Hydrogeomorphologische Solltypen in Agrarlandschaften Ost-Brandenburgs Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung Hydrogeomorphologische Solltypen in Agrarlandschaften Ost-Brandenburgs Thomas Kalettka ZALF, Institut für Landschaftswasserhaushalt, tkalettka@zalf.de

Agrarlandschaft mit Söllen im Frühjahr

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

Wasserführung von Söllen der Agrarlandschaft in Ost-Brandenburg Vernässungskartierung 1993-2002 Anteil [%] 60 50 40 30 20 10 Bölkendorf (51 Sölle) Lietzen (20 Sölle) Eggersdorf (37 Sölle) permanent semipermanent periodisch episodisch nie

Morphologische Parameter eines Solls Querschnitt Morphologische Parameter eines Solls Draufsicht SaK = Saumkante BöOk = Böschungsoberkante BöUk = Böschungsunterkante HwL = Hochwasserlinie MwL = Mittelwasserlinie

Klassifikation hydrogeomorphologischer Variablen von Söllen Klassen 1 2 3 4 5 Größe des oberirdischen Einzugsgebiets [ha]  1.0 sehr klein  3.2 klein  10.0 mittel  31.6 groß > 31.6 sehr groß Flächenquotient  3  10  32  100 > 10 Einzugsgebiets-Relief eben schwach wellig wellig stark wellig kuppig Soll-Fläche an der Böschungsoberkante [ha]  0.03  0.10  0.32  1.00 > 1.00 gehr groß Max. Tiefe und Tiefe Unteres Ufer [m] sehr seicht  1.6 seicht  2.5 sehr flach  4.0 flach > 4.0 tief Ufer-Gefälle [%]  20 schräg  30 sehr schräg  40 steil > 40 sehr steil Ufer-Breite [m]  4 sehr schmal  6 schmal  16 breit > 16 sehr breit Länge/Breite an der Böschungsoberkante  1.5 rundlich oval > 2.5 gestreckt Wasserführung nie episodisch periodisch semipermanent permanent Ausuferungstendenz nicht teilausufernd ausufernd

Faktoranalyse der hydrogeomorphologischen Variablen von Söllen (n=144) 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 Differenz Max. Tiefe – Tiefe unteres Ufer -0,14 0,03 Länge/Breite 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

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

Hydrogeomorphologische Solltypen in Agrarlandschaften Sölle (isolierte Hohlformen mit vertikaler Wasserbewegung) 1. Kleinmoor-Typ (wachsendes Moor) WF: 1-2 2. Wasserführende Typen (permanent bis temporär wasserführend, organische und mineralische Sediments) WF: 2-5 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 2.1.1 Großer Tief-S WF: 4-5 2.1.2. Großer Flach-S WF: 3-5 2.1.3 Kleiner Flach-S WF: 2-3 2.1.4 Kleiner Seicht-S WF: 2-3 2.2.1a Großer Flach-A WF: 3-5 2.2.2 Großer Seicht-A WF: 3-5 2.2.3 Kleiner Flach-A WF: 2-4 2.2.4 Kleiner Seicht-A WR: 2-3 WF = Wasserführung 1: nie, 2: episodisch, 3: periodisch, 4: semipermanent, 5: permanent 2.2.1b mit Moorinsel WR: 3-5

Kurzübersicht des Bestimmungsschlüssels für wasserführende hydrogeomorphologische Solltypen 1. 2. 3. 4. Solltyp Zmax Festes Ufer UG AT FBöOk FN WF HN nie <3 Pfützentyp 1 - 2 Kleiner Seicht-Ausuferungstyp 1-2 X (3-) 5 1-3 2-3 (-4) Großer Seicht-Ausuferungstyp (-3) 3 4-5 3-4 (-5) Kleiner Seicht-Speichertyp Kleiner Flach-Ausuferungstyp (2-) Großer Flach-Ausuferungstyp 3-5 (2-)3-4, 2 nur wenn FBöOk 1-2 Kleiner Flach-Speichertyp 1-2(-3), 3 nur wenn FBöOk 1-2 2-3(-4) Großer Flach-Speichertyp 3-4(-5) Großer Tief-Speichertyp 1-5

HGM-Typ: Großer Tief-Speichertyp Dom. Veg.: Saumtyp mit Ufergehölzen (Sambucus nigra, Salix cinerea)

HGM-Typ: Kleiner Flach-Ausuferungstyp Dom. Veg.: Saumtyp mit Rohrglanzgras-Röhricht (P. arundinacea)

HGM-Typ: Großer Flach-Ausuferungstyp Dom. Veg.: Vollried-Typ mit Seggen (C. elata) und Röhricht (P. australis)

HGM-Typ: Großer Flach-Ausuferungstyp mit Moorinsel Dom. Veg.: Gehölz-Typ mit Birkenbestand (B. pubescens)

HGM-Typ: Großer Flach-Speichertyp Dom. Veg.: Vollried-Typ (Phragmites australis)

HGM-Typ: Kleiner Seicht-Ausuferungstyp Dom. Veg.: Vollried-Typ (Phalaris arundinacea)

HGM-Typ: Pfützentyp Dom. Veg.: Annuellen-Fluren

Beispiel eines Leitbildes für einen hydrogeomorphologischen Solltyp Kleiner Seicht-Speichertyp Morphologie 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)

Potenzielle abiotische Funktionen von HGM-Solltypen in der Agrarlandschaft Senken-Funktionen M GTS GFS KFS KSS GFA GSA KFA KSA P Speicher für Oberflächenwasser xxx xx x X Permanente Wasserführung Temporäre Wasserführung Ganzjährig tiefer Wasserkörper Akkumulation wachsender Moorkörper Speicher für reliktische Moorkörper Mäßige Nährstoff-belastung (Wassergüte) Schnelle Mineralisierung durch Austrocknen 0 – nachrangig, keine x - gering, niedrig xx – mittel xxx - hoch Weitere Funktionen: Quellenfunktionen (GW-Neubildung, Gasemission) Mikroklimat. Funktionen (Windbremsung, lokale Luftfeuchte)

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 x Hydrophyten Ausgedehnte Großröhrichte Kleinröhrichte Seggenriede Annuelle Schlammfluren Moor- und Sumpfgehölze Gehölze frischer Ufer 0 – nachrangig, keine x - gering, niedrig xx – mittel xxx - hoch Weitere Funktionen: Refugium für gefährdete Arten der Offenlandschaft Trittstein im Biotopverbund für Arten und Artengruppen

Verbreitung hydrogeomorpologischer Solltypen in Abhängigkeit vom Relief der Landschaft Schwach bis mittel wellige Grundmoräne 37 Sölle/345 ha 78 % klein, 36 % seicht, 52 % ausufernd Kuppige Grundmoräne 16 Sölle/520 ha 88 % groß, 6 % seicht, 38 % ausufernd