Bodenfunktionen und ihre Dynamik

Verknüpfung von biotischen und abiotischen Prozessen für die Modellierung des Bodens als komplexes System und zur Vorhersage von Änderungen der Bodenfunktionen.

Ein wesentliches Ziel von BonaRes ist es, die Auswirkungen der landwirtschaftlichen Bodennutzung auf wichtige Bodenfunktionen wie Biomasseproduktion, Wasserspeicherung und Wasserqualität, Lebensraum für Organismen, Speicherung von Kohlenstoff und das Recycling von Nährstoffen vorherzusagen. Alle diese Funktionen hängen von einer Vielzahl von Bodenprozessen und deren Wechselwirkungen ab, welche sehr empfindlich auf landwirtschaftliche Bewirtschaftungsverfahren reagieren können. Diese Prozesse sind für verschiedene Bodentypen sehr unterschiedlich weshalb die Bewertung der Bodenfunktionen standortspezifisch erfolgen muss. Als wichtiges Ergebnis von BonaRes sollen wissenschaftlich fundierten Vorhersagen über die Wirkung von landwirtschaftlichen Maßnahmen auf die Bodenfunktionen für politische Entscheidungsträger und Landwirte zur Verfügung gestellt werden.

Um dieses Ziel zu erreichen, entwickeln wir ein systemisches Bodenmodell, das BODIUM-Modell, das die komplexen Wechselwirkungen zwischen physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen in Böden nach dem Stand unseres Wissens darstellt. Die Modellentwicklung wird durch den Aufbau einer Literaturdatenbank, der BonaRes Knowledge Library, unterstützt, die eine Analyse des Wissens über Bodenprozesse strukturiert nach Standortmerkmalen ermöglicht. Das Bodenmodell berechnet standortspezifische Veränderungen der Bodeneigenschaften auf der Skala von Bodenprofilen. Einige dieser Eigenschaften werden als geeignete Indikatoren für die Bewertung von Bodenfunktionen identifiziert. Für die regionale Bewertung dieser Bodenfunktionen unterscheiden wir funktionale Bodentypen und Klimaregionen, so dass die boden- und standortspezifischen Modellergebnisse auf die Landschaftsebene übertragen werden können.