Kurz & bündig
- Auf dem Landwirtschaftsbetrieb der JVA Witzwil BE werden die Böden kartiert.
- Bei einer Bodenkartierung wird eine Bodenprobe gebohrt, anschliessend werden die Bodeneigenschaften beurteilt und mit den Informationen wird eine Bodenkarte erstellt.
- Die Methode der Bodenkartierung soll mit dem Pilotprojekt in Witzwil insbesondere auf organischen Böden weiterentwickelt werden, um schliesslich schweizweit angewendet werden zu können.
Seit September 2022 werden auf den Feldern des Landwirtschaftsbetriebes der Justizvollzugsanstalt Witzwil im Grossen Moos Böden kartiert. Auf fast 640 ha werden rund 1000 Bohrungen gemacht und analysiert. Diese Aufgabe bewältigen Tanja Falasca und Nathan Pythoud, zwei Praktikanten der Fachstelle Boden des Kantons Bern.
Das Grosse Moos im Seeland zwischen Bieler-, Neuenburger- und Murtensee, war einst Moorlandschaft. Heute ist es ein wichtiges Schweizer Gemüseanbaugebiet. Das Moor wurde vor 150 Jahren im Rahmen der ersten Juragewässerkorrektion entwässert. Das war der Startschuss für die acker- und gemüsebauliche Nutzung.
[IMG 1]
Ein jährlicher Niveauverlust von bis zu 0,75cm
«Seit dem Zeitpunkt, als das Grosse Moos entwässert wurde, ist der stark kohlenstoffhaltige Torfboden freigelegt und organisches Material emittiert als CO2. Mit der Torfsackung besteht dort im Durchschnitt ein jährlicher Niveauverlust von bis zu 0,75 Zentimeter», erklärt Andreas Chervet von der Fachstelle Boden des Kantons Bern.
«In Witzwil besteht im Schnitt ein jährlicher Bodenverlust von bis zu 0,75cm.»
[IMG 3]
«Wir haben zwar sehr fruchtbare Böden, aber mit Staunässe zu kämpfen», ergänzt Alfred Burri, Betriebsleiter des Landwirtschaftsbetriebes der Justizvollzugsanstalt Witzwil. «Das ist, was uns in der Landwirtschaft plagt. Bei Winterkulturen muss daher mit gewissen Ertragsausfällen gerechnet werden», so Burri. Denn unterhalb der Torfschicht befindet sich oft eine wenig wasserdurchlässige Lehmschicht. Wenn sich diese oberhalb von Drainagen befindet, kann dies zu Staunässe führen.
Zudem entspricht der Grundwasserspiegel in diesem Gebiet in etwa dem des Broyekanals und des Neuenburgersees. Mittels Drainagen kann das Land also entwässert oder bewässert werden, indem das Wasserniveau im Kanal angepasst wird. Im Sommer wird das Wasserniveau möglichst hoch gehalten, um den Torfabbau zu verringern.
Was passiert bei einer Bodenkartierung?
Die Bohrungen werden maschinell mit dem Bohrgerät Wintex MCL3 durchgeführt. Das Gerät wird vom Unternehmen Bodenproben.ch gemietet. Platziert auf einem Autoanhänger, kann es vom Traktor gezogen und ins Feld gefahren werden.
Mittels vorhandenen Bodeninformationen und Auswertungen von Geo-Daten wie dem Höhenmodell wurde vorgängig festgehalten, wo genau eine weitere Bohrung notwendig ist. Die neu erhobenen Daten können im Feld direkt digital mit dem Tablet im Programm Soildat erfasst werden. Das Tablet zeigt den Praktikanten zudem die Punkte, an welchen sie bohren müssen. Nach präziser Platzierung des Bohrfahrzeuges wird die Bohrung durchgeführt.
[IMG 4]
Wieso findet das Pilotprojekt ausgerechnet in Witzwil statt?
In der Umweltstrategie 2021 der Berner Wirtschafts-, Energie- und Umweltdirektion WEU wurde unter anderem festgelegt, dass bis 2030 sämtliche Fruchtfolgeflächen (FFF) im Kanton Bern kartiert sein sollen.
Bis 2035 sollte der ganze Kanton mit Bodeninformationen abgedeckt sein und bis 2050 die ganze Schweiz. «Das ist ein sehr ehrgeiziges Ziel, bei dem wir nicht sicher sind, ob wir es erreichen werden», findet Markus Lebrun-Steger, Leiter Fachstelle Boden des Kantons Bern.
