A high-resolution soil erosion risk map of Switzerland as strategic policy support system

Soil erosion models and soil erosion risk maps are often used as indicators to assess potential soil erosion in order to assist policy decisions. This paper shows the scientific basis of the soil erosion risk map of Switzerland and its application in policy and practice. Linking a USLE/RUSLE-based model approach (AVErosion) founded on multiple flow algorithms and the unit contributing area concept with an extremely precise and high-resolution digital terrain model (2 m × 2 m grid) using GIS allows for a realistic assessment of the potential soil erosion risk, on single plots, i.e. uniform and comprehensive for the agricultural area of Switzerland (862,579 ha in the valley area and the lower mountain regions). The national or small-scale soil erosion prognosis has thus reached a level heretofore possible only in smaller catchment areas or single plots. Validation was carried out using soil loss data from soil erosion damage mappings in the field from long-term monitoring in different test areas. 45% of the evaluated agricultural area of Switzerland was classified as low potential erosion risk, 12% as moderate potential erosion risk, and 43% as high potential erosion risk. However, many of the areas classified as high potential erosion risk are located at the transition from valley to mountain zone, where many areas are used as permanent grassland, which drastically lowers their current erosion risk. The present soil erosion risk map serves on the one hand to identify and prioritise the high-erosion risk areas, and on the other hand to promote awareness amongst farmers and authorities. It was published on the internet and will be made available to the authorities in digital form. It is intended as a tool for simplifying and standardising enforcement of the legal framework for soil erosion prevention in Switzerland. The work therefore provides a successful example of cooperation between science, policy and practice.

Bodenerosions-Gefährdungskarte der Schweiz

Die Bodenerosions-Gefährdungskarte gibt einen nationalen Überblick über das Abtragsrisiko der Schweizer Böden und vor allem für die Ackerböden. Mit Hilfe einer angepassten Version des empirischen Erosionsmodells «Universal Soil Loss Equation» (USLE) wurde die langfristige Bodenerosionsgefährdung flächendeckend im Hektarraster berechnet. Die Bodenerosions-Gefährdungskarte soll den Kantonen als Grundlage dienen, detaillierte Karten zu erstellen oder besonders gefährdete Gebiete vertieft zu untersuchen. Unter der Annahme, dass alle Ackerflächen mit dem Pflug bearbeitet und keine Zwischenfrüchte angebaut werden, weisen bei heutiger Fruchtfolgegestaltung 61 % aller Ackerflächen einen langjährigen mittleren Bodenabtrag von unter zwei Tonnen pro Hektare und Jahr auf und sind damit als wenig erosionsgefährdet einzustufen. 22 % liegen im kritischen Bereich zwischen zwei und vier Tonnen pro Hektare und Jahr, 17 % sind mit mehr als vier Tonnen pro Hektare und Jahr als stark erosionsgefährdet zu bezeichnen. Die räumliche Verteilung der Abtragswerte zeigt ein sehr heterogenes Muster innerhalb der Hauptackerbau-Regionen ohne räumlich konzentrierte Schwerpunktregionen. In einer Szenario-Berechnung, bei der die Bodenbearbeitung mit dem Pflug durch Direktsaat sowie Winterbrache durch Zwischenkulturanbau flächendeckend ersetzt werden, reduziert sich das Bodenerosionsrisiko im Durchschnitt um rund zwei Drittel.