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Im Rahmen eines Waldklimafonds-Projektes werden auf
Basis von Daten der Bodenzustandserfassung im Wald (BZE) und zusätzlichen Bodenprofilen Bodendaten auf die Traktecken der Bundeswaldinventur (BWI) so übertragen, dass nicht nur die Schätzdaten für die Parametrisierung klimasensitiver Wachstumsmodelle verfügbar, sondern auch deren Fehler abgeschätzt werden. Auf der Basis einer unabhängigen Validierung werden klassische Regressionstechniken (OLS, Regression-Kriging) alternativ zu Random-Forestsund BRT-Modellen getestet. Die Beobachtungsdatenbasis für die Modellbildung stammt aus den Messungen und Bodenbeschreibungen der BZE, anderen Projektdaten und der Forstlichen Standortskartierung. Die Regiogalisierung von 13 Zielgrößen (Skelettgehalt, Trockenrohdichte, %Sand, %Schluff, %Ton, Gründigkeit, nFK, Hydromorphie, C-Gehalt, C/N-Verhältnis, Basensättigung, effektive Kationen Austauschkapazität, pHKCl) wird in 1–2 Bodentiefen durchgeführt, was je 25 Regionalisierungsmodelle in 8 aggregierten Bodengroßlandschaften der BÜK1000 ergibt. Für die Modellanwendung werden individuell für die Charakteristika dieser Straten angepasste Prädiktorensets identifiziert und so die Erklärungsgüte der Modelle maximiert. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die bundesweite Auswertungsstruktur, beschränkt sich für methodische Details und Ergebnisse aber hauptsächlich auf die Region Alpenvorland und Nördliche Kalkalpen. Dabei wird gezeigt: 1. dass eine objektive Abgrenzung von Regionalisierungsregionen anhand der naturräumlichen Variabilität der Zielvariablen innerhalb und zwischen Regionen 2. sowie eine länderübergreifende Regionalisierung trotz unterschiedlicher Datenqualitäten in den Ländern mit vertretbarem Fehlerrahmen möglich ist, 3. und die Auswirkung unterschiedlicher Datenqualitäten auf das Regionalisierungsergebnis quantifiziert werden kann. Bisherige Regionalisierungen von Bodendaten haben gezeigt, dass der Anteil der erklärten Parametervarianz zwischen ca. 50 und 80 % zu erwarten ist, dass die Residuen zufällig verteilt und nicht räumlich autokorreliert sind.
In vier unterschiedlich strukturierten Waldregionen Baden-Württembergs wurde das Messkonzept der „zufällig wandernden Messplots“ angewendet, um mehr Informationen über die räumliche und zeitliche Variabilität der Bodenfeuchte und ihrer Einflussgrößen zu erhalten. Ziel ist es: (i) räumliche Daten für die Validierung eines physikalisch basierten Wasserhaushaltsmodells zu erhalten, (ii) Einflussparameter zu quantifizieren und (iii) ein Transfermodell zu entwickeln, welches die Bodenfeuchte einerseits als zeitunabhängige Funktion der räumlichen auftretenden Standortsparameter (z. B. Reliefeigenschaften, Bodentextur, Waldstruktur) und andererseits als zeitabhängige Funktion der räumlich invarianten Globalvariablen (z. B. Klima- und Abflussparameter) beschreibt. Die räumliche Variabilität der Bodenfeuchte (Mineralbodentiefe 0–20 cm) wurde gleichzeitig an 31 Sondenstandorten über eine Periode von 14 Tagen gemessen und anschließend auf den nächsten zufällig gewählten Messplot versetzt. Die Globalvariablen werden kontinuierlich an ein bis zwei Standorten pro Untersuchungsgebiet gemessen. Des Weiteren wurden an allen Sondenmesspunkten Standortseigenschaften aufgenommen. Mit der Anwendung multivariater Statistikmethoden, wie der Clusteranalyse sowie den Klassifikations- und Regressionsbäumen, ist es nun möglich, Standortsfaktoren zur Erklärung der räumliche Variabilität der Bodenfeuchte zu identifizieren. Anhand eines Landschaftsausschnittes werden erste Ergebnisse dieser Analysemethoden vorgestellt und diskutiert.
Die hydraulischen Bodeneigenschaften, also deren Fähigkeit Wasser zu speichern und zu leiten, bestimmen maßgeblich die Verfügbarkeit des Bodenwassers für Pflanzen und das Risiko von Wassermangel in Wäldern. Bislang existieren kaum systematische Untersuchungen zu den hydraulischen Eigenschaften von Waldböden. Wir führten Multi-Step-Outflow-Versuche durch, um die Wasserretentionskurve und die ungesättigte hydraulische Leitfähigkeit an insgesamt 1504 ungestörten Proben von Waldböden Baden-Württembergs zu ermitteln. Unter Verwendung zusätzlicher Messungen (Fraktionen des Fein- und Grobbodens, Trockenrohdichte, Gehalt an organischem Material) wurden Pedotransferfunktionen zur Schätzung der Parameter des Mualem/van Genuchten-Modells entwickelt. Die Schätzungen der neuen Pedotransferfunktionen wurden mit verschiedenen Pedotransferfunktionen aus der Literatur verglichen. Ein Vorteil der neuen Pedotransferfunktionen ist, dass sie unverzerrte Schätzungen der hydraulischen Eigenschaften der Waldböden von Baden-Württemberg liefern; ihre Vorhersagegüte ist vergleichbar mit veröffentlichten Pedotransferfunktionen.
