Die tagesaktuellen Messungen zur Bodenfeuchte an den Messtationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD)
Die Bodenfeuchte – ein zentraler Indikator zur Bewertung des aktuellen Zustands landwirtschaftlich genutzter Böden
Wasserhaltevermögen und Feldkapazität sind wichtige Parameter in der hydrologischen Charakterisierung landwirtschaftlich genutzter Böden. Sie sind abhängig von der Bodenart, also davon, ob es sich etwa mehr um „sandigen Lehm“ (schweren Boden) oder mehr um „lehmigen Sand“ (leichten Boden) handelt – so die Terminologie des Deutschen Wetterdienstes (DWD). Sie bestimmen zum einen die ökologischen Eigenschaften des Bodens, zum anderen aber auch, wie gut sich ein Boden überhaupt ackerbaulich bewirtschaften und bearbeiten lässt.
Grundsätzlich weiß der Landwirt das alles, er kennt seinen Boden. Was er nicht von vornherein weiß, ist, ob sein Boden, der schon wieder staubtrocken aussieht, auch in diesem Jahr wieder auf eine Dürre zusteuert, die seine Ernte vernichten wird. Wenn er es mit einem sogenannten Minutenboden zu tun hat, könnte der auch so steinhart sein, dass er ihn gar nicht bearbeiten kann. Oder die Wasserlachen, die er in den Senken sieht, könnten ihm bedeuten, dass er mit seinem Trecker darin versinken wird, wenn er ihn zur Bearbeitung heute befahren will. Aber auch ohne solche Extreme wird der Bauer eine bis in die Tiefe reichende Bodenverdichtung durch eine Befahrung zum falschen Zeitpunkt vermeiden wollen.
Es wäre wünschenswert, um nicht zu sagen, äußerst nützlich für seine Arbeitsplanung, wenn der Bauer einen Indikator hätte, der ihm erlaubte, die Situation auf seinem Land und den Zustand seines Bodens aktuell einzuschätzen und im Tages- oder Wochentakt zu verfolgen.[1]
[1] Aus den Diskussionen zwischen Wissenschaftlern und Landwirten haben wir inzwischen gelernt, dass es dabei nicht um den Bodenzustand als solchen, sondern – etwa wie beim Bodenschutz – um den Erhalt der Bodenfunktionen geht.
Erst recht in Zeiten des Klimawandels, wo sich eine Verschiebung der Klimazonen oder Jahreszeiten immer deutlicher abzeichnet, gepaart mit immer stärkeren Extremwetterlagen wie anhaltenden Dürreperioden oder Extremwetterereignissen wie Starkregen und Gewitter, die an einem Tag – und das immer häufiger – den halben Acker fortspülen (Bodenerosion) oder das Erntegut verhageln (Ernteschäden), wird der Ruf nach hydrologischen Bodenparametern, die Indikatorcharakter haben, immer lauter.
Kurzum, der Bauer möchte wissen, wie es unter der Grasnarbe oder der Ackerkrume aussieht, wie hoch aktuell der Anteil der nutzbaren Feldkapazität seines Bodens ist, sprich der Vorrat an Bodenwasser, der dem Weidegras oder den Pflanzen, die er angebaut hat, in einer Tiefe von bis zu einem halben oder einem Meter, d. h. der Wurzeltiefe, zur Verfügung steht.
Die Bodenfeuchte ist ein Maß für das verfügbare Wasser (vW) im Boden und für die nutzbare Feldkapazität (nFK). Sie wird durch die Niederschlagsmenge (RR) und die reale Verdunstung (Verd) bestimmt und hat einen solchen Indikatorcharakter.
Die Schwierigkeit: Die Bodenfeuchte in der Tiefe ist klassisch nur durch Bodenproben oder Sonden messbar, die man vor Ort aus dem Bodenprofil zieht bzw. darin einbringt (invasive Messung). Und auch dann hat man nur eine Punktmessung. Großräumig, also per Fernerkundung zum Beispiel mit Hyperspektralsensoren und Satellitenbild, ist sie eine modellierte Größe und nur indirekt „messbar“, etwa durch Rückschluss aus der messbaren Bodentemperatur oder aus dem Wachstumsfortschritt der Pflanzen anhand des Vegetationsindexes. Ansonsten sieht man per Reflexion oder Rückstreuung nur das Wasser an der Oberfläche oder – etwa mit Radar – in nur wenigen Zentimetern Tiefe. Ein aktuelles Beispiel sind Satellitenbilder von den Sentinel-1-Satelliten mit C-Band-Synthese-Apertur-Radar-Sensoren bei 6 cm Wellenlänge (C-SAR) mit einer Eindringtiefe bis maximal 5 cm, welche selbst wieder mit dem Wassergehalt variiert.
