Bodenkunde, Bodengeographie

   
 

 Bodengeographie - eine Einführung

 
   

1.

Bodenbegriff:
 

 

Böden als Teil des Ökosystems

 

2.

Bodengenetik
 

 


 

3.

Bodenbildende Faktoren

 

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Klima: Bodentemperatur, Niederschläge (Sickerwasser, Bodenfeuchte), Wind und Niederschlagsintensität (Erosion), Verdunstung, [Bodenzonen"Klimazonen]
Ausgangsgestein: Gefüge, Mineralbestand, Körnung, Decklagen (Löß)
Relief: Höhenlage (Klima), Geländeform/Exposition (Mikroklima)
Flora und Fauna: Streuproduktion, Schutz, Umwandlung und Verlagerung von Stoffen durch Tiere
Wasser: Oberflächenwasser (Erosion), Boden- und Grundwasser (Gleye, Moor)
Mensch: Rodung und Ackerbau (Degradierung), Düngung (Regradierung), Entwässerung und Bewässerung, Abgase und Müll (Versauerung), Strassen ...
Zeit

 

4.

Prozesse der Bodenentwicklung (Bodendynamik)
 

4.1
Stoffumwandlungen
 
A.
Verwitterung und Mineralisierung

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Physikalische Verwitterung: Zerlegung von Festgestein -> mCv, Rv
Kryoklastik: Frostsprengung
Salzverwitterung
Verbraunung und Verlehmung: Verwitterung Fe-haltiger Minerale unter Bildung von Fe-Oxiden und Tonen (i.w. Goethit) nach Entkalkung, z.T. Anreicherung an Oberfläche primärer Minerale
Ferrallitisierung und Desilifizierung: rel. Anreicherung von Fe- und Al-Oxiden, außerdem Kaolinitbildung, Verarmung an Si (Desilifizierung), Wollsäcke, -> Bu
 

B.
Humusbildung

 

Organische Substanz = alle abgestorbenen pflanzlichen/tierischen Stoffe und deren organische Umwandlungsprodukte:
 

 

a)
b)

Streustoffe = nicht/schwach umgewandelte Stoffe (makroskopische Gewebestruktur)
Huminstoffe = stark umgewandelte, hochmolekulare, feste und gelöste Substanzen: Fulvo- und Huminsäuren, Humine
 

 

Abbau der org. Substanz: Zersatz (aerob) oder Fäulnis (anaerob), wobei:
Humifizierung = Umwandlung in Huminstoffe
Mineralisierung = Umwandlung und mikrobieller Abbau zu anorganischen Stoffen (H2O, Co2...) unter Freisetzung der Nährstoffe (Mg, Fe, N, S...)

-> Humus = gesamte feste org. Substanz (Auflage und vermischt mit Mineralboden)
 

C.
Gefügebildung:

 

Kohärentgefüge (Quellung), Prismen und Polyeder (Trocknung), Sand- und Krümelgefüge (Regenwürmer)

 

4.2
Stoffverlagerungen
 
A.
Umlagerung
 

1.




2.



3.

Tonverlagerung: Abwärtsverlagerung von Teilchen der Tonfraktion (v.a. < 0,2 µm): Tonminerale, Fe-, Al- und Si-Oxide, Huminstoffe, 3 Teilprozesse: Dispergierung (Zerlegung in Primärteilchen) durch Entsalzung, Entkalkung, Art der Tonminerale, Transport durch Sickerwasser in Grob- und Mittelporen (wechselfeuchte) und Ablagerung oft in Cutane (in blinden Poren, durch erhöhte Salz- oder Ca-Konzentration, stark saures Milieu, Luftkissen) -> Al und Bt
Podsolierung: Abwärtsverlagerung gelöster, organischer Stoffe (zusammen mit Al- und Fe), stark sauer = Nährstoffmangel = kein Abbau der org. Substanz (Huminstoffe) = Auswaschung und Verbindung mit Al- und Fe-Ionen (Chelate), dann Ausfällung durch höheren pH-Wert, häufige Austrocknung stabilisierend -> Ae, Bh und Bs
Carbonatisierung: Bildung und Anreicherung von CaCO3 im Boden, Durchsetzung der Matrix, Konkretionen, Beläge, Krusten etc.., Aggregatgefüge bis Kittgefüge (Calcrete, Caliche), Tagwasser-, Grundwasser-, Hangwasser- und Unterwassercarbonatisierung -> Xc
 

