Bodennamen nach World Reference Base for Soil Resources (WRB) werden automa-tisiert aus Profilbeschrieben nach Boden-kundlicher Kartieranleitung (Ad-hoc AG BODEN 2005, weiter als KA 5) und Labor-daten abgeleitet. Die Datenbankanwen-dung wurde mit einen umfangreichen Pro-fildatensatz aus dem Fachinformations-system Bodengeologie des Landesamtes für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Bran-denburg getestet. Über 90 Prozent richtig erkannte Diagnostika und Namenselemen-te der WRB zeigen das Potential des im-plementierten Verfahrens. Die MS Access-Anwendung ist frei zugänglich unter: www.bgr.bund.de/uebersetzungsschluessel

Bauriegel, Albrecht

Eberhardt, Einar

Kühn, Dieter

Schad, Peter

German

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  Tagungsbeitrag zu: Jahrestagung der DBG, Kommission V Titel der Tagung: Böden – Lebensgrundlage und Verantwortung Termin und Ort der Tagung: 7.-12. September 2013, Rostock Berichte der DBG (nicht begutachtete online Publikation) http://www.dbges.de Ableitungsschlüssel WRB 2007 aus Bo-dendaten nach KA 5 Einar Eberhardt1, Peter Schad2, Dieter Kühn3, Albrecht Bauriegel3 Zusammenfassung Bodennamen nach World Reference Base for Soil Resources (WRB) werden automa-tisiert aus Profilbeschrieben nach Boden-kundlicher Kartieranleitung (Ad-hoc AG BODEN 2005, weiter als KA 5) und Labor-daten abgeleitet. Die Datenbankanwen-dung wurde mit einen umfangreichen Pro-fildatensatz aus dem Fachinformations-system Bodengeologie des Landesamtes für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Bran-denburg getestet. Über 90 Prozent richtig erkannte Diagnostika und Namenselemen-te der WRB zeigen das Potential des im-plementierten Verfahrens. Die MS Access-Anwendung ist frei zugänglich unter: www.bgr.bund.de/uebersetzungsschluessel. WRB, KA 5, automatisierte Klassifizierung Einleitung Die World Reference Base for Soil Re-sources (WRB; IUSS WORKING GROUP WRB 2006, 2007) ist die im internationalen wissenschaftlichen wie im EU-Kontext in der Politikberatung zu verwendende Bo-                                                     1 Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), B2.2 Informationsgrundlagen Grundwasser und Boden, Hannover. einar.eberhardt@bgr.de 2 TU München, Lehrstuhl für Bodenkunde, Freising-Weihenstephan 3 Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) Brandenburg, Dez. 11 Bodengeologie denklassifikation. Um den Arbeitsaufwand für die Reklassifizierung der in Deutsch-land nach KA 5 beschriebenen und der deutschen Systematik eingeordneten Bo-denprofile zu reduzieren, wurde eine Soft-ware auf Basis von MS Access entwickelt, die frei von der Homepage der BGR her-untergeladen und als lokale Datenbankan-wendung genutzt werden kann (Internet-Adresse s. Zusammenfassung). Die grund-sätzliche Herangehensweise ist bei EBER-HARDT et al. (2011) beschrieben. Ableitungsschlüssel KA5/WRB 2007 Die automatisierte Ableitung des Boden-namens folgt der Logik der WRB: die 32 Referenzbodengruppe (RSG) wird mithilfe eines Schlüssels bestimmt; die hierfür not-wendige Bestimmung der vorhandenen von den 65 diagnostischen Horizonten, Eigenschaften und Materialien wird vorge-nommen, wenn sie für eine Entscheidung benötigt werden. Für die zweite Ebene der Klassifikation sind sog. Qualifier beizufü-gen, deren Bedeutung mit ein oder mehre-ren Specifiern modifiziert werden kann. Diese werden je nachdem, wie für die je-weilige RSG vorgesehen, geprüft. Für je-des Diagnostikum und jedes Namensele-ment existiert ein graphisches Ableitungs-schema. Diese sind als Erläuterung der Datenbankanwendung beigefügt.  