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Die Bundeswaldinventur (BWI) ist als Stichprobenverfahren zur Erhebung der Daten von Waldfläche und Baumartenverteilung sowie Holzzuwachs und Holzvorrat etabliert. Um das Wachstum der Bäume besser beschreiben, erklären und vorhersagen zu können, werden neben anderen Standortsfaktoren Bodeninformationen an den Traktecken dieser Inventurpunkte benötigt. Im Rahmen dieser Publikation wird die Ableitung der Leitprofile zur Charakterisierung des Bodens am BWI-Punkt aus Weiserprofilen der Standortserkundung für Sachsen und Thüringen aufgezeigt. An 81 % der sächsischen und 87 % der thüringischen Traktecken konnten Leitprofile mit vollständigen bodenphysikalischen Eigenschaften zugeordnet werden. Diese umfassen die Horizontabfolge in der Tiefe, für jeden Horizont die Horizontbezeichnung, Sand-, Schluff- und Tongehalte, Skelettgehalte, Angaben zur Trockenrohdichte, zum Stau- und Grundwassereinfluss sowie zu Geologie und Schichtung. Die Standortsverhältnisse an den Traktecken, als Stichprobe der kartierten Waldfläche, sind repräsentativ für die landesweiten Verhältnisse. Die aus der Methodik resultierenden Unsicherheiten konnten beispielhaft quantifiziert werden und erwiesen sich als akzeptabel. Es hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse der Aggregierung zu Leitprofilen recht robust gegenüber verschiedenen Aggregierungsansätzen sind. Damit ist es möglich, für die Traktecken der BWI Kenngrößen des Wasserhaushaltes zu berechnen, diese für die Standorts-Leistungs-Modellierung zu nutzen und damit das Waldwachstum besser zu beschreiben, zu erklären und zu prognostizieren.

Die steigende Nachfrage nach großmaßstäblichen Standorts-und Bodeninformationen im Bereich der forstlichen Planungs- und Entscheidungsunterstützung umfasst auch die Grundwasserflurabstände. Diese gehen entweder direkt in statistische und prozessorientierte Modelle ein oder sind eine wichtige Grundlage für die digitale Standortsprognose. In dieser Untersuchung wurde für das niedersächsische Tiefland ein Disaggregierungsansatz entwickelt, mit dem der mittlere Grundwassertiefstand (MNGW) der flächendeckenden BÜK50 von Niedersachsen (1 : 50000) in die Grundwasserflurabstandseinstufung der Standortskartierung (1 : 25000) übersetzt werden kann, die nicht flächendeckend vorliegt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Disaggregierung eine Verbesserung der Ableitung von Grundwasserinformation für Waldstandorte aus der BÜK50 erreicht werden kann. Die Genauigkeit (AC) erhöhte sich von 0,64 auf 0,69 und der Kappa-Koeffizient von 0,34 auf 0,48. Trotzdem ist die Übereinstimmung zwischen modellierten und kartierten Einstufungen mit einem Kappa-Koeffizienten von 0,48 des Validierungsdatensatzes nur als „moderat“ zu bezeichnen.