«Wir haben den Standort Witzwil gewählt, weil dort sämtliche Probleme bezüglich Bodenschutz auf kleinem Raum aufeinandertreffen: Torfsackung, Bodenaufwertung, ökologische Infrastruktur, Fruchtfolgeflächen-Problematik plus das Interesse des Landwirts, der will, dass die Böden fruchtbar bleiben», erklärt Chervet.
Mit dem Pilotprojekt Witzwil soll die Methode zur Bodenkartierung weiterentwickelt werden, welche schliesslich schweizweit angewendet werden kann.
Umweltziele des Kantons Bern
Die Umweltstrategie der Wirtschafts-, Energie- und Umweltdirektion des Kantons Bern hat im Jahr 2021 diverse Umweltziele festgelegt. In Bezug auf den Boden unter anderem:
- Die Erstellung einer Bodenkarte für den ganzen Kanton Bern ist 2035 abgeschlossen. Bis 2030 sind die als Fruchtfolgeflächen ausgeschiedenen Parzellen kartiert.
- Bis 2030 muss Bodenaushub möglichst vollständig in der Landwirtschaft für Aufwertungen und Rekultivierungen verwendet werden.
- Bis 2030 wird über alle Landschaftstypen 17 % (langfristig 30 %) der Kantonsfläche zur Förderung der Biodiversität genutzt.
- Bis 2030 werden 100 Hektaren drainierte Moorböden im Gürbetal und im Grossen Moos standortgerecht landwirtschaftlich genutzt, fachgerecht aufgewertet oder gezielt wiedervernässt. (1)
- Ab 2050 soll in der Schweiz netto kein Boden mehr verloren gehen. Überbauen von Boden ist zwar weiterhin möglich. Gehen dabei aber Bodenfunktionen verloren, müssen diese an einem anderen Ort durch Bodenaufwertung kompensiert werden. (2)
Quellen:
(1) Umweltstrategie der Wirtschafts-, Energie- und Umweltdirektion WEU, 2021, Kanton Bern
(2) Faktenblatt: «Die nationale Bodenstrategie», 2020, BAFU, ARE, BLW
Was sind Fruchtfolgeflächen FFF?
Im Jahre 1992 legte der Bundesrat einen Mindestumfang an Fruchtfolgeflächen FFF in der Schweiz fest. Gesamtschweizerisch sind das 438 460 Hektaren. Der Begriff FFF ist definiert als «die fruchtbarsten Landwirtschaftsböden der Schweiz». (1) FFF ist ein rein raumplanerischer Begriff und ist nicht zu verwechseln mit der offenen Ackerfläche. Gemäss neuem Sachplan FFF vom 8. Mai 2020 soll künftig das FFF-Inventar sämtliche Flächen beinhalten, die eine pflanzennutzbare Gründigkeit von mindestens 50 cm haben – egal ob Ackerfläche, Weide, Reb- oder Obstbauflächen. (2)
Laut Markus Lebrun-Steger ist das Problem, dass das heutige FFF-Inventar nicht mehr aktuell ist und in ein neues Inventar überführt werden muss. Flächen, die unter 50 cm Gründigkeit liegen, sollen künftig aus der FFF herausfallen. Schon heute hat der Kanton Bern nur knapp genügend FFF, da durch Überbauung ständig FFF verloren gehen. Mit der Bodenkartierung sollen insbesondere gemäss Bundesvorgaben diejenigen Böden gefunden werden, welche die neuen Kriterien an FFF erfüllen, aber aktuell noch nicht im Inventar verzeichnet sind.
Quellen:
(1) Faktenblatt: «Sachplan Fruchtfolgeflächen», 2020, BAFU, ARE, BLW
(2) Erläuterungsbericht: «Sachplan Fruchtfolgeflächen», 2020, ARE
Für die Kartierung nimmt man bis zu zwei Meter tiefe Bodenproben
Die Bohrung der Bodenprobe verursacht einen Riesenlärm. Der Bohrstock wird mit 120 bar bis zu zwei Meter tief in den Boden gehämmert. Anschliessend wird die Bodenprobe mit dem Bodenmaterial darin hydraulisch raufgezogen. Im Bohrstock ist die Schichtung des Bodens gut ersichtlich und bereit für die Analyse der Bodeneigenschaften.
