3.2 Boden-Dauerbeobachtung

3.2.1 Anliegen

Der Boden nimmt im Rahmen der integrativen Umweltbeobachtung eine zentrale Stellung ein. Er vereinigt als Schnittstelle zwischen den Kompartimenten Gestein, Wasser, Luft und Organismen gleich mehrere Teilgebiete der Umweltbeobachtung.

Ziel der Boden-Dauerbeobachtung ist es, den aktuellen Zustand der Böden zu erfassen (Dokumentation), ihre Veränderungen langfristig zu überwachen (Monitoring) und Entwicklungstendenzen abzuleiten (Prognose).

In Mecklenburg-Vorpommern wurden Boden-Dauerbeobachtungsflächen auf landwirtschaftlich genutzten Standorten (BDF-L) und auf Waldstandorten (BDF-F) eingerichtet. Für die BDF-L ist das LUNG zuständig und die BDF-F werden vom Landesamt für Forsten und Großschutzgebiete Mecklenburg-Vorpommern unterhalten.

Wesentliche Funktionen der Boden-Dauerbeobachtung (Ad-hoc-AG Boden-Dauerbeobachtung 2000):

· Frühwarnsystem für schädliche Bodenveränderungen

· Kontrollinstrument für umweltpolitische Maßnahmen

· Beweissicherung

· Umfeld-Überwachung

· Referenz für Bodenbelastungen (Hintergrundwerte, Bodenbelastungskataster)

· Versuchsplattform für Forschung (z.B. zur Methodenentwicklung)

· Referenz für die bodenkundliche Standortaufnahme

Mit der bundesweiten Einrichtung von BDF entsteht ein repräsentatives Messnetz für verschiedene Umweltschutzaufgaben. Der Datenbestand ausgewählter BDF wird auch für europaweite Auswertungen herangezogen.

3.2.2 Boden-Dauerbeobachtungsprogramme in Mecklenburg-Vorpommern

3.2.2.1 Boden-Dauerbeobachtung auf landwirtschaftlich genutzten Flächen

Die landwirtschaftlich genutzten Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF-L) in Mecklenburg-Vorpommern werden seit 1993 durch den Geologischen Dienst des Landes eingerichtet und betrieben. Für die BDF-L werden Nutzungsverträge mit den Flächeneigentümern/-bewirtschaftern abgeschlossen. Von insgesamt 46 geplanten BDF-L (auf Acker und Grünland) wurden bisher 26 Flächen eingerichtet (Karte 5).

Um eine hohe Repräsentanz der Standorte zu gewährleisten, erfolgt die Auswahl über landesspezifisch gewichtete Themenkomplexe (Ad-hoc-AG Boden-Dauerbeobachtung 2000):

· Welche Landschaften sind charakteristisch bzw. flächenhaft vorherrschend?

· Welche Böden einer Landschaft sind nach Ausgangsmaterial, Bodenbildung, Bodenwasser- und Bodenstoffhaushalt u.a. als typisch anzusehen?

· Welche Nutzungsart ist vorherrschend?

· Welche Belastungsintensitäten sind ursächlich zu berücksichtigen?

· Kann eine BDF in bestehende bzw. existierende Messnetze integriert werden?

· Ist der langfristige Betrieb der BDF bei gleichbleibender Nutzungsart gesichert und ist die Erfassung der Bewirtschaftungsmaßnahmen gewährleistet?

Das Verfahren der Boden-Dauerbeobachtung (Abbildung 15) beinhaltet im Rahmen einer Grundinventur die Einrichtung einer definierten Kernfläche von ca. 1.000 m² mit einem gleichförmigen Profilaufbau.