B.
Versalzung
 

= Anreicherung von (wasserlöslichen) Salzen, meist in schwachsauren bis alkalischen Böden

-

-

-

Tagwasserversalzung: atmogene Salze werden eingewaschen (angereichert) und evt. ausgewaschen
Grundwasserversalzung: Meereseinfluss, Salzanreicherung und kapillarer Aufstieg bis zu Ausfällung im Verdunstungsbereich (Salzkrusten)
Künstliche Versalzung durch salzhaltige Wässer, Streusalz, Bewässerung und GW-Anstieg
 

C.
Redoximorphose

 

= Reduktion (und Oxidation)
grün/blau/schwarze Reduktionsfarben durch O2-Mangel (Mikroorganismen, Hydromorphierung), spätere Belüftung schafft braune/gelbe/rote Oxidationsfarben

 

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-

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Sulfidbildung durch Bakterien, die org. Material oxidieren, oft in Marschen, Watten, Sapropel
Konkretionen und Rostfleckung: zeitweise anaerobe Böden, Konkretionen aus Fe (3)-, Mn(3)-Oxiden -> Xo/g
Vergleyung des ständig nassen Unterbodens (-> Gr) oder des teilweise belüfteten Unterbodens (-> Go): Fe- und Mn-Oxide werden reduziert und wandern (nach oben), dann wieder Ausfällung -> extrovertiert = auf Aggregatoberfläche
Pseudovergleyung: Wasserüberschuss (Stau) sorgt für Lösung der Mn- und Fe-Oxide durch Reduktion, Wanderung ins Innere der Aggregate und Fällung an O -> introvertiert, primäre (durch tonreiches Ausgangsgestein) und sekundäre (aus Parabraunerden, Podsolen etc...) Pseudovergleyung
 

D.
Großmaßstäbige Stoffumlagerungen
 

durch Massenbewegungen, Wind, Wasser etc...

 

4.3
Turbationen
 
 

sorgen für Gefügezerfall, Mischung, Horizontverwischung durch:

-
-
-
-

Bioturbation
Peloturbation
Kryoturbation
Spaltenakkumulation

 

5.

Profildifferenzierung

 

-> Zusammenspiel vieler Prozesse (=Entwicklung) schafft Bodenhorizonte und Abfolge = Bodentyp:
Böden, die sich im gleichen oder ähnlichen Entwicklungszustand befinden und gemeinsam mit den Prozessen der Bodenentwicklung gleiche Merkmale und Horizonte haben
Rekonstruktion der ... Prozesse durch

 

 

-
-

Vergleich mit Ausgangsmaterial
Vergleich mit anderen Böden:
- rezente Böden (Vergleich durch Änderung der bodenbildenden Faktoren mit Zeit erschwert)
- Paläoböden und Reliktböden (polygenetisch, polyzyklisch)

 

6.

Bodensystematik
 

 

Bodentyp = Entwicklungsstatus (s.o.)
Beschreibung des Bodentyps in Kurzform durch Horizontsymbole: GROSS = Lage im Profil, klein = Wirkungen bodenbildender Prozesse
Klassifikationen anhand diagnostischer Horizonte (definierte Bodeneigenschaften und -materialien)
    - Deutsche Klassifikation: Abteilung (Wasserregime) - Klasse (Grad der Hor.-differenzierung) - Typ       (Lithologie, Entwicklung)
    - USA: Ordnung 1.-11. (z.B. Histosol) bzw. kombinierte Beschreibung als Subordnung
    - FAO (WRB): 30 Einheiten (z.B. Cambisol) und 2-10 Untereinheiten

 

7.