Zuerst wird der Bohrkern mit einer Kamera fotografiert, die auf dem Wagen montiert ist. Danach wird der Boden anhand seiner farblichen und strukturellen Unterschiede in die einzelnen Bodenhorizonte unterteilt.
[IMG 5]
[IMG 6]
Wozu werden die ganzen Daten erhoben?
Der Standort Witzwil ist Teil eines wichtigen Wasser- und Zugvogelreservats und soll als Kerngebiet der Ökologischen Infrastruktur (ÖI) ausgeschieden werden. Gemäss der WEU des Kantons Bern ist die ÖI folgendermassen definiert: «Die ÖI ein Netzwerk aus natürlichen und naturnahen Lebensräumen, welche aus Kern- und Vernetzungsgebieten besteht, die miteinander verbunden sind.»
Der Kanton Bern hat zum Ziel, bis 2030 17 Prozent der Kantonsfläche zur Förderung der Biodiversität zu nutzen und somit mehr ÖI herzustellen. In Witzwil gehören viele Flächen wegen Wasser- und Zugvogelreservate zum Kerngebiet. Das bedeutet einerseits, dass möglicherweise gewisse Flächen wiedervernässt und das Moor somit renaturiert werden soll. Andererseits muss der Kanton Bern die 82 200 ha FFF dauernd erhalten. In Witzwil würde das bedeuten, dass der Kanton durch die Renaturierung FFF verlieren würde, die er mit anderen Flächen wieder gewinnen müsste. Dies kann er mittels Bodenaufwertung oder Erhebung neuer FFF erreichen.
«Auf derselben Fläche Biodiversität und Ernährungssicherheit, das ist ein Hosenlupf.»
[IMG 7]
«Der Naturschutz möchte die Biodiversität sicherstellen, während gleichzeitig auf derselben Fläche die Ernährungssicherheit in schwerer Mangellage sichergestellt werden muss. Das ist ein Hosenlupf, ja fast eine Quadratur des Kreises», sagt Lebrun-Steger.
«Das heisst, in Witzwil wird es mal dazu kommen, dass die landwirtschaftlichen, produktionsorientierten Interessen mit den Interessen zur ökologischen Infrastruktur verglichen und abgewogen werden müssen. Es besteht die Gefahr eines grossen Zielkonflikts», erklärt Lebrun-Steger.
«Der Natur- und Vogelschutz hat hier in Witzwil einen hohen Stellenwert. Am Schluss ist es aber ein politischer Entscheid, wo wie viel Produktion und wie viel Naturschutz umgesetzt werden soll», meint Alfred Burri.
«Um diese Fruchtfolgeflächen zu erhalten, soll es ein Mosaik geben zwischen landwirtschaftlicher und ökologischer Nutzung. Das ist sowohl örtlich als auch zeitlich möglich. Zum Beispiel könnten die Flächen für eine gewisse Zeit geflutet werden für Wattvögel. Im Sommer würden dann die Flächen trockengelegt und gemüsebaulich genutzt werden», erklärt Chervet.
Mit der Bodenkartierung und dem Bodenindex wäre jedenfalls ein wichtiges Hilfsmittel geschaffen, um den Boden zukünftig standortgerecht zu nutzen. Das heisst, wenn eine Parzelle in der Produktionsfunktion (Wert für Landwirtschaft) hoch und in der Lebensraumfunktion (Wert für Ökologie) eher tiefer bewertet wird, wäre es sinnvoller, die Fläche aufzuwerten und weiter landwirtschaftlich zu nutzen als zu renaturieren.
Was ist ein Bodenindex?
Den Bodenindex gibt es noch nicht, er ist in der Entstehung durch das Kompetenzzentrum Boden KOBO, erklären Andreas Chervet und Markus Lebrun-Steger. Zur Erstellung des Bodenindex werden folgende Bodenfunktionen bewertet.
- Produktionsfunktion (Landwirtschaft, Wald)
- Regulierungsfunktion (Wasser, Nährstoffe und Schadstoffe)
- Lebensraumfunktion (Biodiversität)
- Archivfunktion (archäologische Fundstellen, Geschichte der Bodenentstehung)
Die Bodenfunktionen werden anhand der vorangehenden Bewertung der Bodeneigenschaften beurteilt. Für jede Funktion wird eine Punktzahl verteilt. Die Punkte der einzelnen Bodenfunktionen werden zusammengezählt und zeigen schliesslich den Gesamtwert des Bodens, den Bodenindex.
