3.1. Datenerhebung / konventionelle Bodenkartierung

3.1.1. Vorgehen

3.1.2. Vorarbeiten der Feldarbeit

Ort und Intensität der Datenerhebung

Jahreszeit

Aufnahmeformular

3.1.3. Die Feldarbeit

3.1.4. Labordaten

3.1.5. Generalisierte Bodenkarte

3.2. Datenaufbereitung/Vorbereitung für die digitale Bodenkartierung

3.2.1. Neue Daten

3.2.2. GIS/NLS - Daten

3.3. Digitale Bodenkartierung

3.3.1. Berechnung der Geländedaten

3.3.2. Festlegung der Parameter für die folgende Modellierung

3.3.3. Modellierung

3. Vorgehen

In diesem Kapitel wird das Vorgehen zur Gewinnung von Bodendaten und die daraus resultierenden Untersuchungen erläutert. Im Kapitel 3.1. 'Datenerhebung' wird das Testgebiet, die Feldarbeit und die Laborarbeit beschrieben. Anschliessend folgen die Ausführungen zur Datenaufbereitung der analogen Daten für den Import in das geographische Informationssystem ARC/INFO. Im Kapitel 3.2. 'Datenaufbereitung' werden die Boden-, die GIS/NLS-Daten und die Modellierung beschrieben.

3.1. Datenerhebung / konventionelle Bodenkartierung

3.1.1. Vorgehen

Die Datenerhebung gestaltet sich folgendermassen:

Abklären der Vorarbeiten zu den Feldarbeiten
Kartierung und Profilentnahme
Verifizieren der Felddaten mit Laboranalysen
Erstellen einer Feldkarte aus den Felddaten

Diese Arbeitsschritte müssen alle durchgeführt werden, damit am Schluss eine aussagekräftige Bodenkarte dargestellt werden kann.

3.1.2. Vorarbeiten der Feldarbeit

Bevor mit der Feldarbeit begonnen werden kann, müssen folgende Fragen beantwortet werden:

Wo und mit welcher Dichte sollen die Daten erhoben werden?
Welcher Zeitpunkt in der Vegetationsperiode ist für die Entnahme von Bodenproben und für eine Bodenkartierung am geeignetsten?
Nach welchen Kriterien (Auswahl von im Feld anzusprechenden Parametern) sollen die Profile angesprochen werden? Kann dafür ein bereits bestehendes Aufnahmeformular verwendet werden oder ist die Entwicklung eines an die speziellen Anforderungen angepasste Formular notwendig?
Welche technischen Werkzeuge bieten sich für die Entnahme von Bohrprofile im Wald an?
Wie und wo werden die Felddaten überprüft?

Ort und Intensität der Datenerhebung

Die Daten werden in der Naturlandschaft Sihlwald erhoben. Diese Datenerhebung ist ein Teil des Projektes 'Bodenkarte der Naturlandschaft Sihlwald'.

Für die Herstellung einer Bodenkarte, wie in der Naturlandschaft Sihlwald, wird zuerst in einem Testgebiet gearbeitet. Dabei entwickelt die Bodenkartiererin/der Bodenkartierer eine Vorstellung für das ganze zu kartierende Gebiet. Nachdem das Testgebiet fertig kartiert ist, wird die angewendete Methode (Auswahl der Kartierungskriterien) untersucht, um zu klären, ob die Vorgehensweise beibehalten werden soll. Die Bodenkartierung wird mit den Daten der Bohrprofilen überprüft. Die Verteilung, bzw. die Dichte der Datenerhebung aus Bohrkernen ergibt sich aus der Gliederung des Testgebietes.

Die an das Testgebiet gestellten Anforderungen sind anschliessend aufgelistet:

es soll ein Transekt sein und somit den gesamten Hangbereich umfassen
es soll seitlich deutlich abgrenzbar sein
es sollen möglichst viele der in der Naturlandschaft Sihlwald vorkommenden Waldgesellschaften vertreten sein
es soll in der Reservatszone der Naturlandschaft Sihlwald liegen
es soll eine gute Zugänglichkeit gewährleistet sein

Die Lage und die Ausdehnung ist in der Abb. 4, S. 15 zu sehen.

Das Testgebiet mit einer Fläche von etwa 40 Hektaren erfüllt diese Kriterien. Es ist ein Transekt vom Albisgrat bis zur Sihl. Damit werden alle Höhenstufen berücksichtigt. Südlich wird es vom Wüesttobelbach und nördlich vom Birribodenbach abgegrenzt. Zwölf von insgesamt achtundvierzig in der Naturlandschaft Sihlwald vorkommenden Waldgesellschaften liegen im Testgebiet. Es befindet sich ganz in der Reservatszone. Die Zugänglichkeit ist über einige Waldstrassen gewährleistet.

