Post on 06-Apr-2016
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Hydrogeomorphologische Solltypen in Agrarlandschaften Ost-Brandenburgs
Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung
Thomas Kalettka
ZALF, Institut für Landschaftswasserhaushalt, tkalettka@zalf.de
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Agrarlandschaft mit Söllen im Frühjahr
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Soll (pothole, kettle hole)
=Eiszeitlich vorgeprägte isolierte Hohlform
in der Senke eines Binneneinzugsgebietes in der Jungmoränenlandschaft
Standgewässer bzw. Feuchtgebiet - Wasser-Fläche </= 1 ha -
- Hohlform-Fläche </= 3 ha -
Hydrogeomorphologischer (HGM) Typ (Brinson 1993):
Isolierte Hohlform mit vertikaler Wasserbewegung
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Bölkendorf (51 Sölle) Lietzen (20 Sölle) Eggersdorf (37 Sölle)0
10
20
30
40
50
60Anteil [%]
permanent semipermanent periodischepisodisch nie
Wasserführung von Söllen der Agrarlandschaft in Ost-Brandenburg
Vernässungskartierung 1993-2002
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U fe rb re ite b
M w L
H w LMax. Tiefe z
max
Ufertiefe z
BöU
k
B ö O k
U fe r län g e a
S a u m g e fä l le
U f e rg e fä lle
M a x . L ä n g e
Max
. Bre
ite
B ö U k
S a K
B ö O k
M w L
S a u m -b re ite
U m fa n g
U m fa n g
Morphologische Parameter eines Solls
Querschnitt
Draufsicht
SaK = Saumkante
BöOk = Böschungsoberkante
BöUk = Böschungsunterkante
HwL = Hochwasserlinie
MwL = Mittelwasserlinie
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Variablen Klassen1 2 3 4 5
Größe des oberirdischen Einzugsgebiets [ha]
1.0sehr klein
3.2klein
10.0mittel
31.6groß
> 31.6sehr groß
Flächenquotient 3sehr klein
10klein
32mittel
100groß
> 10sehr groß
Einzugsgebiets-Relief eben schwach wellig
wellig stark wellig kuppig
Soll-Fläche an der Böschungsoberkante [ha]
0.03sehr klein
0.10klein
0.32mittel
1.00groß
> 1.00gehr groß
Max. Tiefe undTiefe Unteres Ufer [m]
1.0sehr seicht
1.6seicht
2.5sehr flach
4.0flach
> 4.0tief
Ufer-Gefälle [%]
10flach
20schräg
30sehr schräg
40steil
> 40sehr steil
Ufer-Breite [m]
4sehr schmal
6schmal
10mittel
16breit
> 16sehr breit
Länge/Breite an der Böschungsoberkante
1.5rundlich
2.5oval
> 2.5gestreckt
Wasserführung nie episodisch periodisch semipermanent permanent
Ausuferungstendenz nicht teilausufernd ausufernd
Klassifikation hydrogeomorphologischer Variablen von Söllen
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Faktoranalyse der hydrogeomorphologischen Variablen von Söllen (n=144)
Variablen Einzugsgebiets- und Soll-Größe Faktor
Ausuferungs-Faktor
Relief und Soll-Form Faktor
Wasserführung 0,86 0,13 -0,12
Ausuferungstendenz -0,06 0,85 0,07
Einzugsgebiets-Größe 0,65 0,19 -0,27
Einzugsgebiets-Relief 0,18 -0,05 -0,76
Soll-Größe 0,81 0,24 -0,24
Maximale Tiefe 0,75 -0,43 0,07
DifferenzMax. Tiefe – Tiefe unteres Ufer
0,81 -0,14 0,03
Länge/Breite 0,03 0,08 -0,77
Ufergefälle -0,16 -0,86 0,11
Erklärte Varianz (Eigenwert) 3,10 1,80 1,36
Anteil an der Gesamtvarianz %
34 20 15