Von den nach KA 5 aufzunehmenden Pa-rametern werden drei Standort- bzw. Pro-filparameter und 35 horizontbezogene Pa-rameter, zum Teil mit Mehrfachnennung und Zusatzinformationen zu Erschei-nungsform, Ausprägungsgrad, Flächen-anteil und Größe, ausgewertet. Hinzu kommen sieben Geländemessungen bzw. -bestimmungen sowie 54 Laborparameter. Diese hohe Zahl erklärt sich daraus, dass die Ableitung zunächst immer mit den zu-verlässigeren oder von der WRB gefor-derten Parametern versucht wird. Liegen diese Daten nicht vor, wird schrittweise auf   weniger zuverlässige Ableitungen zurück-gegriffen. Ab einem gewissen Grad an mangelnder Zuverlässigkeit wird ein ent-sprechender Hinweis protokolliert, um die Prüfung der Ergebnisse zu erleichtern. Das Werkzeug enthält ein Modul zum Da-tenimport und kann auf Deutsch und Eng-lisch verwendet werden. Ein Handbuch erklärt alle nötigen Schritte und die Anfor-derungen an die Ausgangsdaten. Material Als Validierungsdatensatz diente ein 263 Bodenprofile umfassender Profildatensatz aus dem Fachinformationssystem Boden-geologie des Landesamtes für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg. Die Profilbeschriebe nach KA 5 sind unter-schiedlich umfangreich, in der Regel aber sehr detailliert. Für einen Teil der Profile liegen analytische Werte für eine Vielzahl von Parametern vor. Ergebnisse und Interpretation Tab. 1 gibt einen Überblick über die Zu-ordnung der Profile zu den RSG der WRB. Die RSG sind nach ihrer Position im Schlüssel der WRB. Über 90 % der Profile konnte einer zutreffenden RSG zugeordnet werden (s. Tab. 1). Die Gruppe der Rego-sols als letzte RSG im Schlüssel nimmt alle Profile auf, die aufgrund falsch-negativer Entscheidungen weiter oben im Schlüssel nicht einer anderen RSG zugeordnet wer-den konnten. Dies trifft auch auf die falsch den Arenosols zugeordnete Parabraunerde zu. (Prinzipiell sind unter den weiter rechts stehenden RSG mehr Fehlzuordnungen zu erwarten.) Diese Fehlzuordnungen beru-hen zumeist auf Datenlücken, für die keine Alternativen in Form eines Rückgriffs auf weitere, mit Werten belegte Datenfelder definiert werden konnten.  Tabelle 1: Vergleich Zuordnung der Profile in der deutschen Systematik und automatisiert in die Referenzbodengruppen der WRB. (n = 263, davon grün: zutreffend; gelb: nicht allgemein, aber in diesen Fällen richtig; rot: unzutreffend). Weitere Erläuterungen im Text. Referenzboden- gruppe WRB 2007  Bodensystematische Einheit der deutsche Systematik Histosol Fluvisol Gleysol Podzol Planosol Stagnosol Chernozem Phaeozem Calcisol Alisol Luvisol Umbrisol Arenosol Cambisol Regosol Niedermoor 2                             Mulmniedermoor 17   2           1             Erdniedermoor, basenreich 7                             Vega   2                           Anmoorgley 3 1 2                   1     Moorgley     4           1           3 Nassgley     2           1           1 Gley 1 5 5 1 1     1       11 9   3 Podsol                 1       7   1 Pseudogley         3 5 1         1     1 Tschernosem   1           1       2       Parabraunerde                     2   1     Fahlerde               1     26   2   1 Fahlerde-Braunerde           1       1 17 1 1   1 Braunerde       1     1         4 61 1 3 