Bodenkunde (Fach) / 11. Einführung Bodengenese und -systematik (Lektion)

Diese Lektion wurde von Scotland erstellt.

Lektion lernen

zurück  |  weiter 1 / 1

• 1. Erläutern Sie für 5 bodenbildende Faktoren, wie diese eine bestimmte Profildifferenzierung begünstigen. Klima: Chemische Reaktionen laufen bei hohen Temperaturen schneller ab als bei niedrigen Temperaturen. Der Kohlenstoffabbau hängt von der Temperatur ab. Bei steigender Temperatur erhöht sich die Biomasseproduktion und der Streuabbau, was dazu führt, dass sich in Böden in kalten Klimaten (boreale Böden) Streu anreichert, da die Umsetzung wegen der kalten Temperaturen nicht vollständig und schnell genug ist. Es entstehen sehr humusreiche Oberböden. Ausgangsgestein: Beeinflusst viele Bodeneigenschaften, wie den grundlegenden pH-Wert, die Geschwindigkeit der Bodenbildung (quarzreich → langsam, carbonhaltig → schnelle Lösung, konzentriere Bodenlösung, hoher pH-Wert), schon zerkleinertes Ausgangsgestein verwittert viel schneller, äolisch und fluvial aufbereitete Gesteine haben fruchtbare Lösse und Lehme. Die Art der zu Anfang enthaltenden Nährelemente und Nährstoffe. Topographie: An Steilhängen wird die Bodenbildung durch Erosion behindert, während sich in den anschließenden Unterhängen z.B. Humus sedimentiert wird (Kolluvium), was sehr fruchtbar ist durch hohen Humusgehalt. Ebene Lagen in Senken im humiden Klima können vernässen und hydromorphe Böden bilden. Die Exposition bestimmt zusätzlich noch den Wärmehaushalt und damit die biologische Aktivität und die Transpiration der Böden. Anthropogene Einflüsse: Durch Düngung reichert sich Stickstoff im Boden an, was das Wachstum von mineralisierenden Bakterien begünstigt, sodass Rohhumusauflagen zersetzt werden. Nährstoffe, die vorher wenig oder nicht vorhanden waren werden eingemischt, der pH-Wert kann verändert werden. Vegetation: Pflanzen beeinflussen den Boden für sich günstig. Manche Pflanzen verwittern den Boden schneller/stärker als andere. Viele haben durch die von Ihnen gelieferte Streu starken Einfluss, vor allem auf die Humusauflage (schlecht zersetzbare Streu, sauer), nehmen Licht und somit eventuell Temperatur vom Boden weg.
• 2. Was versteht man unter sauren Ausgangsgesteinen? Von sauren Ausgangsgesteinen spricht man bei Silikatgesteinen. Quarzreiche, helle Gesteine heißen „saure Ausgangsgesteine“ und sorgen für saure Böden (und teilweise nährstoffärmere), da bei der Verwitterung keine Kationen starker Basen freigesetzt werden und von den verwitterungsresistenten, großen Quarzkörnern kaum Pufferwirkung ausgeht. Diese verbleiben lange als Gerüst (wodurch der Boden auch relativ durchlässig wird). Chemisch gesehen ist die Bezeichnung der Gesteine als sauer nicht korrekt, allerdings versauern Böden im Laufe der Bodenbildung schneller mit diesen Ausgangsgesteinen.
• 3. Warum entstehen aus Granitverwitterung eher durchlässigere Böden als aus der Verwitterung eines Tonschiefers? Grobkörnige Gesteine wie Granit verwittern langsamer und bilden ein durchlässiges Sandgerüst (Quarz). Durch dieses kommt Wasser und mit ihm auch Kationen sehr viel leichter durch, da die Mikroporen nicht so zahlreich vorliegen. Außerdem versauern diese schneller aufgrund ihrer geringen Pufferwirkung. Dies beschleunigt die Wegfuhr von Kationen. Tonschiefer hinterlassen bei der Verwitterung Tonminerale, die sehr gut Wasser speichern und Kationen an- und einlagern. Sie binden leicht viele Nährstoffe und durch die kleinen Poren wird auch Wasser besser gehalten, sodass es weniger zur Auswaschung kommt.
