Bodendegradation

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Als Bodendegradation wird die Verschlechterung der Bodenqualität nicht nur durch naturräumliche, sondern vor allem auch durch sozioökonomische Faktoren bezeichnet.[1] In ihrer Gesamtheit können Faktoren wie einseitiger Anbau, falsche Bewässerung, unverhältnismäßiger Einsatz von Pestiziden, intensive Bebauung oder übermäßige Nutzung die Belastungsgrenzen von Ökosystemen überschreiten, bis hin zum totalen Verlust von Flächen. Ohne einen funktionierenden Boden und Mikroorganismen die den Humuskreislauf und andere Ökosystemfunktionen aufrecht erhalten, sind die entsprechenden Diesntleistungen wie Schadstoffabbau, Recycling von Nährstoffen oder der Anbau von Felfrüchten nicht mehr gewährleistet.[1]

Aktuell gehen jedes Jahr 10 Mio. ha Ackerfläche verloren und bereits 2 Mrd. ha (~ 15 % der Landoberfläche) sind bereits stark degradiert, wovon wiederum ein Sechstel nicht mehr landwirtschaftlich genutzt werden kann. In Trockengebieten befördert Bodendegradation zudem die Desertifikation.[2]

Begriffe

Die Unterscheidung zwischen Landdegradation und Bodendegradation wird in der Literatur nicht einheitlich gehandhabt. So wird oftmals der Begriff der Bodendegradation der Landdegradation gleichgesetzt, obwohl nach UNEP/FAO LADA Definition die Begrifflichkeiten klar getrennt werden (siehe Abb. 1).[3]

Landdegradation umfasst im Allgemeinen alle negativen Auswirkungen auf die Bereitstellung ökosystemarer Güter und Dienstleistungen, also die Leistungsfähigkeit einer bestimmten Raumeinheit natürliche, wie auch sozio-ökonomische Güter und Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen. Ökosystemare Güter werden folglich als Produkte der Landeinheit definiert, die einen ökonomischen oder sozialen Wert erwirtschaften. Ökosystemdienstleistungen beinhalten das Aufrechterhalten der Biodiversität, wie auch der Kreislaufsysteme (Wasser, Kohlenstoff, Nährstoffe).[3][4] Bodendegradation beschreibt nach der Definition der FAO (2019) einen bestimmten Ausschnitt der Landdegradation (Degradation der bodenbasierten Ökosystemdienstleistungen bzw. -güter).

Abb. 1: Schematische Darstellung zu den Ausprägungen, Prozessen und Ursachen von Land­degradation und Boden­degradation, sowie deren begriffliche Trennung. Hartweg (2019) nach [1][4][5][6]

Nach Blaikie und Brookfield [7] wird Bodendegradation allgemein durch die Reduktion der Möglichkeiten eines Landschaftsausschnittes definiert, einer spezifischen Nutzung mittels einer definierten Form des Landmanagements nachzukommen. Die Geschwindigkeit in der Ausbildung von Bodendegradation und deren räumliche und qualitative Ausprägung hängen dabei von verschiedenen Faktoren ab. Darunter sind die Bodeneigenschaften selbst (Bodenart/Gefüge), das lokale Relief und Klima, wie auch die Intensität in der Nutzung durch den Menschen zu nennen.[8]

Neben einer Abgrenzung zwischen Land- und Bodendegradation, ist ebenfalls eine Unterscheidung in On-Site und Off-Site Folgen sinnvoll. On-Site Folgen entsprechen den am Ort selbst eintretenden Effekten der Bodendegradation. Darunter fallen beispielsweise die Abnahme der Bodenfruchtbarkeit, Zerstörung von Infrastruktur und Verunreinigung von Wasserstellen. Die Abnahme der Produktivität der Ackerflächen ist speziell im Fall von Kleinbauern von existenzieller Bedeutung.[5] Off-Site Folgen betreffen eine Gesellschaft/ Volkswirtschaft auf größerer Skala, abseits des verursachenden Landschaftsausschnittes. Diese umfassen unter anderem Sturzfluten/Erdrutsche, das Auffüllen von Reservoirs/Stauseen mit Sedimenten (und einer einhergehenden Abnahme der Produktivität) und eine teils drastische Verunreinigung der Wasserreserven.[5] Nach Steiner [8] überwiegen die Folgen der Off-Site Effekte denen der On-Site Effekte.