Bodenfeuchte-Messungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD)
Der Deutsche Wetterdienst (DWD) geht einen Mittelweg und versucht mit Hilfe seines landesweiten Netzes an Messtationen, die Lücke zwischen Punkt- und Flächenmessung zu schließen. Dazu verwendet er ein eigenes Wasserbilanzmodell für den Boden, das Niederschlag und reale Verdunstung verbindet, und berechnet auf zwei Standardbodenarten reduziert (die wir oben schon zitiert haben), unter Berücksichtigung des konkreten Pflanzenbewuchses sowie aller aktuellen Wetterdaten ein modellhaftes Bodenfeuchteprofil am Messort, das den verfügbaren Wassergehalt (vW) in Form der relativen nutzbaren Feldkapazität (% nFK) für eine Tiefe von 0–60 cm angibt. Die Profile für die beteiligten Messtationen werden tagesaktuell auf einer Webseite des DWD online gestellt. Sie sind jeweils als Zeitreihe über zehn Tage mit den dazugehörigen Daten in Form einer Graphik abrufbar. Darüber hinaus werden sie in Form zweier Landkarten interpoliert, die die aktuelle Bodenfeuchtesituation in Deutschland quasi flächendeckend wiedergeben:
| www.dwd.de/DE/leistungen/bodenfeuchte/bodenfeuchte.html Wir geben hier das aktuelle Beispiel für Potsdam wieder (© DWD): |  |
Und dies ist die aktuelle Bodenfeuchtesituation in Deutschland (© DWD / Geobasisdaten: © BKG):
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Die aktuellen Daten zur Bodenfeuchte an den Messtationen des DWD
Um Ihnen einen Überblick zu ermöglichen, haben wir die in Sachen Bodenfeuchte aktiven Messtationen des DWD auf einer Übersichtskarte plaziert und dort für Sie erreichbar gemacht, und zwar zunächst für die Bundesländer Rheinland-Pfalz und Berlin/Brandenburg, weil wir dort im Rahmen von KlimAgrar in Zusammenarbeit mit Cosmic Sense🕸 auf Standorten der Projekte SoFI und BewAMo eigene Messungen vornehmen, um die bestehende Lücke zwischen Punkt- und Flächenmessungen auf einer weiteren Größenskala zu schließen.
 | Klick auf ein Bundesland! (zur Zeit Rheinland-Pfalz, Brandenburg oder Schleswig-Holstein) und dann auf eine DWD-Messtation (blau)! Zurück von dort mit „Browserfenster rückwärts“! |
Jahresverlauf der Bodenfeuchte in Deutschland
2019, 2020, 2021 – die letzten drei Jahre im Vergleich
Auflösung: 1 km2 · Stand: 31-Dez-2021 – © DSH, 2022 (MP4, 06:40 min, FullHD, 78 MB)
Verlauf der Bodenfeuchte im Kalenderjahr 2021
Inzwischen liegen die Daten für das gesamte Kalenderjahr 2021 vor. Mittelwert über die Fläche bei einer Auflösung von 1 km2 für ganz Deutschland (blaue Linie) mit Standardabweichung (Schraffur) und Minimum- und Maximumwerten pro Kalendertag. Die rote Punktlinie zeigt den geglätteten Verlauf durch das Jahr, die schwarze Punktlinie den über 31 Jahre gemittelten Jahresverlauf 1991–2021.
Danach lag die Bodenfeuchte in Deutschland bis Mitte Mai in diesem Jahr zumeist etwas unter dem langjährigen Mittel, den Sommer hindurch dafür dann beträchtlich darüber und ab dem Herbst wieder darunter. (Stand: 31-Dez-2021 – © DSH, 2022)
Zeitreihentrends für die Entwicklung der mittleren Bodenfeuchte in Deutschland von 1991 bis 2021
Deutschland gesamt (schwarz), Nordwestdeutschland (rot), Nordostdeutschland (gelb), Süddeutschland (blau)
Die Trends zeigen, dass die mittlere Bodenfeuchte in Deutschland in den letzten dreißig Jahren um 8,5 %-Punkte abgenommen hat. (Stand: 31-Dez-2021 – © DSH, 2022)
