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Bodenerosion
Unter Bodenerosion wird der Abtrag von Bodenmaterial durch Wasser oder Wind verstanden. In Rheinland-Pfalz dominiert bisher die Erosion durch Wasser. Aufgrund längerer Trockenphasen könnte in Zukunft auch die Bodenerosion durch Wind eine größere Rolle in Rheinland-Pfalz spielen. Bodenerosion wird durch Extremereignisse wie Starkniederschläge oder lang andauernde Niederschlagsereignisse ausgelöst. Ob es zu Erosionsereignissen kommt, wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst. Einer dieser Faktoren ist beispielsweise die Vegetationsbedeckung. Bei einer geschlossener Pflanzendecke tritt Bodenerosion erst bei deutlich höheren Niederschlagsintensitäten/-mengen auf als bei lückenhafter Vegetation oder gar auf Brachflächen. Auch der Wassergehalt des Bodens unmittelbar vor einem Niederschlagsereignis ist ausschlaggebend. Weitere Faktoren sind die Bodenart, der Humusgehalt oder die Hangneigung und Hanglänge des Standorts.
Durch den Klimawandel wird sich das Erosionsrisiko erhöhen, da es besonders im Sommerhalbjahr häufiger zu Starkniederschlägen mit hohen Niederschlagsintensitäten kommen kann. Verstärkt wird dies durch trockenheitsbedingte Lücken in der Vegetation und längeren Zeiträumen ohne Bodenbedeckung zwischen Ernte und Einsaat auf Ackerflächen. Auch eine intensivere Austrocknung des Bodens an der Oberfläche durch zunehmende Temperaturen und längere trockenpahsen im Sommerhalbjahr erhöht das Erosionsrisiko. Da bei der Bodenerosion vor allem Feinmaterial aus den obersten Zentimetern des Bodens abgetragen wird, geht dies mit Humus- und Nährstoffverlusten einher.
Der Klimawandel verstärkt die Bodenerosion
In Rheinland-Pfalz liegen – wie in den meisten Bundesländern – die für eine landesweite Erosionsmodellierung benötigten bodenkundlichen Eingangsdaten (z.B. Oberflächenrauhigkeit) nicht flächendeckend vor. Daher wird auf den Ansatz der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung (SCHWERTMANN et al. 1987) zurückgegriffen:
A = R • K • L • S • C • P
Es bedeuten: A: langjähriger, mittlerer jährlicher Bodenabtrag als zu errechnende Größe, R: Regen- und Oberflächenabflussfaktor, K: Bodenerodierbarkeitsfaktor, L: Hanglängenfaktor, S: Hangneigungsfaktor, C: Bedeckungs- und Bearbeitungsfaktor, P: Erosionsschutzfaktor.
Der Regen- und Oberflächenabflussfaktor R und der Bedeckungs- und Bearbeitungsfaktor C sind klimaabhängig. Als Indikator für eine Klimaveränderung kann der R-Faktor herangezogen werden. Auf Grundlage von Radardaten des Deutschen Wetterdiensts (RADKLIM) ist auf der folgenden Abbildungen die Entwicklung des mittleren jährlichen R-Faktors für die Jahre 2001 bis 2023 dargestellt. Es lässt sich eine leichte Zunahme der Regenerosivität beobachten. Die Zeitreihe ist allerdings noch zu kurz um eine gesicherte statistische Aussage über die Zunahme der Regenerosivität in Rheinland-Pfalz zumachen.
Weitere Zunahme in konvektionserlaubenden Projektionen erkennbar
Auf Grundlage von Klimaprojektionen lassen sich anhand der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung Änderungen der Regenerosivität projezieren. Bisher stehen allerdings nur wenige Klimaprojektionen in einer hohen zeitlichen Auflösung zur Verfügung, um den R-Faktor auch für die Zukunft zu berechnen. Als Beispiel wird hier das Ergebnis einer Simulation mit dem CCLM-Model für Rheinland-Pfalz gezeigt. Die linke Karte zeigt die Berechnung des R-Faktors auf Basis von Radardaten des Deutschen Wetterdienstes für den Zeitraum 2001-2023. Die mittlere Karte zeigt die Berechnung des R-Faktors auf Basis der Klimamodelldaten für den Zeitraum 1971-2000 (Referenzperiode). Die Rechte Karte zeigt die Projektion des R-Faktors für die nahe Zukunft (2021-2050). Dieses Beispiel zeigt eine Zunahme des R-Faktors in der Zukunft.