Wozu wird ein Bodenindex erstellt?
Mit der Kenntnis über den Wert eines Bodens kann der Kanton schliesslich entscheiden, welche Flächen für welche Art der Nutzung am besten geeignet sind. Beispielsweise kann für den Bau eines Gebäudes berücksichtigt werden, dass nicht Boden überbaut wird, welcher die höchste Bewertung in der Produktionsfunktion hat, sondern eher ein tief bewerteter Boden. Im Fall von Witzwil kann mit dem Bodenindex auch entschieden werden, welche Flächen baulich aufgewertet und welche Flächen besser für die Biodiversität wiedervernässt werden sollten.
«Je kleiner das Röllchen, desto höher der Tongehalt»
Nach der Einteilung des Bodens in verschiedene Horizonte können von jedem Horizont diverse Bodeneigenschaften beurteilt werden. Die Beurteilung machen Falasca und Pythoud direkt auf dem Feld und grösstenteils von Hand.
Beispielsweise wird bei mineralischen Horizonten die Korngrössenverteilung analysiert, also die Gehalte von Ton, Schluff und Sand. Dafür braucht es wortwörtlich Fingerspitzengefühl. Mittels Fühlprobe, also manueller Analyse, werden die einzelnen Gehalte geschätzt. «Man formt mit den Händen kleine Röllchen aus dem Boden. Je kleiner und formbarer die Röllchen, desto höher ist der Tongehalt», erklärt Tanja Falasca.
[IMG 8]
Weiter wird auch der Kalkgehalt bestimmt. «Ich tropfe etwas Salzsäure auf jeden Bodenhorizont und schaue, ob und wie fest es aufschäumt. Dieser Bodenhorizont schäumt fest auf, weshalb er in die höchste Kalkstufe 5 eingeteilt wird», erklärt Tanja Falasca.
Nebst den genannten Eigenschaften werden noch zahlreiche weitere beurteilt, wie beispielsweise die pflanzennutzbare Gründigkeit. Diese gibt Auskunft über das durchwurzelbare Bodenvolumen und somit über sein Wasser- und Nährstoffspeichervermögen.
Was bringen die Daten dem Landwirt?
Für Alfred Burri ist eine standortangepasste landwirtschaftliche Nutzung der Böden zentral. Mit der Bodenkartierung kann er die Böden besser kennenlernen und sieht bis in zwei Meter Tiefe. «Das gibt mir einen besseren Einblick in die Fruchtfolgeplanung: Auf welchen Parzellen machen Spezialkulturen noch Sinn und welche Flächen werden vielleicht besser extensiver genutzt?», erklärt Burri.
Die Bodenkartierung kann auch hilfreich sein, um zu zeigen, welche Flächen am ehesten eine Bodensanierung nötig hätten oder gar eine Nutzungsänderung Sinn macht.
Von der landwirtschaftlichen Produktionsfunktion her interessieren drei Dinge, erklärt Andreas Chervet von der Fachstelle Boden des Kantons Bern:
- Wie viel Torf hat es noch? Das beeinflusst die FFF-Qualität.
- Welches Material befindet sich im Untergrund? Das ist entscheidend, wenn wir mittels Tiefpflügen die Böden miteinander mischen möchten.
- Wie gross ist der Abstand zum Grundwasser bzw. zum Drainagerohr? Wenn dieser gering ist, muss Material aufgeschüttet werden.
«Für mich wäre eine Bodennivellierung, also das Ausebnen einer Parzelle, die kostengünstigste Massnahme, um Staunässe entgegenzuwirken. Dann gibt es keine Senken mehr. Jedoch bräuchte es dazu sehr viel Bodenmaterial», erklärt Burri.
Dieser Massnahme könnte ein weiteres Gesetz helfen. Seit Anfang 2016 besteht nämlich die Verwertungspflicht von abgetragenem Bodenmaterial.