Pararendzina   1             1           4 Regosol                       1 5   3 Lockersyrosem                         1     Kolluvisol               1     2 1 3   2 Treposol                         1        Die Zuordnung eines Gleys zu einem Pla-nosol und damit Stauwasserboden beruht auf einer problematischen Definition der Planosols (die auch auf die Stagnosols zutrifft) im Schlüssel der WRB. Die Falsch-zuordnung des Tschernosems zu einem Fluvisol ist der für die deutschen Daten gefundenen Interpretation der diagnosti-schen Kriterien für das fluvic Material ge-schuldet. Würde man dieses strenger fas-sen, käme das Profil zu den Arenosols, was aufgrund der in der WRB gegenüber der deutschen Systematik strengeren Farbanforderungen an den Oberbodenho-rizont eines Chernozems richtig wäre.  Von den Podsolprofilen wurde keines der RSG der Podzols zugeordnet, weil die meisten nicht den Farb- oder Verfesti-gungskriterien des spodic Horizonts ge-nügten. Dies gilt auch für das den Calcisols zugeordnete Profil, das eine oberflächliche, aber für die WRB zu schwache Podsolie-rung und im Unterboden hohe Karbonatgehalte aufweist, die die Kriterien des calcic Horizonts erfüllen. Bei den Mooren und Gleyen wird in Tab. 1 deutlich, dass die WRB strengere Anforde-rungen an die Zuordnung zu den Histosols und Gleysols ansetzt, so dass einige die-ser Böden erst weiter hinten im Schlüssel einer RSG zugeordnet werden, als von der Entstehung her zu erwarten wäre. Insbe-sondere kennt die WRB keine Reliktgleye, so dass viele Gley-Reliktgleye erst zu tief im Profil aktuelle Reduktion zeigen, um den Gleysols zugeordnet werden zu kön-nen. Für Kolluvisole gibt es keine korres-pondierende RSG. Für die Ableitung der Qualifier ergibt sich insgesamt eine ähnlich hohe Qualität wie bei den RSG. Einige Qualifier sind aller-dings mit den normalen Bodenbeschrei-bungen und nur unter einer weitergehen-den Bewertung zuzuordnen (z. B. die ver-schiedenen Toxic Qualifier). Diese wurden im Ableitungsschlüssel nicht berücksichtigt. Diskussion Die Arbeiten zeigen, dass grundsätzlich eine automatisierte Ableitung von WRB-Bodennamen aus KA 5-Daten mit gutem Erfolg möglich ist. Der Vorteil ist neben einer deutlichen Beschleunigung auch die Nachvollziehbarkeit der Ergebnisse, da die Ableitungskriterien eindeutig festgeschrie-ben sind. Für ein gutes Ableitungsergebnis ist ein Minimum an Informationen notwendig, die vor allem typische Standardparameter um-fassen (Tab. 2). Es ist hervorzuheben, dass eine detaillierte Beschreibung von Merkmalen bodengenetischer Prozesse (Hydromorphie und im KA 5-Feld „Weitere pedogene Merkmale“) und insbesondere ein detailliertes Horizontsymbol die Ablei-tungsqualität deutlich verbessern. Insge-samt gibt es  nur  sehr  wenige  Parameter,  Tabelle 2: Mindestdatenfelder für eine gute Zuordnung in die WRB-Klassifikation Parameter u.a. benötigt für Bodenart cambic, argic Horizonte;  Cambi-/Arenosol-, Luvi-/Alisol-Differenzierung; Clayic, Siltic, Arenic Qualifier Gefüge cambic, mollic/umbric Horizonte; Brunic Qualifier Humusge-halt organic material, spodic, mollic/umbric Hor.; Histosol Munsell (feucht) cambic, spodic, albic Horizonte; Brunic, Chromic, Rubic Qualifier Substratge-nese fluvic material; Transportic, Novic Qualifier Hydromor-phie gleyic, stagnic Farbmuster pH spodic, mollic/umbric Horizonte Dystric/Eutric Qualifier Weitere pedogene Merkmale Tontapeten  argic Horizont Sekundärcarbonat  