HydroBodRekult.SLÖ: Wasserbezogene Ökosystemleistungen und hydrologische Funktionalität von rekultivierten Böden in Slowenien und Österreich
Projektleitung
Thomas Weninger
Forschungseinrichtung
Bundesamt für Wasserwirtschaft
Projektnummer
101913Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Der Verlust von Bodenressourcen durch die Ausbreitung von Städten, den Bergbau und die Ablagerung von Abfällen ist ein schnell wachsendes Problem in dicht besiedelten Ländern Mitteleuropas. Um dies zu kompensieren, werden Ökosysteme wiederhergestellt, indem künstliche Böden auf ehemaligen Bergbaugebieten, Deponien oder in städtischen Grünflächen angelegt werden. Die flächenmäßige Ausdehnung solcher wiederhergestellten Ökosysteme wird weithin unterschätzt, diese Flächen sind ein Faktor in der Landschaftszusammensetzung und beeinflussen die Bereitstellung von Ökosystemleistungen, insbesondere im Hinblick auf den Landschaftswasserhaushalt. Daher muss die hydrologische Funktionalität der künstlichen Böden bei der Planung und Pflege der wiederhergestellten Flächen berücksichtigt werden. Dafür fehlen Standardmethoden, und die Frage, wie diese hydrologische Funktionalität bewertet und anschließend optimiert werden kann, vorzugsweise zusammen mit den vielfältigen weiteren Ökosystemleistungen von Böden, ist langfristig aktuell, insbesondere in den Partnerländern Slowenien und Österreich.
In HydroBodRekult.SLÖ werden die Partnerinstitutionen (Bundesamt für Wasserwirtschaft, Universität Ljubljana) ihre langjährigen angewandten Erfahrungen in der Entwicklung, Bewertung und Überwachung der hydrologischen Funktionalität wiederhergestellter Böden kombinieren, um das Wissen und die Methodik zur Bewertung ihrer Kapazität für die Bereitstellung wasserbezogener Ökosystemleistungen zu verbessern. Auf der Grundlage der unterschiedlichen Erfahrungen der beiden Partner wird ein harmonisierter Versuchsplan mit Feld- und Laborexperimenten erarbeitet und an ausgewählten Pilotstandorten in beiden Ländern angewandt.
Schlagwörter (deutsch)
Technische Bodenkunde, Bodenhydrologie, Restaurierte Ökosysteme
Titel (englisch)
Water-related ecosystem services and hydrological functionality of restored soils in Slovenia and Austria
Abstract (englisch)
The loss of soil resources caused by urban spreading, mining and waste deposition is a rapidly rising problem of densely populated countries in Central Europe. To compensate, ecosystems are restored by installing artificial soils on former mining areas, landfills or in urban green spaces. The areal extent of such restored ecosystems is widely underestimated and these areas are a factor in landscape composition and influence ecosystem service provision, especially in terms of the landscape water balance. Hence, the hydrological functionality of the artificial soils needs to be considered in planning and maintaining the restored sites. Standard methods are lacking and how to assess and subsequently optimize this hydrological functionality, preferably together with the multiple further ecosystem services of soils, is an ongoing research question, especially in the partner countries Slovenia and Austria.
In the proposed project, the partner institutions will combine their long-term applied experience in the development, evaluation and monitoring of hydrological functionality of restored soils to progress the knowledge and the methodology for assessing their capacity for the provision of water-related ecosystem services. A harmonized experimental design including field and lab experiments will be formulated based on the different experiences of the two partners and applied on selected pilot sites in both countries.
Schlagwörter (englisch)
soil hydrology, restored ecosystems, technosols
Projektziele
- Einordnen von verschiedenen Formen von rekultivierten Böden anhand deren Kapazität, wasserbezogene Ökosystemleistungen zu erbringen im Vergleich mit anderen Ökosystemen
- harmonisierte Weiterentwicklung der methodischen Ansätze zur hydrologisch orientierten Bewertung der Ökosystemleistungen von rekultivierten Böden.