Extraktion: Hauptkomponenten; Faktorrotation: varimax; Ergebnisse: Faktorladungen der Variablen, markierte Ladungen 0,65
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Clusteranalyse zur Ausgrenzung hydrogeomorphologischer Solltypen
Beispiel: Cluster von Flach-Söllen (n=95, Mittelwerte, K-Means-Clusteranalyse)WF = Wasserführung; AT = Ausuferungstendenz, FN = Einzugsgebietsgröße; FBO = Fläche des Solls an der Böschungsoberkante; UG% = Ufergefälle
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Sölle (isolierte Hohlformen mit vertikaler Wasserbewegung)
2. Wasserführende Typen(permanent bis temporär wasserführend, organische und mineralische Sediments)
WF: 2-5
1. Kleinmoor-Typ(wachsendes Moor)
WF: 1-2
2.1 Speicher-Typ (permanentes Ufer)
WF: 2-5
2.2 Ausuferungs-Typ (permanentes Ufer)
WF: 2-5
2.3 Pfützen-Typ (kein permanentes Ufer)
WF: 2
2.1.1Großer Tief-S
WF: 4-5
2.1.2.Großer Flach-S WF: 3-5
2.1.3Kleiner Flach-S WF: 2-3
2.1.4Kleiner Seicht-S WF: 2-3
2.2.1aGroßer
Flach-A WF: 3-5
2.2.2GroßerSeicht-A WF: 3-5
2.2.3KleinerFlach-A WF: 2-4
2.2.4KleinerSeicht-A WR: 2-3
2.2.1bmit
MoorinselWR: 3-5
WF = Wasserführung
1: nie, 2: episodisch,
3: periodisch, 4: semipermanent,
5: permanent
Hydrogeomorphologische Solltypen in Agrarlandschaften
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Kurzübersicht des Bestimmungsschlüssels für wasserführende hydrogeomorphologische Solltypen1. 2. 3. 4.
Solltyp Zmax Festes Ufer
UG AT FBöOk FN WF HNnie <3
Pfützentyp 1 - - - 1 1 2 -
Kleiner Seicht-Ausuferungstyp
1-2 X 1-2 (3-)5
1-3 1-3 2-3(-4)
-
Großer Seicht-Ausuferungstyp
1-2 X 1-2(-3)
3 (3-)4-5
3-4 3-4(-5)
-
Kleiner Seicht-Speichertyp 1-2 X 3-4(-5)
1 1-3 1-3 2-3 -
Kleiner Flach-Ausuferungstyp
3-4 X 1-3 5 1-3 1-3 (2-)3-4
-
Großer Flach-Ausuferungstyp
3-4 X 1-3 (3-)5
3-5 (2-)3-4, 2 nur wenn FBöOk 1-2
3-5 -
Kleiner Flach-Speichertyp 3-4 X 3-5 1 1-3 1-2(-3), 3 nur wenn FBöOk 1-2
2-3(-4) -
Großer Flach-Speichertyp 3-4 X 3-5 1 3-5 3-4 3-4(-5) -
Großer Tief-Speichertyp 5 X 1-5 1 3-5 3-4 3-5 X
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HGM-Typ: Großer Tief-SpeichertypDom. Veg.: Saumtyp mit Ufergehölzen (Sambucus nigra, Salix cinerea)
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HGM-Typ: Kleiner Flach-AusuferungstypDom. Veg.: Saumtyp mit Rohrglanzgras-Röhricht (P. arundinacea)
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HGM-Typ: Großer Flach-AusuferungstypDom. Veg.: Vollried-Typ mit Seggen (C. elata) und Röhricht (P. australis)
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HGM-Typ: Großer Flach-Ausuferungstyp mit Moorinsel Dom. Veg.: Gehölz-Typ mit Birkenbestand (B. pubescens)
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HGM-Typ: Großer Flach-Speichertyp Dom. Veg.: Vollried-Typ (Phragmites australis)
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HGM-Typ: Kleiner Seicht-Ausuferungstyp Dom. Veg.: Vollried-Typ (Phalaris arundinacea)
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HGM-Typ: Pfützentyp Dom. Veg.: Annuellen-Fluren