calcic Horizont gebleichte Sandkörner  Greyic Qualifier Horizont-symbol praktisch in fast allen Ableitungen Vorteile   bei denen die Profilbeschreibung nach KA 5 verbessert werden müsste, um bes-sere Ableitungsergebnisse zu erzielen; dies betrifft aber insbesondere die Farben der Hydromorphiemerkmale, deren Kriteri-en in der WRB auf Munsell-Farben beru-hen. Einige Probleme der richtigen bzw. sinnvollen Zuordnung ergeben sich aus Fehlern oder Ungenauigkeiten in den Defi-nitionen der WRB, die in einer Neufassung der WRB beseitigt werden sollten: - der abrupte Bodenartenwechsel beruht auf einer Beschreibung der Schärfe der Horizontgrenze, die sich in keiner Pro-filaufnahmeanleitung (auch nicht der KA 5) findet, nämlich mit dem Schwel-lenwert 7,5 cm (gebräuchlich ist die Grenze von 5 cm). - Die diagnostischen Kriterien des gleyic und des stagnic Farbmusters überlap-pen, so dass S-Horizonte mit einer Be-schreibung der hydromorphen Merk-male in der Regel die Kriterien für beide Farbmuster erfüllen. - Gleye mit einem sehr hellen (albic) Horizont, aber unter 25 cm einsetzen-der Vergleyung können in eine der Stauwasserboden-Gruppen Planosols oder Stagnosols fallen, weil dort allein ein albic Horizont mit reduzierenden Verhältnissen zur Erfüllung der diag-nostischen Kriterien ausreicht; diese Zuordnung widerspricht aber der allge-meinen Beschreibung dieser RSGs. - Die Definition des albic Horizonts führt bei sehr hellen Ausgangsmaterialien der Bodenbildung oft zur Zuerkennung des Qualifiers Albic, die nicht auf eine mit starker Bleichung einhergehende Bodenbildung zurückgeht und die Aussagekraft des Qualifiers herabsetzt. - Die Bedeutung der Specifier ist unein-heitlich und macht eine einheitliche Ableitung – aber auch Interpretation – eines WRB-Bodennamens unmöglich. Zum Beispiel kann der Specifier Hypo bedeuten, dass die Kriterien eines Qualifiers nicht erfüllt sind (z. B. Hyposalic) oder aber im unteren Wer-tebereich liegen (z. B. Hypocalcic). Ausblick Es ist vorgesehen, den Ableitungsschlüs-sel auch für Bodenbeschreibungen nach den FAO Guidelines for Soil Description (FAO 2006) einsetzbar zu machen. Eben-so wird eine Anpassung auf die WRB-Ausgabe 2014 erfolgen. Dank Wir bedanken uns bei Dana Pietsch und Karin Schenk für die Mithilfe bei der Ausarbeitung der Algorithmen und bei Carsten Lehmann und Tobias Berner für die Mithilfe bei der Programmierung. Literatur AD-HOC-AG BODEN (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung, 5. Auflage, Hannover. EBERHARDT, E.; SCHAD, P.; PIETSCH, D.; BAURIEGEL, A. (2011): Bodenklassifizierung nach WRB mit Bodendaten nach Kartieranleitung. In: Vorträge der Kommission V. Böden verstehen - Böden nutzen - Böden fit machen. Jahrestagung der DBG 03-09. Sept. 2011 in Berlin. Berichte der DBG (nicht begutachtete online Publikation). FAO (2006): Guidelines for Soil Description, 4th ed. FAO, Rome. IUSS WORKING GROUP WRB (2006): World Reference Base for Soil Resources 2006. World Soil Resources Reports No. 103. FAO, Rome. IUSS WORKING GROUP WRB (2007): World Reference Base for Soil Resources 2006, first update 2007. World Soil Re-sources Reports No. 103. FAO, Rome.  

Ableitungsschlüssel WRB 2007 aus Bodendaten nach KA 5

http://eprints.dbges.de/980/1/Eberhardt_et_al_Ableitungsschluessel_WRB2007_aus_Bodendaten_nach_KA5.pdf

Ableitungsschlüssel WRB 2007 aus Bodendaten nach KA 5

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