• 4. Die meisten Böden entwickeln sich nicht auf nacktem Fels, sondern auf voraufbereitetem Material. Beschreiben Sie mit wenigen Worten viel solche Voraufbereitungsprozesse und die Eigenschaften des Materials. Glaziale Sedimente, überwiegend Grundmoränen (aber auch Sander, Endmoränen…) sind schlecht sortiert, oftmals gemischt aus verschiedenen Gesteinen. Typisch für die Permafrostwirkung im Periglazial sind durch Kryoturbation und Solifluktion geprägte Schuttlagen. Fluviale Sedimente sind geschichtet, unten Kies, in der Mitte Sand und bedeckt durch Hochflutlehme, die meist während der frühen Rodungen entstanden sind (Erosion). Äolische Sedimente bestehen aus Schluff (Löss: Schluff mit Carbonatbeimengung) oder Feinsand und sind sehr gut sortiert.
• 5. Was ist die klimatische Wasserbilanz, was ist arides Klima, was humides Klima? Welche grundsätzliche bodenkundliche Weichenstellung bewirkt Aridität bzw. Humidität? Die klimatische Wasserbilanz ist die Differenz aus Niederschlag und potentieller Evapotranspiration. Reicht der Niederschlag nicht aus, um die potentielle Transpiration sicherzustellen, spricht man vom „ariden Klima“. Dann ist die tatsächliche Evapotranspiration kleiner als die potentielle. Hier findet meist ein Transport von unten nach oben statt, da es nicht genug Wasser gibt, das einen Strom nach unten verursacht. Dies führt zur Salzanreicherung und Alkanisierung. Kein netto-Wasserstrom von oben nach unten. Ist die tatsächliche Evapotranspiration gleich der potentiellen, spricht man vom humiden Klima. Es fällt genug Wasser, um einen Strom nach unten Richtung Grundwasser sicher zu stellen. In diesen Böden findet, gerade wenn es dazu noch warm ist, eine Desilifizierung und Versauerung statt. Der Boden wird ausgewaschen.
• 6. Was ist ein Plaggenboden? Ein Plaggenboden ist ein Anthropogener Boden, welcher durch Plaggendüngung entstanden ist. Abgestochener, humoser (Gras)Oberboden mit Teilen der darauf befindlichen Vegetation und Streu aus dem Wald oder der Wiese wurde erst in den Stall als Einstreu verwendet. Dort wurde er mit Mist der Tiere vermischt, anschließend noch mit Küchenabfällen und Asche zurück auf nährstoffarme Böden gebracht.
• 7. Welcher Bodentyp ist durch Bioturbation wesentlich geprägt? Was sind Krotovinas? Die Schwarzerden, vorkommend in den Steppengebieten, besitzen einen Mineralboden bis über 1 m Tiefe, einen mächtigen Ah-horizont. Diese sind winterkalt und sommertrocken und durch die heimische Bodenfauna und Faune extrem von Bioturbation geprägt. Vor allem das Steppenmurmeltier und andere legen sehr große Gänge an und vermischen den Boden sehr gut. Ein Krotovina ist ein mit humosem Material gefüllter ehemaliger Tiergang.
• 8. Wie können Stickstoffdepositionen den Profilaufbau unserer Waldböden verändern? (Denken Sie an Humusauflagen) Durch anthropogen verursachten N-Eintrag (hauptsächlich durch Düngung) wird Stickstoff auf dem Boden angereichert. Dadurch verringert sich das C/N-Verhältnis, was zum Abbau von Rohhumusauflagen führt (Mineralisierungsschub) und günstig für viele Bakterien ist, die auf N zu Eiweißbildung angewiesen sind. Die Fauna verschiebt sich eventuell (andere Zusammensetzung), was zu einer besseren Umsetzung und eventuell auch Durchmischung führen kann.
• 9. Wie begünstigt das Auftreten von Beersträuchern (Ericaceen) die Rohhumusbildung? Wo kommen Ericaceen vor? Ericaceen kommen in borealen Nadelwäldern vor. Diese liefern eine sehr schwer zersetzbare Streu, die sich an der Oberfläche anreichert. Darin gespeicherter Stickstoff steht somit dem Ökosystem nicht unmittelbar zur Verfügung. Die eigene Mykorrhiza der Ericaceen ist jedoch in der Lage, den Stickstoff verfügbar zu machen. Dies bedingt einen Konkurrenzvorteil der Zwergsträucher und damit eine positive Rückkopplung des Effekts. Es wird jedoch mehr Streu produziert als vom Pilz umgesetzt wird, wodurch es zur Humusakkumulation kommt. Dadurch hat die Pflanze einen immensen Konkurrenzvorteil.