Ursachen

Die Ursachen von Bodendegradation durch Missmanagement fallen nach Lal (2001) in drei verschiedene anthropogene Bereiche (siehe Abb. 1).[6]

  • wirtschaftliche Ursachen u.A.: Abholzung, Misswirtschaft, Intensivierung
  • soziale Ursachen u.A.: Landrechte, Ungleichheit, Gesundheit, Demographie
  • politische Ursachen u.A.: Richtlinien, politische Instabilität, Korruption

Prozesse der Degradierung

Nach dem Global Assessment on Human Induced Soil Degradation (GLASOD) des Umweltprogrammes der Vereinten Nationen (UNEP), wird Bodendegradation in vier maßgebliche Prozessgruppen unterteilt: Erosion durch Wasser, Erosion durch Wind, chemische Degradierung und physikalische Degradierung.[5] In Abbildung 2 werden die einzelnen Prozessgruppen in ihren Anteilen aufgelistet. So ist ersichtlich, dass die Bodenerosion durch Wasser über alle Einteilungen hinweg den dominantesten Prozess repräsentiert.

Abb. 2: Einteilung der Ausprägungen/Prozesse der Boden­degradation nach ihrem Vorkommen. Der Prozess der Bodenerosion nimmt über alle Kontinente hinweg, wie auch auf globaler Skala, die dominierende Rolle ein. Hartweg (2019) nach [1][5]

Die Physikalische Degradierung umfasst die Gesamtheit der negativen Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften des Gesamtbodens. Zu diesen Eigenschaften können beispielsweise die Struktur, das Aggregatgefüge, wie auch die Permeabilität gezählt werden. Speziell in Industrienationen mit stark mechanisierten landwirtschaftlichen Methoden spielt die Bodenverdichtung (engl.: soil compaction) eine wichtige Rolle, da diese die Permeabilität für Wasser und Pflanzenwurzeln erheblich verschlechtern kann. Formen der Bodenverdichtung sind allerdings keineswegs auf industrielle Formen der Landwirtschaft beschränkt.[5] So kann es ebenfalls durch extensive Weidewirtschaft oder Kleinbauern zum sogenannten hardsetting kommen. Hardsetting beschreibt vollständige Verdichtung des Oberbodens zu einem harten, strukturlosen Gefüge, das bei Trockenheit beinahe unmöglich zu bearbeiten ist. Um auf diesen Flächen Landwirtschaft betreiben zu können, muss zunächst die Bodenstruktur wieder hergestellt werden. Durch Niederschläge nach Aussaat kann es allerdings zu einem erneuten Kollaps der Bodenstruktur kommen, die bei Aushärtung zu einer vollständigen Verhinderung der Keimung führen kann.[9] Eine nicht-maschinelle Bearbeitung ist bei stark betroffenen Böden beinahe unmöglich, wodurch diese oft zu badlands degradieren.[5]

Unter chemischer Degradierung werden im Allgemeinen die Prozesse des Nährstoffverlustes, der Versauerung mit Aluminiumanreicherung und der Versalzung zusammengefasst. Ebenfalls wird von der zitierten Literatur abhängig) der Abbau und die Präsenz von organischer Substanz mit berücksichtigt. Nach Sanchez und Logan (1992) sind vom Prozess der Nährstoffauswaschung besonders Tropenböden betroffen.[10] So sind 36 % (1,7 Milliarden Hektar) tropischer Böden auf einem aus Sicht der Nährstoffverfügbarkeit niedrigem Niveau und enthalten < 10 % verwitterbaren Mineralanteil in den Korngrößenfraktionen Sand und Schluff. Bei Böden in humiden Gebieten kann durch fortschreitende Versauerung und Anreicherung mit Aluminiumoxiden eine Phosphatfixierung eintreten, wodurch dieses Pflanzen nicht mehr zur Verfügung steht.[10] Ebenso müssen durch landwirtschaftliche Aktivitäten entnommene Nährstoffe ersetzt werden. Beispielsweise werden dem Boden bei einer Maisernte von 2 t/ha, 40 kg Stickstoff, 30 kg Phosphorpentoxid und 50 kg Kaliumoxid entnommen. Die erneute Anreicherung mit mineralischen Düngern reicht allerdings oft nicht aus. Ebenfalls muss auf das Vorhandensein von organischen Bestandteilen geachtet werden. Diese spielen bei Böden mit Zweischichttonmineralen eine entscheidende Rolle bei der Formung der Kationenaustauschkapazität.[8][10] Die Anreicherung von Aluminiumoxiden stellt nicht nur durch eintretende Phosphatfixierung einen negativen Faktor dar. So wirken hohe Aluminiumoxidkonzentrationen (in oft stark versauerten Böden, pH < 5.5) phytotoxisch und behindern massiv die Aufnahme von Nährstoffen und Wasser über die Wurzeln.[10]