Abbildung 15: Verfahren der Boden-Dauerbeobachtung

Quelle: Ad-hoc-AG Boden-Dauerbeobachtung (2000)

Diese Fläche wird mittels Kartierung nach der aktuellen Bodenkundlichen Kartieranleitung (Ad-hoc-AG Boden der Geologischen Landesämter und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe 1994) ausgewiesen. Die Eckpunkte der Kernfläche werden unterirdisch vermarkt (die Bewirtschaftung der Fläche ist damit weiterhin möglich) und die Koordinaten mittels Global Positioning System (GPS) bestimmt.

Abbildung 16: Probenahmeplan Acker

Zur Bestimmung chemischer und physikalischer Parameter werden nach einem feststehenden Schema (Abbildung 16) horizontbezogene Bodenproben genommen.

Die Proben werden aus Schürfgrube, Rammkernsondierungen/Moorkammerbohrungen und Mischproben des Oberbodens gewonnen, um sie später im Labor nach Standardmethoden untersuchen zu lassen.

Untersuchungsparameter Mineralboden (Standard 1)

(1) Bodenphysik

a) Feuchtrohdichte, Trockenrohdichte

b) Wassergehalt

c) Substanzvolumen, Porenvolumen

d) Gehalt an organischem Kohlenstoff

e) Korngrößenverteilung

f) gesättigte hydraulische Leitfähigkeit (kf)

(2) Bodenchemie

a) pH-Wert der Bodensuspension als pH (H₂O), pH (KCl), pH (CaCl₂)

b) Gesamtkohlenstoffgehalt, Gesamtstickstoffgehalt, Gesamtschwefelgehalt

c) Carbonatgehalt nach der Methode Scheibler

d) Elementgesamtgehalte mit Röntgenfluoreszenz: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O₅, TiO₂, Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, La, Nb, Ni, Pb, Rb, Sc, Sr, Th, U, V, Y, Zn, Zr

e) Flüchtige Stoffe als Glühverluste bei 105°C, 550°C, 1.030°C

f) Nährstoffe Phosphor und Kalium im Extrakt (Lactatauszug nach VDLUFA)

g) Nährstoff Magnesium im Extrakt (CaCl2-Auszug nach VDLUFA)

h) Potentiell austauschbare Kationen mit BaCl₂ bei pH-Wert 8,1: Ca, Mg, K, Na

i) Effektiv austauschbare Kationen mit BaCl₂ bei dem aktuellen pH-Wert des Bodens:
Ca, Mg, K, Na, Fe, Al, Mn, H

j) Eisen, Aluminium und Mangan im Oxalatextrakt (nach DIN 19684, T. 6)

k) Eisen, Aluminium und Mangan im Dithionitextrakt (nach Mehra und Jackson 1960)

l) Spurenmetalle im Totalaufschluss: As, Cd, Sb, Se, Hg

m) spezifische elektrische Leitfähigkeit

Untersuchungsparameter Moor (Standard 2)

(1) Bodenphysik

a) Feuchtrohdichte, Trockenrohdichte

b) Wassergehalt

c) Substanzvolumen, Porenvolumen

d) Korngrößenverteilung bei weniger als 30 % Humus

e) gesättigte hydraulische Leitfähigkeit (kf)

(2) Bodenchemie

a) Gehalt an organischem Kohlenstoff

b) pH-Wert der Bodensuspension als pH (CaCl₂)

c) Gesamtkohlenstoffgehalt, Gesamtstickstoffgehalt, Gesamtschwefelgehalt

d) Carbonatgehalt nach der Methode Scheibler

e) Elementgesamtgehalte mit Röntgenfluoreszenz: SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO, MgO, CaO, Na₂O, K₂O, P₂O₅, TiO₂, Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, La, Nb, Ni, Pb, Rb, Sc, Sr, Th, U, V, Y, Zn, Zr

f) Flüchtige Stoffe als Glühverluste bei 105°C, 550°C, 1.030°C

g) Nährstoffe Phosphor und Kalium im Extrakt (Lactatauszug nach VDLUFA)

h) Spurenmetalle im Totalaufschluss: As, Cd, Sb, Se, Hg

i) spezifische elektrische Leitfähigkeit

Ein Teil des Probenmaterials wird in der Bodenprobenbank des Geologischen Dienstes abgelegt.