Das Deutsche Bodenklassifikationssystem
 

7.1
Terrestrische Böden:
 

 

Landböden sind all die Böden, die keine hydromorphe Böden ( = Stauwasser / Gwböden ) sind. D.h. Böden, deren Perkolation von oben nach unten gerichtet ist u. außerhalb des Wirkungsbereichs des Gw liegen.
 

 

O/C Böden

->

Felshumusboden

Skeletthumusbd.

Humusauflage auf Gestein bzw. in Klüften, kein A-Hrzt.
O(xC)/mC mit < 30cm durchsetztes Grobskelett
O/xlC mit >30cm humusdurchsetztem Grobskelett

[Histosol
Leptosol]

Rohböden

->

Syrosem

Lockersyrosem

Humoser Oberboden (Ai) lückig und gering mächtig (<2cm)
Ai/mC aus Festgestein, max. 30 cm zerkleinert
Ai/lC aus > 30cm Lockergestein, tiefgründig

Leptosol
Regosol

A/C Böden

->

Ranker

Regosol
Rendzina

Pararendzina

Fortgeschrittene Verwitterung, voll entwickelter Ah-Horizont
Ah/imC, humos-steiniger Ah auf silikatischem Gestein
Ah/ilC, Übergang von Ah in Lockermaterial
Ah/cC, humos-krümeliger Ah über Carbonat-/Gipsgestein
Ah/eC mit Ah > 40cm aus Sand-/Lehmmergel

[Leptosol,
Regosol]

Schwarzerden

->

Tschernosem

Kalktschernosem

Aus Lockergestein/Löß, mächtiger Mull-Ah (>50 cm)
Axh/C, Bioturbation (Krotowinen), Sekundärkalk in unterem Ah
Axch/C durchgehend kalkhaltig

[Chernozem,
Phaeozem]

Pelosole

->

Pelosol

Böden tonreicher Gesteine, polyedrisch-prismatisches Gefüge
Ah/P/tC mit Aufweichung von Kohärent- zu Absonderungsgefüge

[Regosol,
Vertisol]

Braunerden

->
Braunerde

Ah mit gleitendem Übergang in Bv
Ah/Bv/C mit Verbraunung/-lehmung durch Silikatverwitterung

Cambisol

Lessivés

->
Parabraunerde

Fahlerde

Tonverarmung in A und Verlagerung in Bt
Ah/Al/Bt/C, humusarmer A, tiefbrauner Bt (Prismengefüge)
Ah/Ael/Bt/C, Oberboden aufgehellt, schluffige Überzüge

[Luvisols,
Alisols,
Pozoluvisols]

Podsole

->

Podsol

Staupodsol

Eisenhumuspods.

Mächtiger O/Ah, Eluvial- und Iluvialhrzt. durch Podsolierung
O/Ah/Ae/Bhs/Bs/C mit Bh (Humus) über Bs (Sesquioxide)
O/Ah/Sw-Ae/Sd-Bhs/C, starke Eisenschwarte (bis Ortstein)
O/Ah/Ae/Bsh/Bs/C, mächtiger B auf tiefen, trockenem Sand

Podzol

Terra Calcis
[Terra Fusca]

->

Terra Fusca

Terra Rossa

Plastische Böden aus Carbonatgestein (Lösungsrückstand)
Ah/T/cC, T gelb bis rotbraun, verstärkt durch Verbraunung
Ah/Tu/cC, T rubefiziert (Hämatit)

(Chromic) Cambisol

Stauwasser-böden

->

Pseudogley

Haftpseudogley

Stagnogley

Redoximorphe Merkmale durch Stauwasser (Niederschlag)
Ah/Sw/Sd, Konkretionen/Rostflecken im Aggregatinneren
Ah/Sg auf Sand/grobschluffigen Lössen in ozeanischem Klima
Ah/Sew/Sd, starke Bleichung des Oberbodens

[Stagnosol, Planosol]

Kolluvisole

->

Kolluvisol

Umgelagertes Mineralbodenmaterial über Boden
M/…

?

