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Aktualisierung und Optimierung der Erosionsrisikokarte (ERK2): Die neue ERK2 (2019) für das Ackerland der Schweiz : Schlussbericht

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BORIS DOI
10.7892/boris.132878
Official URL
https://www.blw.admin.ch/dam/blw/de/dokumente/Nachhaltige%20Produktion/Umwelt/Boden/Erosionsrisikokarte%202019.pdf.download.pdf/Erosionsrisikokarte%202019.pdf
Description
Die neue Erosionsrisikokarte (ERK2 2019) der Schweiz basiert weiterhin auf der Revised Universal Soil
Loss Equation (RUSLE), allerdings mit einem neuen Berechnungsalgorithmus und anderer Software.
Die RUSLE ist ein empirisches Erosionsmodell und zeigt das mittlere langjährige Erosionsrisiko in Ton-
nen pro Hektare und Jahr. Sie erlaubt mit ihrem modularen Aufbau von sechs Faktoren Daten unter-
schiedlicher Qualität zu verbinden. Die ERK2 2019 verwendet hierzu vier der sechs erwähnten Fakto-
ren, um das potentielle Erosionsrisiko ohne Bedeckungs- und Bearbeitungsfaktor sowie erosionsmin-
dernde Massnahmen (C- und P-Faktor) darzustellen. Neu gegenüber der alten Erosionsrisikokarte
(ERK2) sind folgende Punkte: A) Die neue Feldblockkarte basiert nun auf den neuen Daten des topo-
graphischen Landschaftsmodells (TLM3D; 2015; Version 1.3) von Swisstopo. B) Zur Berechnung des L-
Faktors (Hanglänge bzw. Grösse des Einzugsgebietes) wurden verschiedene Multiple Flow Algorith-
men auf der Grundlage des Höhenmodells SwissALTI3D im 2x2m-Raster ausführlich getestet und
bewertet. Der Ansatz MTFD von Seibert & Glynn (2007) mit der Konvergenzeinstellung 1.1 wurde
schliesslich ausgewählt. C) Die Berechnung des S-Faktors (Hangneigung) blieb weitgehend unverän-
dert. D) Der neue LS-Faktor unterscheidet sich statistisch nicht markant von der bisherigen ERK2,
basiert nun aber auf der Open Source Software SagaGis. E) Der K-Faktor (Bodenerodibilität) wurde
methodisch gleich wie bei der bisherigen ERK2 umgesetzt, beinhaltet aber zusätzliche detaillierte
kantonale Bodendaten. F) Die neue R-Faktor-Karte (Erosivität der Niederschläge) erreicht deutlich
höhere Durchschnittswerte als der R-Faktor der bisherigen ERK2. Dies ist auf eine andere Methodik
und eine bessere Datenlage zurückzuführen.
Das berechnete potentielle Erosionsrisiko wurde in der Region Frienisberg mit C- und P-Faktoren zum
aktuellen Erosionsrisiko verrechnet und mit den 10-jährigen Erosionsschadenskartierungen in der
Region Frienisberg verglichen. Das Erosionsmodell führte zu einer massiven Überschätzung des Bo-
denabtrages in der Grössenordnung von Faktor 5. Deshalb wurde das potentielle Erosionsrisiko ent-
sprechend korrigiert und neu klassiert. Die neue, korrigierte ERK2 2019 unterscheidet sich daher
deutlich von der alten ERK2 2010. Die neue ERK2 2019 kann durch diese Korrektur mit C- und P-
Faktoren zum aktuellen Bodenabtrag verrechnet und zu den gesetzlichen Richtwerten für tolerierba-
ren Bodenabtrag in Bezug gesetzt werden.
Die Unterscheidung von Acker- und Dauergrünland – und damit eine ERK2 nur für das Ackerland (in-
klusive Kunstwiese) – konnte bisher nur für 19 Kantone, für die die entsprechenden parzellenschar-
fen digitalen Daten vorhanden waren, umgesetzt werden. Entsprechend liegt neu eine Karte des
potentiellen Erosionsrisikos des Ackerlandes für diese 19 Kantone vor. Rund 75 % der Ackerfläche der
Schweiz konnte dadurch parzellenscharf erfasst werden. Der längjährige mittlere potentielle Boden-
abtrag dieser Flächen beträgt rund 17 t ha -1 a -1 . Für die restlichen sieben Kantone beruht die Unter-
scheidung von Ackerland und Dauergrünland unter anderem auf Satellitendaten (Fcover 300m, MO-
DIS). Die Datenqualität ist hier deutlich schlechter. Zusätzlich zur Erosionsrisikokarte wird neu eine
Karte der Fliesswege für Oberflächenabfluss auf der landwirtschaftlich genutzten Fläche basierend
auf dem L-Faktor zur Verfügung gestellt.