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Beispiel eines Leitbildes für einen hydrogeomorphologischen Solltyp
Kleiner Seicht-SpeichertypMorphologie • max. Tiefe < 1,6 m,
• Ufergefälle 20-40 %
Waterführung • periodisch • kein Ausufern
Wasserqualität • hoch eutroph (-polytroph)
Dominante Vegetation • (Saum-Typ), Vollried-Typ, Gehölz-Typ
Aquatische Vegetation • gewöhnlich keine Hydrophyten
Amphibische Vegetation • Dominanz großflächiger Röhrichte (Groß-und Kleinröhrichte)• außerdem Schlammfluren und Grauweiden-Gebüsche
Terrestrische Vegetation • Staudenfluren, Grasland,• Geringer Anteil itrophiler und ruderaler Arten• Gehölze frischer Standorte (Quercus, Ulmus, Tilia)
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Senken-Funktionen M GTS GFS KFS KSS GFA GSA KFA KSA P
Speicher für Oberflächenwasser
0 xxx xxx xxx xx xx xx x x X
Permanente Wasserführung
0 xxx xx 0 0 xx xx 0 0 0
Temporäre Wasserführung
xxx x xx xxx xxx xx xx xxx xxx xxx
Ganzjährig tiefer Wasserkörper
0 xxx xx x 0 xx x x 0 0
Akkumulation wachsender Moorkörper
xxx 0 0 0 0 xx x 0 0 0
Speicher für reliktische Moorkörper
xxx xx xx x x xx xx x x x
Mäßige Nährstoff-belastung (Wassergüte)
xxx xxx xx x x xx xx x x 0
Schnelle Mineralisierung durch Austrocknen
0 x xx xxx xxx xx xx xxx xxx xxx
Potenzielle abiotische Funktionen von HGM-Solltypen in der Agrarlandschaft
0 – nachrangig, keine x - gering, niedrig xx – mittel xxx - hoch
Weitere Funktionen: Quellenfunktionen (GW-Neubildung, Gasemission)Mikroklimat. Funktionen (Windbremsung, lokale Luftfeuchte)
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Potenzielle Habitatfunktionen von HGM-Solltypen in der Agrarlandschaft Habitatfunktion für
M GTS GFS KFS KSS GFA GSA KFA KSA P
Hohe Arten- und Strukturvielfalt
xx xxx xxx xx x xxx xx xx xx x
Hydrophyten 0 xxx xxx xx x xx x xx x x
Ausgedehnte Großröhrichte
x xx xx xx x xxx xxx xx xx 0
Kleinröhrichte 0 x x xx xxx xx xxx xx xxx xx
Seggenriede xxx x xxx x 0 xxx xx x 0 0
Annuelle Schlammfluren
0 x x xx xxx x x xx xxx xx
Moor- und Sumpfgehölze
xxx xx xx xx xx xx xxx x x 0
Gehölze frischer Ufer
xxx xxx xxx xx xx 0 0 0 0 0
0 – nachrangig, keine x - gering, niedrig xx – mittel xxx - hoch
Weitere Funktionen: Refugium für gefährdete Arten der OffenlandschaftTrittstein im Biotopverbund für Arten und Artengruppen
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Verbreitung hydrogeomorpologischer Solltypen in Abhängigkeit vom Relief der Landschaft
Schwach bis mittel wellige Grundmoräne37 Sölle/345 ha
78 % klein, 36 % seicht, 52 % ausufernd
Kuppige Grundmoräne16 Sölle/520 ha
88 % groß, 6 % seicht, 38 % ausufernd
Eggersdorf
22%
16%3%11%11%
29%
5% 3%
Kleiner Seicht-AusuferungstypKleiner Flach-AusuferungstypGroßer Seicht-AusuferungstypGroßer Flach-AusuferungstypKleiner Seicht-SpeichertypKleiner Flach-SpeichertypGroßer Flach-SpeichertypGroßer Tief-Speichertyp
Lietzen0%
0%
0%
38%
6%6%38%
12%
Kleiner Seicht-AusuferungstypKleiner Flach-AusuferungstypGroßer Seicht-AusuferungstypGroßer Flach-AusuferungstypKleiner Seicht-SpeichertypKleiner Flach-SpeichertypGroßer Flach-SpeichertypGroßer Tief-Speichertyp