Messungen der Bodenfeuchte

In 2019 wurden im Rahmen eines aus dem Berliner Energie- und Klimaschutzprogramm 2030 geförderten Projekts „Wasserhaushaltsmodellierung zur Erhöhung der Resilienz der Straßenbäume in Berlin“ mehrere Standorte im öffentlichen Grün im Südosten des Stadtgebiets mit einer Drill & Drop Messsonde (Typ: Sentek) zur Ermittlung des Wassergehalts im Boden an der Einbaustelle ausgestattet (Abb. 1 – 3). Ende November 2020 erfolgte eine Erweiterung der Standorte sowohl auf Flächen im öffentlichen Grün [sämtliche Standorte aus 2020 (gelbe Messpunkte) werden nicht zusätzlich bewässert, Ausnahme: Sondenstandort im Tiergarten im Bezirk Mitte, Standorte aus 2019 (grüne Messpunkte) im Bereich von Baumpflanzungen werden ggf. zusätzlich bewässert.] als auch auf Forstflächen (Abb. 4). Diese Sonden dienen als Ergänzung zu unserer Bewässerungsempfehlung für Stadtbäume zur Ermittlung des Bodenwasserhaushalts. Mit Beginn der Vegetationsperiode werden die Diagramme zu den Bodenmesswerten im 14-Tage Turnus aktualisiert.

Seit Mitte Januar 2023 sind Bodenfeuchte- und Bodentemperaturdaten über das Wasserportal Berlin tagesaktuell verfügbar. Die bisherigen 13 Messpunkten wurden um 10 (rote Messpunkte) auf nunmehr 23 Messpunkte, verteilt über das gesamte Berliner Stadtgebiet, erweitert. Über eine Downloadfunktion besteht nun zudem die Möglichkeit entsprechende Messdaten als Rohdaten im .csv Format abzufragen.

Messverfahren
Die 100 cm lange Sonde ermittelt in 9 Messtiefen (-5 cm, -15 cm, -25 cm, -35 cm, -45 cm, -55 cm, -65 cm, -75 cm, -85 cm) die Bodenfeuchte am Einbauort. Da die Messsonde nahezu zerstörungsfrei in den anstehenden Boden oder Substrat eingebaut wurde, bildet sie sehr realitätsnah den Wasserhaushalt der anstehenden Bodenmatrix ab. In jeder Messebene arbeitet ein Sensor, der aus zwei Metallringen besteht. Zwischen diesen Metallringen wird ein elektrisches Signal erzeugt, welches in Bogenform durch das Plastikgehäuse der Sonde und den Boden von einem Ring zum anderen wandert.

In einem ersten Schritt ändert sich die Richtung des Signals 150 Millionen mal pro Sekunde. Auf dieser hohen Frequenz schwingen Wassermoleküle im Boden mit. Je mehr Wasser im Boden ist, desto schwächer wird das Signal und anschließend entsprechend von der Sonde in Liter Wasser pro 10 cm Bodenschicht oder auch Volumen% umgerechnet. Alle 60 min. findet eine Messung statt.

Das obere Diagramm (Abb. 5) mit den bunten Linien zeigt den absoluten Wassergehalt (Feldkapazität) in der entsprechende Messebene in l bzw. mm pro 10 cm Boden, bezogen auf eine Fläche von einem Quadratmeter, ab. Die bunten Kästchen am linken Rand geben den Wert zu Beginn des dargestellten Messzeitraums an. Die bunten Kästchen am rechten Rand zeigen den Wert zum Ende des dargestellten Messzeitraums.

In diesem Beispiel liegt die Bodenfeuchte zu Beginn der Messreihe am 25.11.2020 in – 35 cm Tiefe (gelbe Linie) bei 13,6 l und am Ende der Messreihe am 16.12.2020 in der gleichen Tiefe bei 12,8 l. In – 85 cm Tiefe (hellgrüne Linie) liegt die Bodenfeuchte zu Beginn bei 3,1 l und zum Ende der Messreihe bei 3,2 l. Das bedeutet, dass in diesem Bodenhorizont während der Messreihe kaum Wasser im Boden gespeichert wurde. Insbesondere auf sandigen Böden wie sie im Berliner Raum häufig sind, ist in diesen Horizonten kein pflanzenverfügbares Wasser mehr vorhanden.

Das untere Diagramm mit einer schwarzen Linie zeigt den Gesamtwassergehalt aller Messebenen summiert in l/mm pro 90 cm Boden zum entsprechenden Zeitpunkt. In diesem Beispiel verfügt der Boden zu Beginn der Messreihe am 25.11.2020 über ca. 104,3 l/mm Wasser. Dieser Bodenwassergehalt fällt kontinuierlich bis zum Ende der Messreihe am 16.12.2020 ab. Dort beträgt der Gesamtwassergehalt noch knapp 100,0 l/mm.

Die genaue Einschätzung zu den unteren Grenzwerten der nutzbaren Feldkapazität (pflanzenverfügbares Wasser) an den Einbauorten der Sonden ist nur in Abhängigkeit der vorhandenen und bestimmten Bodenart möglich. Bis auf drei Standorte in Berlin-Neukölln (Karl-Marx- Straße, Neue Späthstraße, Mohriner Allee – Bodenart: Baumsubstrat Rotgrand compact) sind die Sonden in Böden gesetzt, die zur Hauptgruppe der Sande zählen.

• Weiterführende Informationen im Umweltatlas Berlin