Ein C-Faktor-Tool, welches die Bewirtschaftung (Fruchtfolge und Bodenbearbeitung) berücksichtigt,
wurde neu entwickelt. Es ist als Alpha-Version auf einem virtuellen Rechner verfügbar. Eine Web-
Applikation, die das neue C-Faktor-Tool mit der neuen ERK2 2019 verknüpfen soll, ist noch in Ent-
wicklung.
La nouvelle carte de risques d’érosion (CRE2 2019) de la Suisse se fonde toujours sur la Revised Uni-
versal Soil Loss Equation (RUSLE), mais avec un nouvel algorithme de calcul et un autre logiciel. La
RUSLE est un modèle d’érosion empirique montrant le risque d’érosion moyen à long terme en t ha -1
a -1 . Elle permet de relier des données de différente qualité grâce à sa conception modulaire en six
facteurs. La CRE2 2019 utilise à cette fin quatre des six facteurs mentionnés afin de représenter le
risque potentiel d’érosion en excluant les facteurs de la couverture et du mode de travail du sol, ainsi
que les mesures de réduction de l’érosion (facteurs C et P). Les nouveautés par rapport à l’ancienne
carte de risques d’érosion (CRE2) sont les suivantes :
A) La nouvelle carte des blocs de parcelles se base désormais sur les nouvelles données du modèle
topographique de paysage (TLM3D ; 2015 ; version 1.3) de Swisstopo.
B) Divers algorithmes Multiple Flow ont été testés et évalués en profondeur sur la base du modèle
numérique de terrain SwissALTI3D dans une grille de 2x2 m, en vue du calcul du facteur L (déclivité et
longueur des pentes). L’approche MTFD de Seibert & Glynn (2007) avec le réglage de convergence
1.1 a été finalement choisie.
C) Le calcul du facteur S (déclivité) reste largement inchangé.
D) Le nouveau facteur LS ne se distingue pas de manière marquante au plan statistique de l’actuelle
CRE2, mais se fonde sur le logiciel Open Source SagaGis.
E) Le facteur K (potentiel d’érosion du sol) a été appliqué de manière semblable à la CRE2 actuelle au
plan de la méthode, mais il comprend des données cantonales détaillées supplémentaires sur le sol.
F) La nouvelle carte du facteur R (agressivité des précipitations) atteint des valeurs moyennes nette-
ment plus élevées que le facteur R de l’actuelle CRE2. Cela s’explique par un changement de mé-
thode et par une amélioration des données disponibles.
Le risque d'érosion potentiel calculé dans la région du Frienisberg a été multiplié par les facteurs C et
P. Il en est résulté le risque d'érosion actuel, qui a été comparé à la cartographie décennale des
dommages causés par l'érosion dans la région du Frienisberg. Le modèle d'érosion a conduit à une
surestimation massive de l'érosion des sols de l'ordre du facteur 5 et par conséquent, le risque po-
tentiel d'érosion a été corrigé et reclassifié. La nouvelle ERK2 2019 corrigée diffère donc sensible-
ment de l'ancienne ERK2 2010. La correction avec les facteurs C et P permet de calculer l'érosion
actuelle du sol avec la nouvelle ERK2 2019. Ceci peut être comparé avec les valeurs indicatives lé-
gales pour l'érosion tolérable des sols.
La distinction entre les terres assolées et les prairies permanentes – et donc une CRE2 uniquement
pour les terres assolées (y compris les prairies temporaires) – n’a pu être effectuée jusqu’ici que pour
19 cantons pour lesquels les données numériques correspondantes concernant chaque parcelle
étaient disponibles. Une carte du potentiel de risque d’érosion des terres assolées est donc mainte-
nant disponible pour ces 19 cantons. Environ 75% des terres assolées de Suisse ont ainsi été saisies à
la parcelle près. La perte potentielle moyenne de sol à long terme pour ces surfaces est d’environ 17
t ha -1 a -1 . Pour les sept autres cantons, la différenciation entre les terres assolées et les prairies per-
manentes repose entre autres sur des données satellites (Fcover 300m, MODIS). La qualité des don-
nées est nettement moins bonne dans ce cas. En plus de la carte des risques d’érosion, une carte des
lignes d’écoulement pour le ruissellement sur les surfaces agricoles est mise à disposition sur la base
du facteur L.
Un nouvel outil Facteur C prenant en compte l’exploitation (assolement et travail du sol) a été déve-
loppé. Il s’agit d’une version alpha disponible sur une machine virtuelle. Une application web servant
à connecter l’outil facteur C avec la nouvelle CRE2 2019 est en cours de développement.
La nuova carta del rischio d'erosione (CRE2 2019) della Svizzera continua a basarsi sulla Revised
Universal Soil Equation (RUSLE), tuttavia con un nuovo algoritmo di calcolo e altri software. La RUSLA
è un modello d'erosione empirico e mostra il rischio d'erosione medio a lungo termine in t ha -1 a -1 .