Die Profil-, Horizont- und Labordaten werden in das FISBO M-V (siehe Kapitel 3.1.1.2) eingepflegt. Nachdem alle Daten vorliegen, ist die minimale Grundinventur einer BDF-L abgeschlossen. Neben der Beschreibung und Analytik der Bodenmatrix (Bodenfestphase) sind auch Untersuchungen von Bodenwasser, Bodenluft, Bodenbiologie und Vegetation vorgesehen.

Weiterhin wird dem Geologischen Dienst durch den bewirtschaftenden Landwirt jährlich eine Schlagkartei übergeben. Aus ihr sind z.B. Angaben zu Bearbeitung, Düngung und Pflanzenschutzmaßnahmen zu entnehmen.

Um signifikante Veränderungen der Böden zu erfassen und Trends abzuleiten, sind Vergleiche der Erstuntersuchungsergebnisse mit Wiederholungsuntersuchungen notwendig. Die Intervalle für Wiederholungsuntersuchungen hängen von den zu erfassenden Parametern und dem Repräsentanzspektrum der BDF ab. Für Grundparameter wird ein Untersuchungsturnus von 5-10 Jahren empfohlen (Ad-hoc-AG Boden-Dauerbeobachtung 2000).

In Mecklenburg-Vorpommern erfolgte bisher keine Wiederholungsuntersuchung der BDF-L. Alle bisher eingerichteten BDF-L sind Basis-BDF, womit das Verfahren der Merkmalsdokumentation zur Anwendung kommt (Abbildung 15).

Karte 5: Übersicht der eingerichteten und geplanten BDF-L in M-V

Tabelle 29: Übersicht eingerichteter und geplanter BDF-L in Mecklenburg-Vorpommern

