Wenn Forscher den Zustand der Böden der Welt genauer studieren und modellieren wollen, stoßen sie schnell auf ein Problem: Weltweit gibt es Tausende von Bodenkarten, doch die sind verteilt auf diverse Archive. Zudem nutzen Bodenkundler von Land zu Land eine unterschiedliche Systematik für die Darstellungen. Es ist schwer, die darin enthaltenen Informationen zusammenzuführen und einheitlich nutzbar zu machen.
"Viele andere Projekte zum Beispiel in der Biodiversität, in digitalen Geländemodellen oder in der Klimamodellierung sind da viel weiter, und haben da viel mehr aufgeschlossen zu einem standardisierten und homogenisierten Produkt. Wir als globale Bodenkunde-Gemeinschaft haben da einen enormen Nachholbedarf."
Hannes Reuter ist Geoökologe am Weltbodeninformationszentrum ISRIC an der Universität Wageningen in den Niederlanden. Dort leitet er ein weltweit einmaliges Projekt. Es heißt Globalsoilmap.net. Dahinter steht die Idee, erstmals eine digitale globale Bodenkarte zu erstellen, die alle Böden der Welt nach einer einheitlichen Methode beschreibt – und deren Daten zugleich leicht mit anderen verknüpft und verrechnet werden können.
"Alle unsere Modelle – ob es um den Bereich Klimawandel geht oder jeglichen anderen Bereich – benötigen Werte, um die Modellläufe durchzuführen. Und mit quantitativen Werten können wir das tun, mit qualitativen Werten ist das sehr schwierig."
Bisher erfassen Bodenkarten die Daten meist nur qualitativ. Das heißt: Böden werden je nach ihrem Aussehen und ihrer Entstehungsgeschichte mit einem Namen bezeichnet. Ein Beispiel ist Cambisol, was unserer heimischen Braunerde entspricht. Etwa 30 verschiedene Grundtypen an Boden werden weltweit unterschieden – mit vielen weiteren Unterklassen. In die herkömmlichen Bodenkarten werden sie auf Basis der Analyse von Bodenprofilen, aber auch persönlichen Einschätzungen der Bodenkundler eingezeichnet. Reuter:
"Und das ist nicht wirklich objektiv. Das versucht jetzt eben Globalsoilmap.net mit seinen Produkten zu machen, dass wir einen objektiven Datensatz haben, nicht basierend auf Klassifikationen, sondern auf quantitativen Parametern."
Globalsoilmap.netlegt über die gesamte Landfläche der Erde ein Raster mit einem Punktabstand von 90 Meter. Für jeden dieser Punkte werden zehn Bodenparameter erfasst: darunter Sand-, Schluff- und Tongehalt, die organische Bodensubstanz, der pH-Wert und verfügbare Nährstoffe – und das nicht nur in der obersten Bodenschicht, sondern in mehreren Stufen bis in zwei Meter Tiefe.
"Das sind zehn Parameter, die nötig sind für unsere quantitativen Modellierungsansätze, um diese gut durchzuführen."
Die große Herausforderung liegt darin, Globalsoilmap.net mit Daten in einer so hohen räumlichen Auflösung zu füllen. Es ist ja nicht möglich, für so ein Projekt weltweit Millionen neuer Bodenproben zu ziehen und zu analysieren. Hannes Reuter entwickelt Methoden, mit denen die qualitativen Informationen aus klassischen Bodenkarten digitalisiert und in ein parametrisches Datenformat gebracht werden können. Vorhandene Messdaten aus Bodenprofilen dienen dabei als punktuelle Referenz. Mithilfe geostatistischer Modelle werden diese auf die umliegenden Rasterpunkte in der Fläche übertragen.
"Manchmal haben wir auch das Problem, dass wir eigentlich überhaupt gar keine Bodendaten haben für ein bestimmtes Gebiet. Da gibt es den Ansatz, des so genannten Homo Soil. Er beruht darauf das wir versuchen ähnliche Gebiete von der gleichen Landschaft mit dem gleichen Klima, mit dem gleichen Ausgangsgestein auf der Welt zu finden, um praktisch dort Bodendaten von dem einen Punkt, wo wir etwas wissen, zu extrapolieren zu einem Punkt, wo wir es nicht wissen."