Bodenerosion wird definiert als das Loslösen, den Transport und die Deposition von Bodenpartikeln durch Wasser und Wind. In der langen Frist stellt sich dadurch ein stabiler Zustand mit geringen Erosionsraten ein.[8][6] Unterschieden wird zwischen einer natürlichen Bodenerosion (engl.: geological erosion) und der vom Menschen induzierten Erosion (engl.: accelerated erosion). Natürliche Bodenerosion entsteht im größeren Maßstab durch Naturkatastrophen, tektonische Verschiebungen und klimatische Veränderungen. Ähnlich einer menschlich-induzierten Erosion werden dabei die Auflage (beispielsweise bei Waldbränden), die Topographie (Abbruchstellen), oder lokale klimatische Gegebenheiten verändert. Vereinfacht lassen sich Erosionsevents auf Veränderungen der Landnutzung / Landbedeckung (LUC, engl.: land use change), Topographie und Bodeneigenschaften zusammenfassen. Der Mensch ist folglich in der Lage, den Prozess der Bodenerosion zu beschleunigen, aber auch zu verhindern.[5][8]

Durch den eintretenden Klimawandel muss ebenfalls der Faktor eines sich ändernden Klimas mit einbezogen werden, beispielhaft durch eine Veränderung in der Häufigkeit und Intensität von Extremniederschlagsereignissen.[11] Bodenerosion muss als selektiver Prozess betrachtet werden. So wird zunächst der (aus landwirtschaftlicher Sicht) besonders wertvolle Oberboden erodiert, der die organische Substanz und einen Großteil der pflanzenverfügbaren Nährstoffe enthält. So können bereits geringe quantitative Mengen erodierten Materials zu signifikanten Reduktionen in der Produktivität der betrachteten Bodeneinheit führen.[5] Werden nun die Faktoren untersucht, die zu Bodenerosion führen, muss zwischen der Erosivität und Erodibilität unterschieden werden. Der Faktor der Erosivität bezieht sich im Fall von Bodenerosion durch Wasser, auf das Potential der Wassereinheit Bodenerosion auszulösen. Maßgebliche Faktoren sind hier die Menge und Intensität (~ Energie), die die einzelnen Regentropfen beim Aufprall besitzen (engl.: rain-splash). Erodibilität bezieht sich auf die Vulnerabilität des Bodens erodiert zu werden. Hierbei sind Bodeneigenschaften wie Textur, Permeabilität und SOM von entscheidender Rolle. Der effektivste Schutz vor Erosion (damit häufig zur Erodibilität hinzugezählt) wird durch eine Pflanzenauflage über dem Boden gewährleistet.[5]

Aktuelle Situation

Nach Angaben der FAO (Stand 2014) sind auf globaler Ebene bereits 33 % der verfügbaren Ackerflächen mittel bis schwer degradiert.[12]

Referenzen

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 Oldeman, L (1994): The global extent of soil degradation. In: Greenland, D., Szaboles, I. (Hrsg.): Soil resilience and sustainable land use. 19-36.
  2. Umweltbundesamt (Hrsg.) (2015): Stark gefährdet – der Boden unter unseren Füßen. Daten und Fakten zum Thema Boden – national bis global. URL: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/stark-gefaehrdet-der-boden-unter-unseren-fuessen (Stand: 11.08.2020)
  3. 3,0 3,1 Biancalani, R., Nachtergaele, F., Petri, M., Bunning, S. (2013): LADA: Landdegradation assessment in drylands. URL: http://www.fao.org/3/a-i3241e.pdf (Stand: 14.06.2019).
  4. 4,0 4,1 FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) (Hrsg.) (2019): FAO Soils Portal. Soil Degradation. URL: http://www.fao.org/soils-portal/soil-degradation-restoration/en/ (Stand: 15.06.2019).
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 Haile, M., Herweg, K., Stillhardt, B. (2006): Sustainable Land Management – A new approach to Soil and Water Conservation in Ethiopia. CDE/NCCR.
  6. 6,0 6,1 6,2 Lal, R. (2001): Soil Degradation by Erosion. In: Land Degradation and Development Vol. 12 (2001). 519-539.
  7. Blaikie, P., Brookfield, H. (1987): Land degradation and society. Methuen.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 Steiner, K (1996): Causes of Soil Degradation and Development Approaches to Sustainable Soil Management. Markgraf.
  9. Mullins C., MacLeod D., Northcote K., Tisdall J., Young I. (1990): Hardsetting Soils: Behavior, Occurrence, and Management. In: Lal, R., Stewart, B. (Hrsg.): Advances in Soil Science, Vol. 11(1990). 37-108.
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 Sanchez, P., Logan, T. (1992): Myths and Science about the Chemistry and Fertility of Soils in the Tropics. In: Lal, R., Sanchez, P., Smith, J. (Hrsg.): Myths and Science of Soils of the Tropics. SSSA, 35-46.
  11. Karlen, D., Rice, C. (2015): Soil Degradation: Will Humankind ever learn? In: Sustainability Vol. 7 (2015). 12490-12501.
  12. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) (Hrsg.) (2014): Building a common vision for sustainable food and agriculture. URL: http://www.fao.org/3/a-i3940e.pdf (Stand: 11.06.2019)

Weiterführende Informationen und Literatur

Autor:innen

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Dieser Artikel wurde erstellt von:
Benedikt Hartweg, Philipp Maly