Das Testgebiet weist ein ausgeprägtes Relief auf. Die obere Hälfte, mit einigen markanten Rippen, ist mehrheitlich steil. Die anschliessende Terrasse ist die flachste Stelle im Testgebiet. Die Fläche der Terrasse nimmt etwa einen Viertel der gesamten Testgebietsfläche ein. Die Terrasse endet an einem zweiten Steilhang. Anschliessend folgt noch einmal eine Ebene, die sich bis zur Sihl hinzieht.

Jahreszeit

Die Datenerhebung findet im Frühling und Frühsommer statt. In diesen Jahreszeiten ist die Vegetation noch nicht weit entwickelt, was eine wichtige Voraussetzung für die Zugänglichkeit des Sihlwaldes ist, da auf dem Höhepunkt der Vegetationsperiode grosse Teile der Naturlandschaft Sihlwald undurchdringlich sind.

Aufnahmeformular

Das Aufnahmeformular 'Profilblatt Sihlwald' (Tab. 8, S. 68) ist speziell für das Projekt 'Bodenkarte Sihlwald' entwickelt worden. Dem neuen Formular liegt das Aufnahmeformular der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau (FAL) zugrunde. Dieses ist eigens auf die landwirtschaftliche Bodenkartierung zugeschnitten. Das 'Profilblatt Sihlwald' ist an den Wald und an ein ausgeprägtes Relief angepasst. Neben den üblichen Feldern für die 'Titeldaten', den 'Standort' und die 'Profilbeschreibung' ist ein besonderes Augenmerk auf die 'Situation' gelegt worden. Die elf Felder zur 'Situation' erlauben eine genaue Beschreibung der Lage im Gelände. Das Textfeld 'Ort' ermöglicht zusätzliche Aufnahmen zur forstlichen Situation. In der dazugehörenden Legende (Tab. 9, S. 69ff) sind die möglichen Aufnahmewerte aufgelistet.

Die Daten der Bodenkartierung sind in einer Tabelle aufgenommen worden. Die Aufnahmekriterien des Formulars entsprechen jenen, welche im Kanton Solothurn für Kartierungen der Landwirtschaft und dem Wald benützt werden. Die extreme Ausprägung des Reliefs ist bei der Auswahl der Aufnahmeparameter nicht berücksichtigt worden. Mögliche Konsequenzen daraus werden im Kapitel 4.2. 'Interpretation der Ergebnisse' diskutiert.

Übersichtskarte Naturlandschaft Sihlwald und Testgebiet

Abb. 4: Übersichtskarte Naturlandschaft Sihlwald und Testgebiet

3.1.3. Die Feldarbeit

Die Feldarbeit gliederte sich in zwei Arbeitsschritte. Der erste Teil bestand in der Entnahme von Bohrprofilen. Im Testgebiet wurden 19 Bohrkerne gezogen. Die Werkzeuge für die Probeentnahmen wurden dem Gelände angepasst. Gearbeitet wurde in einer Profilgrube, an Böschungen, mit dem Bohrfahrzeug, dem Holländer, dem Pürckhauer und dem Humax. Die Verteilung der Bohrpunkte ist in der Abb. 5, S. 17 zu sehen. Die Profile wurden im Feld angesprochen. Die Ansprache wurde im 'Profilblatt Sihlwald' protokolliert. Bei jedem Profil wurden dreiundvierzig Parameter zum Standort erhoben und jeder Horizont mit 17 Parametern beschrieben (Tab. 10, S. 72). Die Dauer einer Profilansprache variierte stark. Sie war von der Profiltiefe, bzw. der Anzahl Horizonte pro Bohrung, abhängig. Die Profildaten dienen zur Verifizierung der Bodenkartierung.

Der zweite Teil der Feldarbeit bestand in der Bodenkartierung des Testgebietes, bzw. in der Konstruktion der Feldkarte. Bei der Begehung des Testgebietes wurde mit dem Bohrstock bei Bedarf eine Bodenprobe gezogen. Die Häufigkeit der Einstiche richtete sich vor allem nach der Topographie. Bei einer Änderung des Reliefs wurde anhand einer Probe überprüft, ob ein neuer Bodentyp vorliegt. Ist dies der Fall, wurde mit weiteren Probeentnahmen die Grenze zur nächsten Einheit gesucht. Ein Anhaltspunkt, dass ein Wechsel eines Bodentyps vorliegen kann, bietet eine Änderung der Topographie. Die Kartierung wurde kleinräumig vorgenommen. Für die Bodenkartierung musste das ganze Gebiet in regelmässigen Abständen begangen werden. Bei der Kartierung wurden 58 Bodenpolygone ausgeschieden und jedes mit 23 Parametern beschrieben. Die Feldkarte ist in der Abb. 27, S. 91 und die Legende in der Tab. 11, S. 92 zu sehen.