Die Beurteilung von Standortseigenschaften ist eine der wichtigsten forstwirtschaftlichen Voraussetzungen für eine standörtlich angepasste Baumartenwahl. Die traditionelle Standortskartierung Bayerns klassifiziert forstlich relevante Bodeneigenschaften mit einem nominal- und ordinal-skalierten 3-ziffrigen Standortsschlüssel. Im physiographisch ausgelegten Bayerischen Standortsinformationssystem BaSIS hingegen werden Bodeneinheiten der ÜBK 1 : 25.000 (Übersichtsbodenkarte des Bayerischen Landesamts für Umwelt) mit quantitativen Bodenkenndaten aus zugewiesenen Leitprofilen belegt (nutzbare Feldkapazität, Trockenrohdichte, volumetrischer Skelettgehalt, Tiefenverlauf der Basensättigung u. a.). Ziel dieser Studie ist es, den gutachterlichen Entscheidungsprozess der terrestrischen Wasserhaushaltsstufen (WHH-Stufen) der Standortskartierung unter Verwendung klimatischer und bodenkundlicher Größen statistisch nachzubilden. Datengrundlage sind 1.349 Profile des Bodeninformationssystems des Bayerischen Landesamts für Umwelt, die mit der Standortskarte und Klimakarten verschnitten wurden. Um die Aussagekraft der WHH-Stufe bezüglich der standörtlichen Trockenstress-Gefährdung zu verstehen, wird das Erklärungsmodell der WHH-Stufen mit zwei deterministischen Trockenstress-Größen unterschiedlich komplexer Wasserhaushaltsmodelle verglichen. Der Vergleich zeigt klar, dass die Transpirationsdifferenz TDiff als eine der beiden deterministischen Trockenstress-Größen und gleichzeitig Grundlage zur Ansprache des Wasserhaushalts in BaSIS wesentlich stärker niederschlagsgetrieben ist als die WHH-Stufe der Standortskartierung. In einem letzten Schritt wird – ermutigt durch eine relativ erfolgreiche Nachbildung der WHH-Stufen – das Potential der WHH-Stufen zur Schätzung der nutzbaren Feldkapazität als einer der wichtigsten bodenkundlichen Kennwerte untersucht. Dabei zeigt sich, dass der Einbezug der Standortskartierung in physiographisch basierte Standortsinformationssysteme die Schätzung dieser Parameter verbessern kann. Für die Praxis-Umsetzung empfiehlt sich, stärker nach den Bodeneinheiten oder aggregierten Bodeneinheiten zu differenzieren und Expertenwissen einzubeziehen. Zusammengefasst stellt diese Studie einen Brückenschlag zwischen den genannten Systemen her. Sie bringt einen Erkenntnisgewinn auf beiden Seiten und unterstützt die Kommunikation zwischen Nutzern des einen oder anderen Systems.

Im Rahmen der Standortskartierung wurde in den ostdeutschen Bundesländern seit den 1950er Jahren über mehrere Jahrzehnte bis heute einheitlich nach einem einstufigen, kombinierten Verfahren kartiert. Dieser Ansatz umfasst die Erkundung von abiotischen und biotischen Standortsfaktoren. Ein Teil der dokumentierten Ergebnisse, die detaillierten Profilbeschreibungen der Weiserprofile für Lokalbodenformen, welche häufig mit bodenphysikalischen und -chemischen Analysen hinterlegt sind, standen bisher nur analog zur Verfügung. Mit der Digitalisierung und expertenbasierten Harmonisierung dieser Altdaten entstehen wertvolle Grundlagen für die rechnergestützte Verarbeitung und Auswertung für aktuelle Fragestellungen. In Thüringen und Sachsen wurden bisher über 2.600 Bodenprofile mit vorliegenden bodenphysikalischen Laboranalysen im Geografischen Informationssystem verortet. Rund 1.000 sächsische Profile wurden vollständig harmonisiert und enthalten horizontweise und lückenlos die bodenphysikalischen Eingangsgrößen für die Anwendung von Pedotransferfunktionen. Mit dieser Datenbasis wurde das Substratfeuchtekonzept angewendet und damit eine räumlich differenzierte Berücksichtigung der Wasserspeicherfähigkeit von Waldböden für waldbauliche Planungen möglich.

Die Zielsetzung dieser Studie war die Evaluierung von publizierten Pedotransferfunktionen (PTF) zur Abschätzung der Trockenrohdichte (TRD) anhand von Ergebnissen der bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE II). Verschiedene Funktionstypen wurden mit publizierten Parameterwerten am BZE II-Datensatz geprüft. Viele Funktionen zeigten bei einer unkalibrierten Anwendung einen deutlichen Bias (ME) und einen großen Fehler der prognostizierten Werte im Vergleich zu den Messwerten (RMSE). Dem gegenüber erweisen sich die Funktionen von Alexander (1980), Manrique & Jones (1991) und Tamminen & Starr (1994) über alle Bodentiefen als sehr robust. Die Modellgüte der getesteten Funktionen ließ sich durch eine Neukalibrierung am BZE II-Datensatz z. T. wesentlich verbessern, allerdings zeigten viele Funktionen gerade im Bereich hoher TRD systematische Fehler. Die höchste Modellgüte wurde durch ein einfaches gemischtes additives Modell erreicht, das die organische Substanz, die Tiefenstufe, den Skelettgehalt und die Substratgruppe der BZE II als Eingangsdaten berücksichtigt.