• 10. Was ist ein Kolluvium? (Entstehung, Eigenschaften) Kolluvium ist die Bezeichnung für eine meist mehrere Dezimeter dicke Schicht, die aus Lockersedimenten besteht. Es entsteht oft an einem Unterhang, wo Material, das in höheren Lagen erodiert wurde, abgelagert wird. Sie haben einen hohen Humusgehalt, wodurch sie sehr fruchtbar sind. Sie sind meist tiefgründig.
• Anzeige
• 11. Skizzieren Sie ein Baumdiagramm der bodenbildenden Prozesse, das sich auf 5 typische Horizont- bzw. Bodenbildungen verzweigt. In-Situ, Transport (aufsteigend, Sickerung, lateral), Horizontdifferinzierung (Bodenprofil)
• 12. Erklären Sie die Begriffe Bodenbildung, Bodenhorizont und Bodenprofil. Was versteht man bodenkundlich unter einer „Schicht“? Bodenbildung: Bodenbildung ist ein Prozess bis zur Ausbildung eines stationären Zustands, bei dem ein Boden entsteht, was über in-sito- (horizontinterne) oder horizonübergreifenden Prozessen stattfinden kann, wie z.B. die Verbraunung/Verlehmung. Die Bodenbildung benötigt viel Zeit und umfasst Verwitterung und Mineralneubildung, Humusakkumulation und Gefügebildung. Bodenhorizont: Ergebnis eines bodenbildenden Prozesses, eine lagenweise vertikale Ausdifferenzierung nahe der Oberfläche, pedogen, unterscheiden sich in chemischen, biologischen und physikalischen Eigenschaften zu anderen Horizonten. Haben also eine gewisse Heterogenität in einem Horizont. (öfters optisch differenzierbar, Grenzen aber auch fließend). Je stärker differenzierbar, desto weiter entwickelt sind die Böden. Bodenprofil: Charakteristische senkrechte Abfolge von Bodenhorizonten Schicht: Ist nicht durch bodenbildende Prozesse entstanden, sondern war im Ausgangsmaterial schon vorhanden, nicht gleich Horizont!
• 13. Welche Horizontdifferenzierung weisen initiale Böden i.d.R. auf, welcher Prozess ist dafür verantwortlich? Böden mit oberflächennahen Humusakkumulationen und sonst nur das Ausgangsmaterial Sie liegen direkt auf dem C-Horizont. Dem Boden fehlt der B-Horizont, da es noch ein sehr junger Boden ist und noch keine oder nur schwache bodenbildende Prozesse eingesetzt haben. Auf dem unverwitterten Ausgangsgestein findet sich nur wenig Vegetation, dadurch wenig organische Substanz und wenige Mikroorganismen, was eine langsame Bodenbildung bedingt, da diese wesentlich an bodenbildenden Prozessen beteiligt sind.
• 14. Man kann zwei Grundformen der Humusakkumulation unterscheiden. Welche sind das? Wieso führt eine Form meist zur Erhöhung, die andere meist zur Herabsetzung der Fruchtbarkeit? Es muss unterschieden werden zwischen Auflagehumus (rein organisches Material, nicht eingemischt in Boden, labil gegenüber geänderten Umweltbedingungen, sauer) und Mineralbodenhumus (eingemischt, Mineral-Organische Komplexe, stabiler gegen kurzfristige Umweltveränderungen, trägt zur KAK und Aggregatsstabilität bei). Der Hauptbestandteil von Humus ist Huminstoff, der zur Aggregatstabilität und Bodenbelüftung beiträgt, gute Quelleigenschaften besitzt, was ihn als Wasserspeicher befähigt. Darüber hinaus dient er als Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorspeicher. Durch seine variablen Ladungen kann er außerdem zur KAK beitragen. Seine dunkle Färbung verringert die Reflexion der Sonnenstrahlen, was zur Absorption von Wärme durch Lichtenergie führt und wiederum den bakteriellen Stoffwechsel anregt und sich somit positiv auf die Mineralisierung auswirkt. Auflagehumus lässt auf ein Ungleichgewicht zwischen Mineralisierung und Humifizierung schließen, da der Anfall von Streu, das übersteigt, was umgesetzt wird. Dies kann auf verschieden Wegen geschehen, wie z.B. schwer abbaubare Streu oder geringe Nährstoffzufuhr durch die Verwitterung von Gesteinen, was zu einer Hemmung der humifizierenden Prozesse führt, wodurch weniger Nährstoffe aus abgestorbener Substanz verfügbar gemacht werden oder durch saures Milleu oder Kälte. Außerdem kann bei starken Rohhumusauflagen ein Wasserstau stattfinden, der sich ebenfalls auf die Bodenfruchtbarkeit negativ auswirkt.