3.1.4. Labordaten

Zur Überprüfung der Feldaufnahmen wurden drei Parameter der Bohrkerne im Labor analysiert. Der Hauptteil der Laborarbeit wurde von der Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL/FNP) durchgeführt. Im Labor der WSL wurde der pH-Wert gemessen und eine Korngrössenanalyse der Hauptfraktionen vorgenommen. Im Labor des Geographischen Institutes der Universität Zürich wurde bei den Proben mit einem pH-Wert von ca. 7 zusätzlich der Karbonatgehalt gemessen. Die Labordaten sind zur Überprüfung der im Feld erhobenen Daten verwendet worden. Die Labordaten sind den Bodenprofildaten in der Tab. 10, S. 72 beigefügt worden. Sie sind in den Spalten 'Ton_L', 'Schluff_L', 'Kalk_L' und 'pH_L' eingetragen.

Profilstandorte

Abb. 5: Profilstandorte

3.1.5. Generalisierte Bodenkarte

Da die Standortkarte der Vegetation in einem ersten Vergleich mit der Feldkarte (Abb. 27, S. 91) nicht die erwartete Übereinstimmung zeigte, wurde entschieden, die Feldkarte nicht direkt zu digitalisieren, sondern sie zu generalisieren. Massgebend zu dieser Entscheidung beigetragen hat die Überlegung, dass bei einer Generalisierung der Feldkarte das Erkennen den Zusammenhänge zwischen den bodenwirksamen Parametern offensichtlicher wird.

Eine allgemeine Generalisierung enthält die Zusammenfassung ähnlicher Attribute zu einer allgemeinen Karte. Die Generalisierung einer Feldkarte zu einer Gesamtbodenkarte beruht aber auf dem Zusammenspiel aller im Feld angesprochenen Attributen, auf bodenkundlichen Erfahrungen und theoretischen Überlegungen einer Fachperson. Bei der Bodenkartierung im Testgebiet der Naturlandschaft Sihlwald sind die verschiedenen Relieftypen das zentrale Abgrenzungsmerkmal für die Ausscheidung der verschiedenen Bodenpolygone. Die Erhaltung dieses zentralen Abrenzungsmerkmals wurde bei der Generalisierung stärker gewichtet, als zum Beispiel das Attribut 'Humusform'. D. h. dass ein schwächeres Attribut bei der Generalisierung einer Änderung (z.B. einem Klassenwechsel) unterworfen werden kann. Mit einem Klassenwechsel ist gemeint, dass ein Attribut der generalisierten Bodenkarte, welches ursprünglich zum Beispiel zur Klasse "stark sauer" gehörte, nun der Klasse "sauer" zugeordnet worden ist.

Die generalisierte Bodenkarte (Abb. 28, S. 97) und die Beschreibungen der einzelnen Polygone sind in der Legende (Tab. 13, S. 96) aufgeführt. Die Feldkarte (Abb. 27, S. 91) ist von A. Pazeller generalisiert worden und zusammen mit der Legende (Tab. 11, S. 92) im Anhang beigefügt.

Die generalisierte Bodenkarte ist in 21 Bodenpolygone unterteilt. Jedes dieser Polygone ist in der Tab. 13, S. 96, der Legende der generalisierten Bodenkarte, mit zehn Attributen beschrieben und zum Teil mit einer Bemerkung zusätzlich charakterisiert.

In der Abb. 6, S.19 ist ein Schema der Generalisierung einer Feldkarte zu einer generalisierten Bodenkarte und die Modellierung einzelner Attribute aus der generalisierten Bodenkarte dargestellt.

(Quelle: Eigene Darstellung)

Abb. 6: Schema einer Generalisierung und einer Modellierung

Im Punkt A. ist die Feldkarte mit vielen kleinflächigen Polygone skizziert. Jedes Polygon ist mit 20 - 30 Attributen beschrieben. Um in dieser Vielfalt ein Muster entdecken zu können, kann die Feldkarte generalisiert werden.

In Punkt B. ist ein mögliches Ergebnis einer Generalisierung angedeutet Die Feldkarte wird zu einer Gesamtbodenkarte generalisiert. Dabei wird jedem Polygon ein Bodentyp zugeordnet, welcher noch mit y Attributen beschrieben ist. In der Regel ist y < x. Nach der Generalisierung sind einzelne Attribute, im Vergleich mit der Feldkarte nicht mehr lage- und klassentreu. Dafür entsteht eine gut lesbare Bodenkarte.

