahrungen am Wilden Graben (vgl. Kap. 5.2.4) wird u. a. nachweisbar deutlich, dasszum Schutz vor Bodenerosion neben der Anlage von Gewässerrandstreifen/Blühstreifen und derkonservierenden Bodenbearbeitung auf den gefährdeten Schlägen in besonders exponierten La-gen hangverkürzende Barrieren zwingend erforderlich sind, um Niederschlags-/Erosionsereig-nisse mit höheren Jährlichkeiten in ihrer Auswirkung zu begrenzen (Schanze & Kußmann, 2000).

Als grundsätzliches Problem im Zusammenhang mit der Reduzierung der Böschungserosion,muss der in der Regel satzungsbedingt und finanziell derzeit nicht mögliche Gewässerausbaudurch die Unterhaltungsverbände genannt werden. Da im Ergebnis der landesweiten Untersu-chungen die Gewässer II. Ordnung im Lössgebiet (Harzvorländer) als durch Böschungserosiondominant betroffen gelten, wäre eine diesbezügliche Öffnung der Satzung des betroffenen Unter-haltungsverbandes sinnvoll. Zudem sollten sie sich auf die Inanspruchnahme von Fördermittelnüber EG-WRRL und das ELER-Programm orientieren.

Beispiele ingenieurbiologischer Wasserbaumaßnahmen als o. g. Ausnahme zur Erosionsbegren-zung in Fließgewässern werden in den Abbildungen 9.7 und 9.8 gezeigt, wobei auf o. g. Zielkon-flikte mit der beschriebenen favorisierten Eigenentwicklung der Gewässer verwiesen wird, diedurch einzelfallbezogene Leitbildentwicklung und Festlegung von im gesellschaftlichen Kontextprioritären Gewässerentwicklungszielen unter Berücksichtigung ökologischer und nutzwertbe-zogener Aspekte gelöst werden müssen. Hier bietet das entwickelte Instrumentarium des was-serwirtschaftlichen Bewirtschaftungs- und Maßnahmeplans gemäß EG-WRRL eine geeignete Pla-nungsgrundlage, die jedoch für die regionale/lokale Ebene konkretisiert werden sollte (Gewäs-serentwicklungspläne; DVWK, 1999).


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Abb. 9.7: Wasserbauliche Maßnahmen zur Abflachung und Beplanzung von Erosionsbereichenam Gewässerbett: Beispiel Ausbauprojektskizze Wilder Graben (Quelle: Ing.-büro Heidt & Pe-ters Celle, 1996)

Abb. 9.8: Geplante wasserbauliche Maßnahmen zur Sicherung von Erosionsbereichen am Gewäs-serbett der Selke (Quelle: Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft Erfurt, 2006)


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Band 15 - Bodenerosion durch Wasser in Sachsen-Anhalt