Reduktosole

->

Reduktosol

Reduktionsmerkmale durch Reduktgase / Sauerstoffmangel
Ah/Yo bzw. Ah/Yo/Yr mit Yo Fe-haltig, Yr reduktionsfarben

?


 
7.2
Semiterrestrische Böden
 
 

Auenböden

->

Rambla

Paternia

Kalkpaternia
Tschernitza
Vega

Borowina

Böden der Aue, obere 80cm ohne Gleymerkmale, darunter Go
Ai/aC, grobkörnig, auf unverwittertem Gesteinsmaterial
Ah/iaC, mehr organisches Substrat, sandig-lehmig, grau
Ah/eaC, kalkhaltiger
Axh/aC, tief humos, grauschwarz, kalkreich
Ah/Bv/aC, tiefere Verwitterung = Verbraunung
Ah/..., trockene Standorte, humusreich auf groben Sedimenten

Fluvisol

Gleye

->

Gley

Naßgley

Anmoorgley
Moorgley

Grundwasserprägung, Oxidations- und Reduktionshorizonte
Ah/Go/Gr mit Go rostartig, Gr fahlgrau bis grünblau
Aoh/Gr, zeitweise GW bis Oberfläche, rostige Wurzelröhren
Aa/Gr mit erhöhtem Humusgehalt
H/Gr mit erhöhtem O/Ah

Gleysol

Marschen

->

Salzmarsch

Kalkmarsch
Klei-/Knickmarsch

Dwogmarsch

Allgemein Ah/Go/Gr, aus Küstensedimenten/Watt
GoAh/zGr, Setzung, Aussüßung, Sulfidoxidation
Ah/Go/Gr, … nach Entsalzung
Aoh/Sd/G, ... nach Entkalkung = Einsatz bodenbildender Prozesse
Ah/Gs/fAhS/G mit fossilen A-Horizonten

Keine gesonderte Gruppe [Gleysole, Fluvisole]


 
7.3
Subhydrische Böden
 
 

Wattböden

->

Mikrobielle Reduktion, Abbau der org. Substanz

[Gleysol]

Unterwasser-böden

->

Protopedon

Dy

Gyttja

Sapropel

Böden des Gewässergrundes, humoser Horizont (F)
Fi/G, Unterwasserrohboden, Sand, Seekreide, Kieselgur etc...
Ff(Fh)/G, Braunschlammboden, ausgeflockte Huminstoffe
Fo/G, Grauschlamm, Mineralpartikel + koprogene Stoffe
Fr/(G), schwarzer Faulschlamm (incl. Metallsulfide)

?


 
7.4.
Moore
 
 

Moorböden

->

Niedermoor
Hochmoor

Hydromorphe Böden mit > 30cm Torf, starke Reduktion
Subhydrische Entstehung, Verlandung
Entkoppelt vom Grundwasser (Uhrglasform)

Histosol


 
7.5.
Anthropogene Böden
 
 

Kultosole

->

Rigosole
Hortisole

Plaggenesche

Durch Mensch völlig veränderte oder neu geschaffene Böden
Rap/R/…, durch tiefgründiges Umschichten
Rap/..., unter jahrelanger Gartenkultur entstanden
Eap/E/..., Erhöhung durch Einarbeitung von Plaggen

Anthrosol

 

 

8.

Böden außerhalb Mitteleuropas
 

 

Vertisole

Peloturbation, dunkle, tiefe Böden (Minutenböden), Rissgefüge und Selbstdurchmischungs- bzw. Selbstmulchungseffekt (Subpolyeder), Gilgairelief

Ferralsole
(Latosole)

Intensiv, tief verwitterte Böden der feuchten Tropen/Subtropen, roter oder gelber Bu-Hrzt. Mit Fe-/Al-Oxiden angereichert, mächtige Zersatzzone (Saprolit)

Nitisole

Rote, lessivierte Böden der feuchten Tropen/Subtropen, Cutane an Aggregatoberflächen, aus silikatischem Gestein (Fersiallitisch = Rotlehme)

Acrisole /
Lixisole

Geprägt durch Tonverlagerung, unterschiedliche Tongehalte, stärker verwittert, feuchte/trockene Tropen und Subtropen