Punkt C. steht für die Modellierung einzelner Attribute aus der generalisierten Bodenkarte. Das genaue Vorgehen und die Gründe für die Modellierung einzelner Attribute ist im Kapitel 3. beschrieben.

Punkt D.: Die Analysen der Ergebnisse von Punkt C. mit den äquivalenten Attributen der Feldkarte zeigen z.T. irritierende Abweichungen, betreffend der Lage und der Klassifizierung. Die Schlussfolgerung besteht darin, dass die Felddaten modelliert werden müssen. Eine genaue Analyse von drei Attributen und eine Diskussion dieser Problematik ist im Kapitel 4.2 nachzulesen.

3.2. Datenaufbereitung/Vorbereitung für die digitale Bodenkartierung

Die Felddaten müssen für den Gebrauch mit einem GIS in eine digitale Form umgewandelt werden. Dafür bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Die Daten können direkt in das Info-Modul von ARC/INFO eingegeben werden. Davon ist abzuraten, da es benützerInnenunfreundlich ist. Die zweite Möglichkeit bietet ein Tabellenprogramm, z.B. MS-EXCEL, an. Die in dieser Arbeit verwendete Datenaufnahme erfolgte jedoch mit dem relationalen Datenbankprogramm MS-ACCESS. Für die Datenaufnahme mit MS-ACCESS wurde

zuerst ein konzeptionelles Datenmodell und danach
ein physisches Datenmodell

erstellt.

Im konzeptionellen Datenmodell werden die Entitäten bestimmt und die Relationen zwischen den Entitäten festgelegt. Im physischen Datenmodell werden aus den Entitäten die Tabellen abgeleitet und attributisiert. Die Relationen werden gebildet in dem die entsprechenden Tabellen verbunden werden. Dabei werden die Relationen so definiert, dass die referenzielle Integrität vom Datenbanksystem MS-ACCESS gewährleistet ist. Referenzielle Integrität bedeutet in diesem Fall, dass nur Eingaben gemacht werden können, die in der Codelegende definiert worden sind. Danach können die Eingabemasken erstellt werden, um die Dateneingabe zu vereinfachen. Nach der Dateneingabe erfolgt die Konvertierung im DBASE-Format für den Import der Daten in das geographische Informationssystem ARC/INFO. Beim Aufbau der Datenstruktur wird darauf geachtet, dass sie auch für andere Bodendatenaufnahmen verwendet werden kann.

Die Verwendung des Datenbankprogrammes MS-ACCESS gewährleistet durch die aktive Überprüfung der referenziellen Integrität eine bessere Datenqualität.

Mit dem geographischen Informationssystem ARC/INFO werden die Daten bearbeitet und analysiert.

3.2.1. Neue Daten

Punktdaten: Der Import der Bodendaten in ARC/INFO führte zu einer Punktcoverage mit 19 Punkten, welche die Standorte der Bodenprofile markieren. Diese Coverage (sw_profile) weist zu jedem Punkt 43 Attribute zum Standort und 18 Attribute pro Bodenhorizont auf. Die Georeferenzierung in das GIS/NLS erfolgte über die x-/y-Koordinaten. In ArcView lassen sich durch Anklicken eines Standortes die dazugehörenden Daten abrufen. Diese liefern die Informationen zum Standort und zu den einzelnen Bodenhorizonten eines Bohrkerns. (Tab. 10, S. 72)
Flächendaten: Die Polygoncoverage (sw_boka) entstand, nachdem die generalisierte Bodenkarte (Abb. 28, S. 97) am Digitalisiertisch digitalisiert worden ist. Die Legende zur generalisierten Bodenkarte (Tab. 13, S. 96) wird aus einer Exceltabelle importiert. Diese Attributdaten sind ebenfalls in ArcView über die einzelnen Polygone abrufbar.

GIS/NLS - Daten

Aus der grossen Menge der Datensätzen des GIS/NLS ist mit den nachfolgend aufgeführten Datensätzen gearbeitet worden:

Standortkarte (sw_standort)
digitales Höhenmodell (sw_topogrid)
Geologie (sw_geologie)
Grossgewässer (sw_gewässer)
1 : 10'000 - Plan (sw_us_plan)

Die beiden letztgenannten Datensätzen sind nur für die Darstellungen verwendet worden. Die drei Datensätze Standortkarte, DHM, Geologie bilden die Datenbasis für alle im nächsten Kapitel beschriebenen Berechnungen.