«Wenn die pflanzennutzbare Gründigkeit unter 50 cm ist, also der Abstand zwischen Bodenoberfläche und Grundwasserspiegel gering ist, dann könnte man Boden im Rahmen eines Bauprojektes aufschütten und verbessern. Aktuell wird viel Bodenmaterial in Deponien gebracht. So hätte man Deponieraum gespart, Bodenmaterial verwertet und Böden verbessert», erklärt Chervet.
Tiefgepflügte Böden
Anfangs der 1980er-Jahre wurden in Witzwil gewisse Parzellen tiefgepflügt. Mit einem Tiefpflug aus Norddeutschland und vier Raupenfahrzeugen wurde der Boden bis zu 2,40 m tief gepflügt und dabei um 120 Grad gewendet. Dadurch wurde lehmiges oder sandiges Untergrundmaterial an die Oberfläche befördert und schliesslich mit der landwirtschaftlichen Bodenbearbeitung mit torfigem Oberbodenmaterial durchmischt. Mit dieser Massnahme sollte der Torfsackung entgegengewirkt werden.
Jetzt vierzig Jahre später wird mit der Bodenkartierung überprüft, ob diese Massnahme den Boden so verändert hat, dass es für die landwirtschaftliche Nutzung besser wurde. Das Problem ist, dass teilweise die unterste Lehmschicht mit dem Tiefpflug nicht durchbrochen werden konnte und daher das Wasser weiterhin gestaut wird (siehe Bild). Trotzdem wäre es denkbar, als Bodenverbesserungsmassnahme weitere Flächen in Witzwil tiefzupflügen, um so den Torf mit Sand und Lehm zu mischen. Somit könnte man ein neues fruchtbares Bodensubstrat, d.h. einen mineralischen Boden herstellen.
Video: www.diegruene.ch/torfsackung
[IMG 9]
Was passiert mit den Bodendaten?
«Die bestimmten Eigenschaften aller Bodenproben geben wir mit dem Tablet direkt beim jeweiligen Bohrpunkt im Soildat ein», sagt Tanja Falasca.
Mit Hilfe der zusätzlichen Bodendaten soll die fast fertiggestellte Bodenkarte im Massstab 1:15 000 weiter verfeinert werden. Mit den zusätzlichen Bohrpunkten und Bodendaten kann die Forschungsgruppe «Bodennutzung und Bodenschutz» an der HAFL in Zollikofen eine Bodenkarte im Massstab 1:5000 erstellen.
Danach werden die Daten ans Kompetenzzentrum Boden KOBO weitergeleitet, das daraus einen Bodenindex erstellt (siehe Kasten «Was ist ein Bodenindex?)».
Applikationskarten mit Bodendaten ergänzen?
Weiterführend wäre es auch interessant, die Bodendaten für die teilflächenspezifische Düngung und Pflanzenschutzausbringung zu verwenden. Also nebst Satellitendaten auch Bodendaten zu nutzen oder zu kombinieren.
«Ich erhoffe mir ein weiteres Projekt», meint Burri, «eventuell in Zusammenarbeit mit der HAFL oder ETH. Diese könnten uns Instrumente zur Verfügung stellen, welche die Bodendaten mit den Satellitendaten verbinden, um so brauchbare Applikationskarten zu entwickeln. Das braucht noch viel Wissen.» Die Systeme sind im Moment noch nicht so weit, aber das wäre ein weiterer Schritt für die ressourceneffiziente Landbewirtschaftung.
Aufgabe der einzelnen Institutionen
Das Bundesamt für Umwelt BAFU ist für die schweizweite Kartierung verantwortlich. Das Amt unterstützt damit kantonale Fachstellen wie die Fachstelle Boden des Kantons Bern in ihren Vollzugsaufgaben.
Die kantonale Fachstelle Boden führt als Pilotprojekt die Bodenkartierung in Witzwil mit Hilfe von zwei Hochschulpraktikanten durch. Diese geben die Bodeninformationen im Soildat ein.
Die Bodeninformationen gelangen zur Forschungsgruppe «Bodennutzung und Bodenschutz» an der HAFL in Zollikofen. Diese erstellen eine Bodenkarte.
Die Bodendaten und die Bodenkarte gelangen zum Kompetenzzentrum BodenKOBO an der HAFL. Dieses ist schweizweit für die Datenablage verantwortlich. Zudem arbeitet das KOBO an der Erstellung eines Bodenindex, der schlussendlich schweizweit als Diskussionsgrundlage für die zukünftige Bodennutzung gelten soll.