Kastanozeme

Mächtiger Mull-Ah (< Tschernosem), aber braune Farbe durch geringe Bodenfeuchte und höhere Temperaturen

Arenosole
(Yermosole)

Sandige Böden mit mäßiger Horizontierung, Wüstenböden, ähnlich Syrosem, oft salzhaltig, visiculäres Gefüge (Blasen- oder Schaumboden)

Calcisole,
Gypsisole

Mit Kalk/Gips angereicherte Böden der ariden Zone, oft sekundärer Kalk- bzw. Gipsanreicherungshorizont (Calcrete/Gypcrete), kaum Humusgehalt

Solonchake

Salzböden, Tagwasser-Solontchak im Unterboden angereichert, Grundwassersolontchak im Oberboden angereichert (Krustenbildung), Kultosolontchak durch künstlich induzierte Anreicherung

Solonetze

Btn-Hrzt. Mit Säulengefüge, hohem Tongehalt, dunkel, in ariden Klimaten, oft Entstehung aus Solonchak etc… bei Grundwasserabsenkung, Klimaänderung o.ä.

Andosole

Böden aus jungem, vulkanischem Lockermaterial, lockerer Oberboden, Gläser und Silikate, teils bis zur Duripanbildung durch Kieselsäure

Cryosole

Frostböden über Cryon (Cjm), Würge-, Brodel-, Taschenböden, häufig redoximorph mit mächtigen Humusauflagen

Planisole

Nass-gebleichter A-Hrzt. Geht abrupt in sehr tonreichen Unterboden über (ähnlich Stagnosol, Solonetz etc.)

 

 

9.

Entwicklungsstadien
 

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Tonarmes, silicatreiches Festgestein -> Syrosem -> Ranker -> Braunerde -> Podsol
Tonarmes, silicatreiches Lockergestein -> Lockersyrosem -> Regosol -> Parabraunerde -> Podsol
Mergelgestein mittleren Ton- und Carbonatgehalts
-> Lockersyrosem -> Pararendzina -> Braunerde -> Podsol-Parabraunerde
-> Lockersyrosem -> Pararendzina -> Pseudogley
-> Lockersyrosem -> Pararendzina -> Schwarzerde -> Parabraunerde -> Pseudogley oder Podsol-Parabraunerde
-> Lockersyrosem -> Pararendzina -> Braunerde -> Parabraunerde ->Pseudogley oder Podsol-Parabraunerde
 
Kalk-, Dolomit-, und Gipsgesteine -> Syrosem -> Rendzina -> Braunerde oder Terra Fusca
Ton- und Tonmergelgesteine -> Ranker-Pelosol -> Pelosol -> Pelosol-Braunerde
Ton- und Tonmergelgesteine -> Pararendzina-Pelosol -> (Pelosol) -> Pelosol-Pseudogley

 

10.

Allgemeine Zusammenhänge
 

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Gestein, Relief -> (Klima + Dauer) -> Bodenmerkmale -> (Wetter, Jahr) -> Standortmerkmale
Zerteilung, Verbraunung -> (Gefüge) -> Wurzelraum
Ab- und Zufuhr -> (Humus, Redox) -> Wasser, Lufthaushalt
Plutonite -> grobkörnig und sauer -> anfällig für mechanische Verwitterung
Vulkanite -> dicht und basisch -> anfällig für chemische Verwitterung
je sauerer desto mehr kann ausgespült werden
Kalk puffert die Versauerung
Fermentierung: Zersatz und Spaltung
Humifizierung: Abbau der pflanzlichen Substanz zu Humusstoffen
Humus: Endprodukte der Fermentierung und Mineralisierung
Schluff am leichtesten erodierbar
Tonminerale und Oxide, Hydroxide: Endprodukte der Silikatverwitterung (sialitisch, fersiallitisch und ferrallitisch)
zonale Böden durch Klima bestimmt (-> Landschaftsgürtel), azonale, intrazonale Böden abhängig vom Relief, Menschen, Gestein oder Wasser

 

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