3.3. Digitale Bodenkartierung

3.3.1. Berechnung der Geländedaten

Die Standortkarte wurde mit den Subklassen (z.B. Waldmeister-Buchenwald mit Lungenkraut) digitalisiert. Mit dem Befehl <dissolve> werden die Subklassen aufgehoben. (Der Befehl <dissolve> löst interne Grenzen auf, bei allen benachbarten Polygone, welche ein gemeinsames Item [Attribut] besitzen.) Die Karte wurde damit auf die nächst höhere Stufe zusammengefasst. Im vorliegenden Fall sind das Vegetationsklassen, z. B. Waldmeister-Buchenwald. Diese Coverage wurde noch weiter verwendet, um die Waldgesellschaften nach ihrem Basenhaushalt (pH) und dem Wasserhaushalt (WHH) zu klassifizieren. Die Angaben dafür erhält man aus dem Ökogramm, welches für die Kartierung der Waldstandorte gebraucht wurde (Schmider et al. 1993, S. 54). Das Ökogramm wurde geometrisch unterteilt und den dabei entstandenen Klassen ein numerischer Wert zugeordnet. Dabei ist nur die Plazierung des Schwerpunktes einer Waldgesellschaft berücksichtigt worden. Das Ökogramm der Waldgesellschaften mit wechselnden Wasserbedingungen ist nicht berücksichtigt worden, aus diesem Grund ist der Waldgesellschaft 17 (Eiben-Buchenwald) kein Wert zugeordnet worden. Mit dem ARCTOOL EDITTOOL oder direkt in ArcView können die neuen Attribute (Items) "pH" und "WHH" hinzugefügt und die entsprechenden Werte eingesetzt werden.

Bei vielen Berechnungen mit Grids wird vom System nach der Rasterzellengrösse gefragt. In den hier vorgestellten Berechnungen wurde mit einer Zellengrösse 10 x 10m gerechnet. Ein Raster von dieser Grösse entspricht der gewünschten Genauigkeit. Denn die Wahl einer grösseren Rasterzelle hätte die Feinheiten des Gebietes nicht erfasst. Und eine Rasterzellengrösse von unter 10 x 10m hätte eine falsche Genauigkeit suggeriert und unnötigen Rechenaufwand erfordert.

Aus dem digitalen Höhenmodell (DHM) wird ein Grid der Krümmung (topo_tot), ein Grid der Strahlung (strahl) und diverse Grids des Wasserabfluss gerechnet.

<curvature> berechnet die Krümmung eines Geländes. Es wird zwischen den konkaven (Werte < 0), konvexen (Werte > 0) und planen Gebieten (Wert = 0) unterschieden. Ebenso kann die vertikale (profil), die horizontale (plan) und die Gesamtkrümmung berechnet werden. Die horizontale Krümmung beschreibt die konkaven und konvexen Regionen parallel zu den Höhenlinien.
<slope> berechnet aus dem DHM die Neigung. Der Befehl <slope> bietet die Wahl, ob die Neigung in Prozenten oder Graden gerechnet werden soll. Da die Neigung im Feld in Prozenten aufgenommen wird, wird die Berechnungsart mit Prozenten gewählt.

1. Versuch:

Der 1. Versuch ist die Umsetzung der Annahme, dass es zweckmässig ist, nur die Gebiete mit einer Neigung von weniger als 30% zu untersuchen. Dies sind die Terrassen und die Gebiete entlang der Sihl. Aus diesen Flächen wurde eine erste Coverage generiert, indem den entsprechenden Höhenlinien entlang digitalisiert wurde. Dieses Verfahren brachte nichts, weil die Grenzlinien der ebenen Flächen nur eine weitere Linie, bzw. Grenze in die Analyse einbringen. Diese Linie vergrössert die Unübersichtlichkeit und bringt kein klärendes Element in die Untersuchung ein.

2. Versuch:

Weil der 1. Versuch kein Erfolgt zeigte, wurde für die weitere Arbeit <slope> auf den ganzen Sihlwald angewendet. Es empfiehlt sich, eigene Neigungsklassen zu definieren. Als sinnvoll erwies sich die Unterteilung in die fünf Klassen 0 - 9%, 10% - 19%, 20% - 29%, 30% - 39%, 40%- 200%. Die ersten drei Klassen entsprechen etwa den Terrassen und der Fläche entlang der Sihl, die Klassen 20 % - 39 % sind noch bewirtschaftbar und die fünfte Klasse 40 % - 200 % ist steil. Für die Arbeit ist diese nicht mehr von grossem Interesse, da zwei der Polygone mit einer Neigung von über 40% in der Kartierung Komplexen entsprechen, Komplexe umfassen zu kleinräumige Änderungen der Bodeneigenschaften, als dass für jede Änderung ein neues Polygon ausgeschieden werden könnte. Deshalb können zu Komplexen keine eindeutigen Aussagen gemacht werden.