Praxisrelevanz
Die Degradation landwirtschaftlicher Flächen und der Verlust fruchtbarer Böden schreitet weltweit und insbesondere in dicht besiedelten Gebieten wie Mitteleuropa in alarmierendem Tempo voran. Infolgedessen gehen nicht nur die landwirtschaftlichen Produktionskapazitäten verloren, sondern auch die vielfältigen Funktionen und Ökosystemleistungen, die der Boden für die Zivilisation erbringt. Von großer Bedeutung ist die hydrologische Funktion, d. h. die Rückhaltung von Regenwasser, die Filterung von Wasser und die Speicherung von Wasser für die Transpiration von Pflanzen und die Kühlung der Landoberfläche. Vor allem in Mitteleuropa sind die Bodenverluste aufgrund von Bauprojekten besonders hoch. Die reichhaltigen mineralischen Sedimente der obersten Schichten werden für die Gründung menschlicher Infrastrukturen genutzt und bieten darüber hinaus Möglichkeiten zum lukrativen Abbau von Baumaterialien. Bodenqualität, Bodennutzung und Bodenwert sind eng miteinander verbunden. Je besser die Bodenqualität ist, desto mehr Bodennutzungen sind möglich, wobei die Konkurrenz zwischen den verschiedenen Sektoren größer ist. Da landwirtschaftliche Flächen in ländlichen Gebieten am weitesten verbreitet sind, sind sie oft die einzige verfügbare Freifläche für den Bau neuer Infrastrukturen.
Im Zuge dieser Entwicklung ist es oft notwendig, Teile des Bodens zu sanieren und die Funktionalität der Böden so weit wie möglich wiederherzustellen. Beispiele hierfür sind die Verfüllung von Minen, die Abdeckung von Deponien oder die Schaffung grüner Infrastrukturen wie Baumstandorte im städtischen Umfeld. Diese Ökosysteme werden auf wiederhergestellten oder künstlichen Böden aufgebaut, und ihre Dimensionen werden bei Versuchen, den Boden- oder Flächenzustand zu bewerten, oft vernachlässigt oder unterschätzt. In Österreich sind 61.000 Hektar mit Gruben, Deponien oder anderen künstlich geschaffenen Böden bedeckt, was 2% der österreichischen Siedlungsfläche entspricht. Die hydrologische Relevanz dieser Landnutzungstypen ist daher offensichtlich und eine gezielte Optimierung von Bodensanierungstechniken und -substraten hat ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen. Der Prozess der Bodensanierung ist jedoch teuer und zeitaufwändig und erfordert eine sorgfältige Planung und Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren und Sektoren. Zwei Arten von künstlichen Bodenökosystemen sind in dicht besiedelten Regionen wie Mitteleuropa besonders ausgeprägt und werden in diesem Projekt im Mittelpunkt stehen: die Sanierung von Deponien oder Bergbaugruben und städtische grüne Infrastrukturen (z. B. städtische Baumstandorte, Regenwasserrückhalteflächen). Bei der Wiederherstellung von Deckschichten von Rekultivierungsprojekten müssen zusätzliche Aspekte wie die Wasserrückhalteeigenschaften des Bodens berücksichtigt werden. Da auch der Bedarf an Grünflächen in städtischen Gebieten zunimmt, z. B. zur Anpassung und Abschwächung des städtischen Wärmeinseleffekts, wird der Boden als Lebensraum für Pflanzen benötigt, und je nach Zielort und Zweck werden technische Bodenmischungen benötigt. Es werden Bodenmischungen mit geeigneten chemischen, physikalischen, biologischen und geotechnischen Eigenschaften (d. h. physikalische Struktur) benötigt, die für die Wiederherstellung von Oberboden für verschiedene Zwecke (z. B. Bergbausanierung, Stadtbegrünung) geeignet sind und für die naturnahe Zusammensetzung funktioneller Bodenschichten verwendet werden können, die sich für die Rekultivierung eignen und das Wachstum von Pflanzen unterstützen. Daher ist eine angemessene Charakterisierung der verfügbaren Substrate und insbesondere ihre hydrologische Charakterisierung mit Hilfe geeigneter Methoden von größter Bedeutung.