Nr.	Gemarkung	Geologie/Substrat	Bodensystematische Einheit	Nutzungsart	Status
1	Trent	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Pseudogley-Parabraunerde	Acker	eingerichtet
2	Seedorf	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Parabraunerde	Acker	eingerichtet
3	Lambrechtshagen	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Pseudogley	Acker	geplant
4	Göldenitz	Hochmoortorf	Hochmoor	NSG	geplant
5	Zingst	marine, holozäne Sande/ Meersand	(Norm-)Gley	Mähweide	eingerichtet
6	Klockenhagen	Feinsand, schluffig in Becken (glazilimnisch)	Podsol-Braunerde	Acker	geplant
7	Velgast	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Parabraunerde-Pseudogley	Acker	geplant
8	Franzburg	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Parabraunerde	Acker	geplant
9	Kalkhorst	Grundmoräne/(Kryo-)Lehm über tiefem Moränenlehm	(Norm-)Pseudogley	Acker	eingerichtet
10	Blowatz	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Pelosol	Acker	geplant
11	Kleinfeld	Grundmoräne/Moränenlehm	Parabraunerde-Pseudogley	Acker	eingerichtet
12	Laage	Niedermoor über Mudden	Niedermoor	Mähweide	geplant
13	Lüssow	Sand in der Grundmoräne (glazifluviatil, glazilimnisch)	Braunerde	Acker	geplant
14	Dehmen	Flacher Anthrosand über Torf	Niedermoor-Erdfehn	Wiese	eingerichtet
15	Tellow	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Pseudogley-Parabraunerde	Acker	geplant
16	Klein Markow	Torf	Niedermoor-Fehnmulm	Wiese	eingerichtet
17	Rustow	Torf	Kalkniedermoor	Mähweide	eingerichtet
18a	Kittendorf (Auftrag)	Grundmoräne/Hangsand über Moränenlehm	Kolluvisol über Gley	Acker	eingerichtet
18b	Kittendorf (Abtrag)	Grundmoräne/Moränenlehm	Pseudogley-Pararendzina	Acker	eingerichtet
19	Lubmin	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Braunerde-Gley	Acker	geplant
20	Anklam	Niedermoor über Mudde	Niedermoor	Deponie	geplant
21	Zirchow	Sand, Blockpackung in Endmoränen	Braunerde	Acker	geplant
22	Lassahn	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Parabraunerde-Pseudogley	Acker	geplant
23	Zühr	Grundmoräne/ Moränensand über tiefem Moränenlehm	Pseudogley-Parabraunerde	Acker	eingerichtet
24	Sülstorf	Sander/Geschiebedecksand über tiefem Fluvisand	Acker-Braunerde-Podsol (Rosterde)	Acker	eingerichtet
25	Garlitz	Sand des Urstromtales/Fluvisand	Podsol-Gley	Acker	eingerichtet
26	Sternberg	Endmoräne/Moränensand	Braunerde	Acker	geplant
27	Leezen	Grundmoräne/(Kryo-)Lehm über Moränenlehm	Pseudogley-Parabraunerde	Acker	eingerichtet
28	Banzkow	Sand des Urstromtales/Fluvisand	Gley-Braunerde	Acker	eingerichtet
29	Goldenstädt	Torf über tiefer Mudde	Niedermoor-Mulm	Weide	eingerichtet
30	Severin	Sander/ über tiefem Fluvisand	(Norm-)Parabraunerde	Acker	eingerichtet
31	Greven	Grundmoräne/Geschiebedecksand über Moränenlehm	(Norm-)Parabraunerde	Acker	eingerichtet
32	Hohen Wangelin	Sand der Sander	Podsol-Braunerde	Acker	geplant
33	Bornhof	Sand der Sander	Rosterde	Acker	geplant
34	Zirzow	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Fahlerde	Acker	geplant
35	Krickow	Geschiebelehm und -mergel der Grundmoräne	Fahlerde	Acker	geplant
36	Helpt	Beckenton (glazilimnisch)	Gley	Acker	geplant
37	Dalmsdorf	Sander/Fluvisand	(Norm-)Braunerde	Acker	eingerichtet
38	Eggesin	Feinsand, schluffig in Becken (glazilimnisch)	Gley-Podsol	Acker	geplant
39	Rieth	Torf über Fluvisand	Niedermoor-Fehn	Grünland	eingerichtet
40	Ochsenweide	Torf	Niedermoor-Erdfehn	Mähweide	eingerichtet
41	Altwigshagen	Torf	Übergangsniedermoor	Weide	eingerichtet
42	Teufelsbrücke	Torf	Niedermoor-Erdfehn	Mähweide	eingerichtet
43	Glashütte	glazilimnisches Becken/Fluvisand	Braunerde	Ackerbrache	eingerichtet
44	Nadrensee	Grundmoräne/Geschiebedecksand über Moränenlehm	Braunerde	Acker	eingerichtet
45	Dargun	Grundmoräne/Geschiebedecksand über Moränenlehm	(Norm-)Fahlerde	Acker	eingerichtet
46	Poel	Grundmoräne/Geschiebedecksand über Moränenlehm	Pseudogley-Parabraunerde	Acker	eingerichtet

Die direkte Erfassung von Stoffflüssen in Böden (Prozessdokumentation) erfordert die Installation von Messeinrichtungen an bzw. in der näheren Umgebung der BDF (Intensiv-BDF). Dieses Verfahren ist als Frühwarnsystem, für die Umfeldüberwachung und als Versuchsplattform für die Forschung gut geeignet (Ad-hoc-AG Boden-Dauerbeobachtung 2000).

Für die forstlich genutzten Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF-F) wurden auf die speziellen Standortbedingungen angepasste Dauerbeobachtungsprogramme aufgelegt. Die Zuständigkeit für die BDF-F obliegt dem Landesamt für Forsten und Großschutzgebiete Mecklenburg-Vorpommern (LFG M-V).