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5.2

Bodenfeuchte

Bodenfeuchte nimmt in den vergangenen Jahren tendenziell ab

Bodenfeuchte als Jahresmittelwerte des volumetrischen Wassergehalts in Vol. % in 5 cm, 20 cm und 50 cm Tiefe an der Station Schöneseiffen im Zeitraum 2010 - 2020 (Datengrundlage: FZ Jülich, www.tereno.net / Bogena et al. 2018).

Datenstand 31.12.2020
Messgröße Bodenfeuchte, volumetrischer Wassergehalt (Vol.%)
Räumliche Abdeckung Einzelne Standorte in Nordrhein-Westfalen (NRW)
Datenquelle FZ Jülich - TERENO Messnetz
Fortschreibungsturnus jährlich
DPSIR-Indikator Impact
  • Bezug zum Klimawandel

    Die steigenden Temperaturen und die voraussichtlich trockener werdenden Frühjahre und Sommer wirken sich negativ auf die Bodenfeuchte aus. Eine sinkende klimatische Wasserbilanz insbesondere im Frühling führt dazu, dass die Bodenwasservorräte nicht ausreichend gefüllt werden. In zunehmend früher beginnenden und länger andauernden Vegetationszeiten zehren die Pflanzen zusätzlich am begrenzt verfügbaren Bodenwasser. Dies führt zu einer verringerten Bodenfeuchte und kann Konsequenzen für die Pflanzen-, Nahrungsmittel- und Futtermittelproduktion in der Forst- und Landwirtschaft haben.

  • Definition und Berechnung

    Als Indikator wird die Bodenfeuchte als volumetrischer Wassergehalt in Prozent (Vol.%) für die Bodentiefen 5 cm, 20 cm (Oberboden) und 50 cm (Unterboden) verwendet. Die Daten zur Bodenfeuchte stammen von den Klimastationen in Gevenich (Niederrheinisches Tiefland) und Schöneseiffen (Eifel), die im TERENO-Netzwerk der Forschungszentrum Jülich GmbH (FZ Jülich) seit 2009 bzw. 2012 kontinuierlich betrieben werden (Bogena et al. 2018). Die Bodenfeuchte sowie weitere klimatische Messgrößen und Metadaten zu den Stationen sind im TERENO Datenportal (http://www.tereno.net/ddp/) frei zum Download verfügbar nur die Daten der Station Schöneseiffen werden grafisch dargestellt; die Daten von Gevenich werden nur tabellarisch aufgeführt.

    Für alle Zeitreihen erfolgt eine Trendberechnung nach der Methode des Umweltbundesamtes zum Monitoringbericht 2019 zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel, kurz "DAS - Methode" genannt. Die Entwicklung der Trends wird tabellarisch dargestellt. Zusätzlich wird die Veränderung über die Zeitreihe berechnet. Für eine kurze Einführung in die Trendberechnung steht ihnen die Seite zur Methodik im Serviceteil zur Verfügung.

    Literatur:

    Bogena, H. R., Montzka, C., Huisman, J. A., Graf, A., Schmidt, M., Stockinger, M., von Hebel, C., Hendricks-Franssen, H.J., van der Kruk, J., Tappe, W., Lücke, A., Baatz, R., Bol, R., Groh, J., Pütz, T., Jakobi, J., Kunkel, R., Sorg, J. & Vereecken, H. (2018): The TERENO-Rur Hydrological Observatory: A Multiscale Multi-Compartment Research Platform for the Advancement of Hydrological Science. In: Vadose Zone Journal 17 (1), S. 180055. DOI: 10.2136/vzj2018.03.0055.

  • Zeitreihe und Trend

    Für die Station Schöneseiffen wird im Zeitraum 2010-2020 für die Bodentiefen 5 cm, 20 cm und 50 cm ein Mittelwert von 27,6 Vol %, 33,6 Vol % und 33, 7 Vol % an Bodenfeuchte berechnet. Die Station Gevenich deckt den Zeitraum 2012-2019 ab und hat entsprechend den oben genannten Bodentiefen Mittelwerte für die Bodenfeuchte von 23,5 Vol %, 23,4 Vol % und 24,5 Vol %.

    Bisher lassen sich bei der Betrachtung der Zeitreihe Schöneseiffen anhand der "DAS - Methode " keine statistisch signifikanten Änderungstrends nachweisen. Die Station Grevernich zeigt hingegen in allen Tiefen signifikant linear fallende Trends. Vergleicht man hier die Anfangs- und Endwerte der linearen Trendgeraden, so ergeben sich folgende Abnahmen der Bodenfeuchte: -13,5 Vol % (5 cm) sowie -13,2 Vol % (20 und 50 cm).

    Gut zu erkennen ist, dass in Schöneseiffen die oberste Messtiefe von 5 cm deutlich trockener ist als die tieferen Messtiefen 20 cm und 50 cm. Hier liegen die Werte der Bodenfeuchte darüber hinaus recht nah bei einander. Auffällig sind die Werte der Jahre 2018, 2019 und 2020 mit deutlich niedrigeren Werten als beim Rest der Zeitreihe. Hier zeigt sich der Einfluss der Witterung der Jahre 2018 bis 2020 mit sehr hohen Temperaturen und geringen Niederschlägen, der sich insbesondere in den oberflächennahen Tiefen auswirkt. Gleichzeitig kann man erkennen, dass die Jahre 2015 und 2017 lokale Maxima (bei 20 cm besteht 2017 interessanterweise kein Maximum) der Bodenfeuchte zeigen.

     

    Mittlere Bodenfeuchte
    in Vol.%
    TrendMittelwertÄnderung
    Gevenich - 5 cm Tiefe (2012-2019)-f23,5-13,5
    Gevenich - 20 cm Tiefe (2012-2019)-f23,4-13,2
    Gevenich - 50 cm Tiefe (2012-2019)-f24,5-13,2
    Schöneseiffe - 5 cm Tiefe (2010-2020)kt27,6-
    Schöneseiffe - 20 cm Tiefe (2010-2020)kt33,6-
    Schöneseiffe - 50 cm Tiefe (2010-2020)kt33,7-
  • Legende Trendsymbole

    Trendbeschreibung

    kssteigender Trend
    kffallender Trend
    kuTrend mit Trendumkehr: zuerst fallend, dann steigend
    knTrend mit Trendumkehr: zuerst steigend, dann fallend
    kqfallender quadratischer Trend
    ktkein Trend

    Trendbewertung

    +s+f+u
    +n+q
    günstige Entwicklung
    -s-f-u
    -n-q
    ungünstige Entwicklung
    kskfku
    knkqkt
    keine Bewertung der Entwicklung möglich oder gleichzeitig günstige und ungünstige Entwicklungsaspekte vorhanden

     

  • Stärken des Indikators

  • Schwächen des Indikators

  • Weiterentwicklung des Indikators

  • Datenquellen / Ergänzungen

Handlungsfeld Boden

Schönseifen 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
5 cm Tiefe 28 26,7 27,3 27,2 28 29,1 28,9 31 27,3 25,7 24
20 cm Tiefe 35,4 33,2 34,2 33,4 35,2 37,4 35,1 33 31,3 31,1 30,7
50 cm Tiefe 33,9 33,2 34,3 32,9 36,2 38 35,3 36 31,2 30,5 29,7