Bis das Bild der Haut der Erde in Globalsoilmap.net komplett sein wird, werden noch einige Jahre vergehen. Dann aber sollen die Daten für jedermann übers Internet frei zugänglich sein. Für Wissenschaft und Politik könnten sie zu einer wichtigen Planungs- und Entscheidungshilfe werden.
"Viele andere Projekte zum Beispiel in der Biodiversität, in digitalen Geländemodellen oder in der Klimamodellierung sind da viel weiter, und haben da viel mehr aufgeschlossen zu einem standardisierten und homogenisierten Produkt. Wir als globale Bodenkunde-Gemeinschaft haben da einen enormen Nachholbedarf."
Hannes Reuter ist Geoökologe am Weltbodeninformationszentrum ISRIC an der Universität Wageningen in den Niederlanden. Dort leitet er ein weltweit einmaliges Projekt. Es heißt Globalsoilmap.net. Dahinter steht die Idee, erstmals eine digitale globale Bodenkarte zu erstellen, die alle Böden der Welt nach einer einheitlichen Methode beschreibt – und deren Daten zugleich leicht mit anderen verknüpft und verrechnet werden können.
"Alle unsere Modelle – ob es um den Bereich Klimawandel geht oder jeglichen anderen Bereich – benötigen Werte, um die Modellläufe durchzuführen. Und mit quantitativen Werten können wir das tun, mit qualitativen Werten ist das sehr schwierig."
Bisher erfassen Bodenkarten die Daten meist nur qualitativ. Das heißt: Böden werden je nach ihrem Aussehen und ihrer Entstehungsgeschichte mit einem Namen bezeichnet. Ein Beispiel ist Cambisol, was unserer heimischen Braunerde entspricht. Etwa 30 verschiedene Grundtypen an Boden werden weltweit unterschieden – mit vielen weiteren Unterklassen. In die herkömmlichen Bodenkarten werden sie auf Basis der Analyse von Bodenprofilen, aber auch persönlichen Einschätzungen der Bodenkundler eingezeichnet. Reuter:
"Und das ist nicht wirklich objektiv. Das versucht jetzt eben Globalsoilmap.net mit seinen Produkten zu machen, dass wir einen objektiven Datensatz haben, nicht basierend auf Klassifikationen, sondern auf quantitativen Parametern."
Globalsoilmap.netlegt über die gesamte Landfläche der Erde ein Raster mit einem Punktabstand von 90 Meter. Für jeden dieser Punkte werden zehn Bodenparameter erfasst: darunter Sand-, Schluff- und Tongehalt, die organische Bodensubstanz, der pH-Wert und verfügbare Nährstoffe – und das nicht nur in der obersten Bodenschicht, sondern in mehreren Stufen bis in zwei Meter Tiefe.
"Das sind zehn Parameter, die nötig sind für unsere quantitativen Modellierungsansätze, um diese gut durchzuführen."
Die große Herausforderung liegt darin, Globalsoilmap.net mit Daten in einer so hohen räumlichen Auflösung zu füllen. Es ist ja nicht möglich, für so ein Projekt weltweit Millionen neuer Bodenproben zu ziehen und zu analysieren. Hannes Reuter entwickelt Methoden, mit denen die qualitativen Informationen aus klassischen Bodenkarten digitalisiert und in ein parametrisches Datenformat gebracht werden können. Vorhandene Messdaten aus Bodenprofilen dienen dabei als punktuelle Referenz. Mithilfe geostatistischer Modelle werden diese auf die umliegenden Rasterpunkte in der Fläche übertragen.
"Manchmal haben wir auch das Problem, dass wir eigentlich überhaupt gar keine Bodendaten haben für ein bestimmtes Gebiet. Da gibt es den Ansatz, des so genannten Homo Soil. Er beruht darauf das wir versuchen ähnliche Gebiete von der gleichen Landschaft mit dem gleichen Klima, mit dem gleichen Ausgangsgestein auf der Welt zu finden, um praktisch dort Bodendaten von dem einen Punkt, wo wir etwas wissen, zu extrapolieren zu einem Punkt, wo wir es nicht wissen."
Bis das Bild der Haut der Erde in Globalsoilmap.net komplett sein wird, werden noch einige Jahre vergehen. Dann aber sollen die Daten für jedermann übers Internet frei zugänglich sein. Für Wissenschaft und Politik könnten sie zu einer wichtigen Planungs- und Entscheidungshilfe werden.