Grazie alla sua struttura modulare di sei fattori permette di collegare dati di qualità diversa. La CRE2
2019 utilizza a tal proposito quattro dei sei fattori menzionati per rappresentare il rischio d'erosione
potenziale senza fattore di copertura e di lavorazione nonché le misure di riduzione dell'erosione
(fattore C e P). Le novità rispetto alla vecchia carta del rischio d'erosione (CRE2) sono:
A) La nuova carta dei blocchi di particelle si basa ora sui nuovi dati del modello topografico del
paesaggio (TLM3D; 2015; versione 1.3) di Swisstopo.
B) Per il calcolo del fattore L (lunghezza del pendio e dimensione del comprensorio) sono stati testati
e valutati approfonditamente vari algoritmi Multiple Flow in base al modello altitudinale SwissALTI3D
nel reticolo a celle 2x2 metri. Infine è stato selezionato l'approccio MTFD di Seibert & Glynn (2007)
con l'impostazione di convergenza 1.1.
C) Il calcolo del fattore S (declività) è rimasto sostanzialmente invariato.
D) A livello statistico il nuovo fattore LS non è molto diverso rispetto alla CRE2 finora in uso, ma si
basa sul software open source SagaGis.
E) Il fattore K (erodibilità del suolo) è stato ottenuto dal profilo metodico analogamente alla CRE2
finora in uso, pur contenendo supplementari dati sul suolo cantonali dettagliati.
F) La nuova carta fattore R (erosività delle precipitazioni) raggiunge valori medi nettamente più
elevati rispetto al fattore R della CRE2 finora in uso. Ciò è riconducibile a un metodo diverso e a una
migliore base di dati.
Il potenziale rischio d’erosione calcolato è stato combinato per la regione di Frienisberg con i fattori C
e P per il rischio d’erosione attuale e confrontato con le mappe decennali dei danni da erosione nella
regione di Frienisberg. Il modello di erosione ha portato ad una massiccia sovrastima dell'erosione
del suolo nell'ordine di un fattore 5. Pertanto, il potenziale rischio d’erosione è stato corretto e
riclassificato di conseguenza. La nuova CRE2 2019 corretta differisce quindi in modo significativo
dalla vecchia CRE2 2010. Grazie a questa correzione, la nuova CRE2 2019 può essere combinata con i
fattori C e P, ottenendo così la perdita di suolo attuale. Questa può a sua volta essere posta in
relazione con i valori guida legali per la perdita di suolo tollerabile.
Finora la differenziazione tra la superficie coltiva e quella permanentemente inerbita, e quindi una
CRE2 soltanto per la superficie coltiva (incl. prato artificiale), ha potuto essere realizzata soltanto per
19 Cantoni per i quali erano disponibili i relativi dati digitali a livello particellare. Di conseguenza vi è
una nuova carta del potenziale rischio d'erosione della superficie coltiva per questi 19 Cantoni. Circa
l'75 per cento della superficie coltiva svizzera ha potuto essere rilevata in tal modo a livello
particellare. La potenziale perdita di suolo media a lungo termine di queste superfici ammonta a 17 t
ha -1 a -1 circa. Per i restanti 7 Cantoni la differenziazione tra superficie coltiva e superficie
permanentemente inerbita si basa, tra l'altro, su dati satellitari Fcover 300m, MODIS), il che
pregiudica considerevolmente la qualità dei dati. Oltre alla carta del rischio d'erosione è ora messa a
disposizione una nuova carta delle vie d'infiltrazione per i deflussi superficiali sulla superficie agricola
utilizzata a scopo agricolo in base al fattore L.
È stato sviluppato un nuovo strumento per il fattore C, che considera la gestione (avvicendamento
delle colture, lavorazione del suolo), ed è disponibile quale versione alfa su una macchina virtuale. È
ancora in fase di sviluppo un'applicazione web che connetta questo strumento con la nuova CRE2
2019.
Date of Publication
2019-08-28
Publication Type
Report
Subject(s)
900 History > 910 Geography & travel
500 Science > 550 Earth sciences & geology
Language(s)
de
Contributor(s)
Bircher, Pascalorcid-logo
Centre for Development and Environment (CDE)
Liniger, Hans Peterorcid-logo
Centre for Development and Environment (CDE)
Geographisches Institut der Universität Bern (GIUB)
Prasuhn, Volker
Additional Credits
Centre for Development and Environment (CDE)
Publisher
Bundesamt für Landwirtschaft
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https://www.blw.admin.ch/blw/de/home/nachhaltige-produktion/umwelt/boden.html
Access(Rights)
restricted
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Build: dd892c [ 9.04. 8:30]
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