Die Strahlung wird mit dem Programm <strahlcalc> von HÖLZLE (1994) berechnet. Das Ergebnis der Berechnungen liefert Hinweise darauf, welche Gebiete welche Sonneneinstrahlungsintensität aufweisen. Daraus lassen sich für die Bodenkunde bereits Hinweise zum Wasserhaushalt der zu kartierenden Region ableiten. Für die Forstwirtschaft sind sie interessant, um zu wissen, wo welche Baumarten ihre bevorzugten Standorte haben könnten. Das Strahlungsmodell ist eigentlich für das Gebirge geeicht. In der Naturlandschaft Sihlwald ist es aufgrund des stark kupierten Geländes auch anwendbar. Berechnet werden MJ/m²d. Die Ergebnisse sind als Grössenordnung und nicht als absolute Werte zu verstehen.
Für Berechnungen zum Wasserabfluss stehen verschiedene Befehle zur Verfügung. Die folgende Befehle wurden angewendet:
<flowdirection> berechnet für jede Zelle die Abflussrichtung (dhm_flow)
<watershed> klassifiziert die Wassereinzugsgebiete (dhm_shed)
<basin> grenzt alle Abflussbecken voneinander ab (dhm_bas)

⇒ keine der Abflussberechnungen ergaben für die Fragestellung ein weiter verwendbares Ergebnis

Der Datensatz 'sw_geologie' kann aufgrund seiner groben Kartierung nicht verwendet werden. Das Testgebiet liegt zu 95% in der geologischen Einheit 'obere Süsswassermolasse'.

Festlegung der Parameter für die folgende Modellierung

Für das Verfahren wurde ein visueller Ansatz gewählt, um eine weiter zu verfolgende Vorgehensweise herauszufinden. Die Methode stellte sich als brauchbar heraus, wurde aber nicht mit Berechnungen unterstützt. Die Gründe dazu liegen zum Teil in der Generalisierung der Bodenkarte. Die Diskussion folgt im Kapitel 4.2 'Interpretation der Ergebnisse'.

Das 1. Verfahren, die einzelnen Polygone der generalisierten Bodenkarte mit den GIS/NLS-Daten auszudrücken, blieb erfolglos. Der Ansatz, den ungefähren Grenzverlauf der Polygone zu modellieren, zeigte zu Beginn einige vielversprechende Stellen. Trotzdem ist das Schlussresultat nicht aussagekräftig genug und lässt sich nicht auf ein weiteres Gebiet übertragen. Die Polygone, welche in der Legende der generalisierten Bodenkarte (Tab. 13, S. 96) durch die Nr. 1 - Nr. 21 repräsentiert werden, werden mit jeweils acht Parametern beschrieben. Die Verschiedenheit dieser Informationen verunmöglichte die Modellierung, weil die Daten der Polygone nicht eindeutig sind.

2. Verfahren: Bei diesem Vorgehen sollen die verschiedenen Klassen der Bodeneigenschaften aus der Legende der generalisierten Bodenkarte (Tab. 13, S. 96) untersucht werden. Im Gegensatz zu den Untersuchungseinheiten (Polygon 1 - 21) beim 1. Verfahren, werden bei diesem Ansatz eindeutige Grössen modelliert. (Das Attribut "Bodentyp" ist eine Ausnahme, in dem dieser Parameter bereits für eine Gruppe von Bodeneigenschaften steht.) Bei diesem Ansatz wird untersucht, ob mit den aus dem GIS/NLS abgeleiteten Datensätzen, Bedingungen formuliert werden können, welche für eine Klasse die spezifische Lage im Testgebiet beschreiben. Die Abb. 7, S. 23 zeigt am Beispiel der Bodeneigenschaft 'Humusform' den Vorgang schematisch auf. Im Testgebiet kommen die zwei Klassen "Mull" und "Moder" vor. Wie die Durchführung der einzelnen Schritte des Vorgehens bewerkstelligt wurde, wird weiter unten beschrieben. In der Tabelle 'Attribute' (Tab. 2, S. 25) sind die Ergebnisse des 2. Verfahrens eingetragen.

