Diss. Stockholm : Handelshögsk.

Hohenheim, Univ., Diss., 2008.

Universiẗat, Diss., 2001--Jena.

Universiẗat, Diss., 2002--Dortmund.

Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft beinhaltet auch, Bodenerosion weitestgehend zu verhindern. Die Bodenbearbeitung bietet dafür einen wichtigen Ansatzpunkt. Technische Möglichkeiten, den Boden mit einer teilschlagspezifischen Variation der Arbeitstiefe beim Grubbern gezielter vor Abtrag zu schützen, wurden erstmals in Sachsen geprüft. Darüber hinaus zeigte eine Testreihe von technischen und pflanzenbaulichen Verfahren Wege auf, auch im Ökologischen Landbau den Bodenabtrag durch Niederschlagswasser noch weiter einzugrenzen.

Die Dissertation "Methoden der Künstlichen Intelligenz in Radarmeteorologie und Bodenerosionsforschung" beschäftigt sich mit der Erfassung des Parameters der potentiellen Erosivität vor dem Hintergrund der Bodenerosionsproblematik Südafrikas. Basierend auf der Betrachtung der Erosivität einzelner Niederschlagsereignisse wird demonstriert, wie durch wissensbasierte Ansätze aus Wetterradardatensätzen flächendeckende Niederschlagsinformationen gewonnen werden können. Diese dienen als Eingangsdaten für ein Erosivitätsmodell, das aus Zellulären Automaten aufgebaut wird. Die Ergebnisse des Erosivitätsmodells werden vorgestellt und diskutiert. / The dissertation "Artificial Intelligence Methods in Radarmeteorology and Soil Erosion Research" discusses the assessment of potential rainfall erodibility in regard to soil erosion processes in South Africa. Knowledge-based approaches are used to derive rainfall information from weather radar data for the recording of erosivity pulses from individual rainfall events. This precipitation data is used as input for a erosivity modell consisting built out of cellular automata. The results generated by the modell are presented and discussed.

Auf der Grundlage von Szenarien zu künftigen Starkregenereignissen wurde mit dem Modell Erosion-3D die Entwicklung der Bodenerosion durch Wasser berechnet. Eine Analyse der projizierten Starkregenereignisse zeigt, dass durch den Klimawandel die Häufigkeit der sommerlichen Starkregenereignisse abnimmt und die Starkregenintensität zunimmt. Landnutzung und unterschiedliche Bodenbearbeitungsverfahren haben allerdings einen bedeutend größeren Einfluss auf das Ausmaß der Bodenerosion als die künftig zu erwartenden Starkregenereignisse.

Zur Umsetzung der Ziele der EU-Wasserrahmenrichtlinie sind in Sachsen bis 2015 für Gewässereinzugsgebiete entsprechende Maßnahmen zur Erreichung bzw. Sicherung eines guten Gewässerzustandes durchzuführen. Für die hierzu erforderliche integrierte Planung und Entscheidungsfindung auf Einzugsgebietsebene stellen Entscheidungshilfesysteme den daran beteiligten Akteuren (Flächennutzer, -besitzer, Fachbehörden usw.) die technische Unterstützung bereit. Am Beispiel des überwiegend landwirtschaftlich genutzten Fließgewässereinzugsgebietes der Jahna (Sächsisches Lösshügelland) wurde ein Entscheidungshilfesystem entwickelt und erprobt. Es umfasst zum einen Werkzeuge zur Analyse der Belastungen der Oberflächengewässer und des Grundwassers durch Nährstoffaustrag (z.B. Modell Stoffbilanz) bzw. durch Wassererosion (Modell EROSION 3D). Zum anderen bietet das Entscheidungshilfesystem verschiedene Modelle und Verfahren an, mit deren Hilfe stoffaustragsmindernde landwirtschaftliche Maßnahmen ausgewählt und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit abgeschätzt werden können. Ergänzend dazu wurde ein computergestützter Maßnahmenkatalog zur Unterstützung bei der Auswahl stoffaustragsmindernder Maßnahmen im Bereich Landwirtschaft erstellt. Die Priorisierung der verschiedenen Maßnahmenalternativen unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Ziele wurde beispielhaft mit Hilfe der Nutzwertanalyse durchgeführt.

Im Freistaat Sachsen tritt jährlich mehr oder weniger ausgeprägt nach lokalen Starkregenereignissen Bodenerosion auf. In der Öffentlichkeit werden die Erosionsschäden meist erst beachtet, wenn über den Ackerboden hinaus Siedlungs- und Verkehrsbereiche betroffen sind. Bodenerosion kann eine schädliche Bodenveränderung begründen, die nach § 4 Bundesbodenschutzgesetz abzuwehren oder zu sanieren ist. Für die Frage, ob eine schädliche Bodenveränderung vorliegt, enthält die Arbeitshilfe Hinweise.

Für die Erstellung von Bewirtschaftungs- und Maßnahmenplänen (FFH, EU-WRRL) ist es erforderlich, den bislang noch sehr hohen Aufwand für die Datenbeschaffung und -generierung im Rahmen der Modellierung mit EROSION 3D zu senken. Erreicht werden soll eine schnellere sowie effizientere Abschätzung von Landnutzungsänderungen, Landschaftseingriffen, des Klimawandels usw. auf Oberflächenabfluss, Bodenabtrag sowie Sedimenteintrag in Gewässer mit EROSION 3D. Im vorliegenden Projekt ist es gelungen, Parametrisierung und Modellanwendung so zu kombinieren, dass eine Bodenabtragssimulation mit dem Modell EROSION 3D flächendeckend für Sachsen mit vertretbarem Zeitaufwand durchführbar ist. Der korrigierte und angepasste Geo-Basisdatensatz liefert die Primärinformationen zur Datenbankabfrage der Parametrisierungssoftware DPROC. Durch eine interaktive Flächenauswahl, kombiniert mit einem Flächendatenzuschnitt, können Landnutzungs- und Bearbeitungsszenarien für hydrologische Einzugsgebiete oder Oberflächenwasserkörper schnell parametrisiert werden. Die grundlegend korrigierte und erweiterte Datenbank des DPROC erlaubt die verbesserte Abschätzung erosionsrelevanter Bodenparameter, besonders für die dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung und die Direktsaat. Die umfangreiche Dokumentation der Arbeitsschritte und die Transparenz der Datenbank ermöglichen es, jederzeit Aktualisierungen (Geo-Basisdaten) und Erweiterungen (DPROC-Datenbank) vorzunehmen. Von den Projektergebnissen profitieren vor allem die Anwender des Programms EROSION 3D. Beim Druck des Dokumentes ist zu beachten, dass die Karten im Format DIN A3 erstellt wurden.