• 15. Was versteht man unter Humusform? Beschreiben Sie kurz die Horizontabfolge der Haupthumusformen und deren Eigenschaften. Humusform: Streuansammlung kann in verschiedene Entwicklungen unterteilt werden. Typische Abfolge der humushaltigen Oberbodenhorizonte: L-Lage: ganze Blätter, lockere Streuauflage, oft nicht ganzjährig vorhanden Of-Horizont: zerkleinerte, mit Pilzfäden durchsetzte, verklebte organische Substanz, deren Herkunft noch erkennbar ist Oh-Horizont: amorph, keine Zellverbände, Humifiziert, Herkunft nicht mehr erkennbar. Kaffeesatzartig oder kantig brechbar Rohhumus: L – Of – Oh (scharfe Übergänge, brechbar) Moder: L – Of – Oh (fließende Übergänge, oft aggregiert, kaffesatzartig) F-Mull: L – Of L-Mull: L – Lah
• 16. Beschreiben Sie anhand von Beispielen die 4 Gruppen der Bodenhorizonttypen. Organische Horizonte (O): Bestehen nur aus organischem Material in unterschiedlichen Zersetzungs/Mineralisierungsstufen, z.B. L-Lage, Of-Horizont, Oh-Horizont) Mineralische Oberbodenhorizonte (A): Mit Humus angereicherte oberste Schicht des Mineralbodens (Ah-Horizont), kann aber auch durch Auswaschung an Humus verarmt sein. Unterbodenhorizonte (B): Mineralische Horizonte in denen Mineralumwandlungen (verbraunter Unterboden Bv durch Goethitentstehung) und Einwaschungen (Bt – Toneinwaschung von oben) stattfinden; pedogenverändert mit stärkerer Profildifferenzierung. Ausgangsgestein (C): Kaum oder nicht verwittertes Gestein wie z.B. Granit
• 17. Beschreiben sie kurz 2 Typen der A-Horizonte in der deutschen Bodensystematik. Ae – e steht für eluvial, was bedeutet, dass der A-Horizont ausgewaschen ist. Ah – h steht für humifiziert bzw. mit Humus angereichert
• 18. Beschreiben Sie die 4 pedogen veränderten Unterbodenhorizonttypen. B – durch Mineralneubildung (Verbraunung / Verlehmung), genauer durch Eisenoxidation geprägt P – Unterbodenhorizont, der sich aus Ton oder Tonmergelgestein entwickelt hat S – S von „Stauwasser“. Unterbodenhorizont mit Stauwassereinfluss, der Boden durch wechselhafte Feuchte geprägt und dadurch redoximorph gefärbt hat G – G von „Grundwasser“. Bodenhorizont mit Grundwassereinfluss, der Boden ist dauerhaft mit Grundwasser gesättigt und farblich von Redoximorphose geprägt.
• 19. Was sind Niedermoore, was Hochmoore? Niedermoore sind Lebensräume mit Wasserüberschuss, geprägt durch die Pflanzenarten die entstehen, wenn Gewässer verlanden. Sie sind nährstoffreich, abgestorbene pflanzliche Reste können aber nicht vollständig abgebaut werden, da in den wassergesättigten Böden der Sauerstoff für die zersetzenden mikrobiellen Lebensformen fehlt. Die streu lagert sich als dicke Humusreiche Schicht, als Torf, an. Hochmoore entstehen auf Niedermooren. Die unwirtlichen Torfböden werden nun von Torfmoos bewachsen, eine Pflanze, die beim Absterben extrem unfruchtbare Streu hinterlässt, die wiederum von der nächsten Torfmoosgeneration besiedelt wird. Es gibt somit kaum N-Eintrag zur Zersetzung des Torfes, zudem wirkt das feuchte kalte Klima als Mineralisationshemmnis.
• 20. Welche zwei international gebräuchlichen Bodenklassifikationssysteme kennen Sie? Wie unterscheiden Sie sich? WRB (World Reference Base for Soil Resources): Unterteilt ausschließlich nach den Merkmalen des Bodens, also der morphologischen Klassifikation (Farbe, Struktur, Körnung, Nährstoffgehalt …) Die US Soil Taxonomy richtet sich ebenfalls stark nach den Merkmalen, berücksichtigt aber auch die Faktoren bei der Entstehung des Bodens.

zurück  |  weiter 1 / 1