(Quelle: Eigene Darstellung)

Abb. 7: Schematische Darstellung zur Modellierung der Bodeneigenschaft 'Humusformen'

Die visuelle Auswertung der Bodeneigenschaften mit den sechs Datensätzen 'Humusform', 'pH', 'WHH', 'Feinerde', 'Gründigkeit' und 'Geländeform' (Abb. 8 - Abb. 13) führte zu den in der Tabelle 'Attribute' eingetragenen Werten. Für die Relevanz der Auswahlkriterien müssen zuerst zwei Fragen beantwortet werden:

Kann für eine der Klassen einer Bodeneigenschaft eine mehr oder weniger eindeutige Zuordnung gemacht werden?
Ist ein mehr oder weniger eindeutiger Ausschluss einer oder mehrerer Klassen zu machen?

Das folgende Beispiel soll die Art der Fragestellung verdeutlichen. Kann für die Humusform "Mull" bei dem Grid "Neigung" eine oder mehrere Klassen in das Modell aufgenommen oder ausgeschlossen werden?

Damit überhaupt Werte in die Tabelle eingegeben werden können, müssen die zwei Regeln grosszügig angewendet werden. In ArcView wird die Coverage "Humusform" mit dem Grid (Neigung) analysiert. Die Darstellung wird graphisch ausgewertet. Die graphische Analyse ist problematisch, da die genaue Reproduzierbarkeit nicht gewährleistet ist. Auf weitere Kritik dazu wird im Kapitel 4.2 'Interpretation der Ergebnisse' eingegangen.

Es folgt nun die exemplarische Beschreibung des Ablaufs anhand der Bodeneigenschaft "Humusform". Die Abbildungen Abb. 8 - Abb. 13 geben die Ansichten am Bildschirm wider.

Bei der Auswertung der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 8, S. 26) mit den fünf Klassen des Attributes "Neigung", ergibt sich für die Klasse "Mull", dass eine Neigung von über 20% in das Modell aufgenommen werden kann. Für die Klasse "Moder" kann keine eindeutige Aussage gemacht werden, d. h. sie kommt im Testgebiet auf allen Neigungsstufen vor.

Die Untersuchung der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 9, S. 27) mit dem Attribut "WHH" zeigt eine andere Ausgangslage, als die vorher beschriebene Situation. Das Attribut "WHH", wird anhand des Ökogramm in "trocken", "frisch", "feucht" und "nass" unterteilt und von der Klasse "frisch" dominiert. Trotzdem können Bedingungen festgelegt werden. Für die Klasse "Mull" ergibt sich, dass die Wasserhaushaltsklassen "frisch", "feucht" und "nass" in das Modell aufgenommen werden. Dagegen kann für die Klasse "Moder" der Wert "nass" ausgeschlossen werden, d. h. in das Modell werden die Werte "trocken", "frisch" und "feucht" aufgenommen.

Die Analyse der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 10, S. 28) mit dem Attribut "pH", welches gemäss dem Ökogramm unterteilt worden ist, zeigt, dass die Klasse "mittel" der vorherrschende Wert ist. Das Attribut "pH" ist in drei Klassen (sauer, mittel, basenreich) unterteilt. Für das Modell kann für die Klasse "Mull" keine Bedingung festgelegt werden. Hingegen kann für die Klasse "Moder" der Wert "sauer" und "mittel" in das Modell aufgenommen werden.

Nun folgt die Auswertung der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 11, S. 29) mit dem Attribut "Krümmung". Das Attribut ist in drei Klassen unterteilt (konkav, konvex und eben). Für die Klasse "Mull" wird ermittelt, dass sie, mit kleinen Ausnahmen, nicht mit dem Wert "eben" in Verbindung gebracht werden kann, deshalb werden die Werte "konkav" und "konvex" in das Modell aufgenommen. Für die Klasse "Moder " kann gesagt werden, dass die Werte "konkav" und "eben" aufgenommen werden können.

Die Ermittlungen für die relevanten Bedingungen für die Erforschung der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 12, S. 30) mit dem Attribut der Waldgesellschaften "Vegetat" ergibt sich, dass für keine der Humusformen eine eindeutige Aussage gemacht werden kann. Obwohl ca. 40% der Fläche, welche zur Klasse "Moder" gehört, mit der Klasse "Waldhirsen-Buchenwald" in Verbindung gebracht werden kann, ist sie nicht in das Modell aufgenommen worden. Denn gleichzeitig ist diese Waldgesellschaft auch für die Klasse "Mull" von grosser Bedeutung. Weil es zu keiner Verbesserung führen würde, wird diese Klasse nicht in das Modell aufgenommen.

Die Untersuchung der Bodeneigenschaft "Humusform" (Abb. 13, S. 31) mit dem Attribut "Strahlung" ergibt für die Klasse "Mull" keine eindeutige Zuordnung. Für die Klasse "Moder" können die Werte "16" und "17" in das Modell aufgenommen werden. (Das Grid "Strahlung" ist ursprünglich in 22 Klassen unterteilt, aus Gründen der Darstellung sind neue Klassen gebildet worden. Neu sind je zwei Strahlungswerte in einer Klasse zusammengefügt worden.)

