Boden: Satelliten liefern auch Infos über den Ackerboden

Sowohl Deutschland als auch die EU messen intakten Böden große Bedeutung zu. Die Neufassung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung trat 2023 in Kraft. Damit soll der Grund, auf dem wir leben, noch besser vor schädlichen Veränderungen bewahrt, seine Funktionen gesichert oder, wo nötig, wiederhergestellt werden. Und die EU will mit einer neuen Bodenüberwachungsrichtlinie ebenfalls dafür sorgen, dass sich geschädigte europäische Böden bis 2050 so weit wie möglich regenerieren. Denn laut Studien sind über 60 Prozent von ihnen in keiner guten Verfassung. Verschmutzung, Versiegelung, Übernutzung und Erosion gefährden sie. Dabei liefern sie uns 95 Prozent unserer Nahrungsmittel, filtern den Großteil unseres Trinkwassers, puffern den Abfluss von Niederschlägen, beherbergen 25 Prozent der Artenvielfalt und sind der größte terrestrische Kohlenstoffspeicher auf der Erdoberfläche.

Analyse des Bodenzustands

Satellitendaten können dazu beitragen, den Erfolg ergriffener Maßnahmen zu bewerten. Denn Feld- und Labormessungen von Bodeneigenschaften sind aus Kostengründen oft nur punktuell möglich. Die Ergebnisse können sich aber selbst auf engstem Raum von einem Messpunkt zum nächsten erheblich unterscheiden, weil Böden oft sehr heterogen sind. Für eine flächenhafte Aussage über den Bodenzustand und seine Veränderung wären daher sehr viele Messungen notwendig. Aus Satellitendaten abgeleitete flächenhafte Bodeninformationen können daher besonders wertvoll für regionale Analysen sein.

Aus der Rückstreuung elektromagnetischer Strahlung und deren Eigenschaften in verschiedenen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums lassen sich eine Fülle von Informationen über die Eigenschaften der unbedeckten Bodenoberfläche ableiten: Darunter sind primäre Bodeneigenschaften wie Korngrößenverteilung, Kohlenstoff- und Wassergehalt sowie daraus abgeleitete Informationen wie Versiegelungsgrad und Erosionsgefährdung.

Bei unbedeckten Böden, also etwa frisch gepflügten Äckern, neu entstandenen Bergbaufolgelandschaften oder Baustellen lassen sich solche Daten direkt aus der Rückstreuung ableiten.

Unbedeckte Böden

Unbedeckte Böden kommen zeitweise in Europa vor allem in der Landwirtschaft im Rahmen von Ernte- und Umbruchsaktivitäten vor. In sehr trockenen Gebieten oder bei Hitzewellen ist vor allem der fruchtbare humushaltige Oberboden durch Erosion gefährdet. Pflanzen mit ihrem Wurzelsystemen bieten einen effektiven Schutz gegen den Abtrag der wichtigen Humusschicht. Doch auch bei von Vegetation bedeckten Böden lassen sich Informationen indirekt aus den Eigenschaften der Pflanzen ableiten, die auf die Versorgungslage der Pflanzen hindeuten. Gemeinsam mit weiteren Variablen wie Bodenart, Pflanzenhöhe und Wetterdaten korreliert mit Werten aus Feldmessungen fließen solche Daten in digitale Bodenmodelle ein, aus denen Nutzende dann Informationen über den Zustand des Bodens ziehen können. Zu häufig gesuchten Aspekten wie der Bodenversiegelung und dem Wassergehalt gibt es Copernicus-Dienste mit bereits aufgearbeiteten Daten.

Satellitendaten als Grundlage für Bodenmanagement und -planung

So greifen etwa Behörden gern auf Satellitendaten zurück, wenn es darum geht, die Bebauung und Nutzung gewisser Landabschnitte zu kontrollieren oder Natur- und Hochwasserschutzgebiete auszuweisen, wobei die Qualität des Bodens natürlich eine wichtige Rolle spielt. Welche einst trockengelegten Moore zum Beispiel sind für eine Wiedervernässung besonders geeignet? Landwirte können Satellitendaten nutzen, um zu entscheiden, welche Felder sie wann bewässern müssen. Versicherer, die Landwirte gegen Ernteverluste absichern, brauchen ebenfalls flächenhafte Bodeninformationen etwa zu Nährstoffgehalt und Stoffkreisläufen, um die Risiken abzuschätzen. Und Forschende sind an Bodendaten für ihre Studien natürlich ebenfalls interessiert. Auf ihren Ergebnissen basieren nicht zuletzt die neuen Bodenschutzgesetze.