Für die Bodeneigenschaften ("Feinerde", Gründigkeit", "WHH", "pH", "Geländeform") wurde die gleiche Methode angewendet. Die Kritik dieser Methode folgt im Kapitel 4.2 'Interpretation der Ergebnisse'.

Tab. 2: Tabelle 'Attribute'

Bodeneigenschafts-klassen aus der Legende der generalisierten Bodenkarte			GIS/NLS-Daten
Humusform		Neig	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
Mull		≥20	frisch-nass	-	nicht eben	-	-
Moder		-	trocken-feucht	nicht basenreich	nicht konvex	-	16, 17
pH		Neig	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
stark sauer		<40	trocken+frisch	sauer+mittel	nicht konkav	1, 7, 8, 11
Sauer		-	frisch	mittel	nicht konkav	8, 12
Schwach sauer		≥10	feucht	mittel+basenr.	nicht konkav	7, 11
Neutral		≥20	frisch + feucht	mittel+basenr.	nicht konvex	7, 8, 11, 12
WHH		Neig	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
I2		≥20	frisch	basenreich	-	8, 12
I3		-	frisch	mittel	konvex	7
G5		-	frisch + feucht	-	-	7, 11
G2 - G4		≥20	frisch	mittel+basenr.	-	8, 12, 17
G3 - G5		≥10	frisch+feucht	mittel+basenr.	nicht eben	8, 11, 12, 17
G4 - G5		<40	frisch+feucht	mittel+basenr.	nicht konvex	7, 11
G4 - G6		-	frisch+nass	mittel+basenr.	nicht konvex	7, 8, 12, 27
Feinerde		Neig %	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
L		-	frisch	mittel	nicht konkav	8, 11	12-17
TL		-	frisch	nicht sauer	-	7,11,12,17	15-18
lT		-	frisch	nicht sauer	nicht konvex	-	15-17
lU		<30	feucht	basenreich	nicht konvex	11	-
sL-L		<40	trocken-frisch	sauer-mittel	nicht konkav	1,7,8	17
L-tL		≥20	frisch	mittel+basenr.	nicht eben	7, 11, 12, 17	-
Gründigkeit		Neig	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
flgr		≥40	-	-	nicht eben	17	-
zflgr		-	frisch + feucht	mittel + basenr.	-	7,8,11,12	15-17
mtgr		-	frisch + feucht	mittel + basenr.	-		-
tgr		<40	trocken+frisch	sauer+mittel	nicht konkav	1,7,8	17
Gelände-form		Neig	WHH	pH	Krümmung	Vegetat	Strahl
Terrasse		<40	trocken+frisch	sauer+mittel	eben	1, 7, 8
Rippe		≥10,<40	frisch	mittel	nicht konkav	7, 12
Mulde		≥10,<40	frisch+feucht	basenreich	-	7, 11
Rinne		≥10	frisch	mittel+basenr.	konkav	7, 8, 12, 26
Hang		≥10	frisch	mittel	eben	7, 8, 11
Hang steil		≥30	frisch+feucht	mittel+basenr.	-	7, 8, 11, 12, 17
Hang konvex		≥20	frisch	mittel	nicht konkav	7
Schuttkegel		≥20	frisch+feucht	mittel+basenr.	eben	7, 11
-	= keine Aussage möglich

Tab. 2: Die Einträge in der 1. Spalte stammen aus der Legende der generalisierten Bodenkarte. Es sind die in der Legende der generalisierten Bodenkarte (Tab. 13, S. 96) fett hervorgehobenen Kolonnen. Aufgeführt sind die - mit einigen Ausnahmen - eindeutigen Bodeneigenschaftsklassen (Humusform, Wasserhaushalt, pH-Wert, Feinerde, Gründigkeit und Geländeform). Die Felder mit uneindeutigen Angaben wie zum Beispiel 'I2-G4' sind weggelassen worden. Die Attribute 'Neig', 'WHH', 'pH', 'Krumm', 'Vegetat', 'Strahl' sind die im Kapitel 3.2.2. beschriebenen Datensätze. Das Attribut 'Bodentyp' ist nicht eindeutig und wird deshalb nicht in die Untersuchung miteinbezogen, denn jeder Bodentyp steht bereits für eine Kombination von verschiedenen Bodeneigenschaften. Eine ausführlichere Beschreibung und Bewertung folgt in den Kapiteln 4.2.4, 4.2.5, 4.2.6.