Fachhochschule Eberswalde

Fachbereich 1 - Forstwirtschaft

Bodenkundliche Untersuchungen in

Auenwaldrelikten der Oder unter besonderer

Berücksichtigung der Standortsansprüche der

Esche (Fraxinus excelsior L.)

Diplomarbeit zur Erlangung des Grades eines

,,Diplom- Forstingenieur (FH)"

vorgelegt von

Vincent Luong

Eberswalde, im Januar 2005

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Inhalt

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 1

1.1.Auenböden 1

1.2.Anlass der Untersuchung 1

1.3.Zielsetzung 2

2. Untersuchungsgebiet 3

2.1.Geographische Lage 3

2.2.Geologie 6

2.3.Hydrologie 7

2.4.Klima 10

2.5.Vegetation 11

2.6.Anthropogene Beeinflussung 12

3. Methoden 15

3.1. Geländearbeiten 15

3.1.1. Versuchsflächenauswahl und Profilbeschreibung 15

3.1.2. Bodenprobeentnahme 15

3.2. Bodenphysikalische Untersuchungen 16

3.2.1. Körnung 16

3.2.2. Wassergehalte 17

3.2.3. Luftkapazität (LK), nutzbare Feldkapazität (nFK) und pflanzenverfügbaren Wassers 17

3.2.4. kapillare Aufstiegsrate 17

3.3. Bodenchemische Untersuchungen 18

3.3.1. pH- Werte in Wasser und Kaliumchlorid 18

3.3.2. C/N- Verhältnis 18

3.3.3. Kationenaustauschverhältnisse 18

3.3.4. Karbonatgehalte 19

3.3.5. Schwermetallgehalte 19

4. Ergebnisse 20

4.1. Standortsaufnahme am Bodenprofil 20

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4.1.1. Bodenfarbe 20

4.1.2. Lagerungsdichte 20

4.1.3. Carbonatgehalt 21

4.1.4. Skelettanteile 21

4.1.5. Bodenwasser 21

4.1.5.1. Luftkapazität, nutzbare Feldkapazität und Wasserspeicherleistung

22

4.1.5.2. Mittlere kapillare Aufstiegsrate

22

4.1.6. Morphologie der Bodenprofile 24

4.1.6.1. Bodentyp

26

4.1.7. Standortsformengruppe 26

4.1.7.1. Herleitung nach dem Nordostdeutschen Erkundungsverfahren

27

4.2.Laboranalyse 27

4.2.1. Körnung 27

4.2.2. Humusstatus 29

4.2.2.1. Humusgehalt im Mineralboden

29

4.2.2.2. Kohlenstoff-, Stickstoff-, Phosphorvorräte, sowie C/N- Verhältnis

30

4.2.2.3. Humusform

31

4.2.3. Bodenacidität und Carbonatgehalt 32

4.2.3.1. pH- Wert und Säurebelastungsrisiko

32

4.2.3.2. Carbonatgehalt

33

4.2.4. Kationenaustauschverhältnisse 33

4.2.4.1. effektive Kationenaustauschkapazität, Sättigungsgrad der Elemente und S- Wert

34

4.2.4.2. Austauschbare Elemente und Elementvorräte

37

4.2.5. Schwermetalle 39

4.2.5.1. Schwermetallgehalte

40

5. Diskussion 42

5.1.Vergleich der Untersuchungsflächen 42

5.2.Vergleich der Labordaten mit den Standortsansprüchen der Esche 52

5.2.1. Standortsansprüche der Esche 52

5.2.2. Vergleich mit den erhobenen Daten 56

5.3.Schlussfolgerungen 62

6. Zusammenfassung 64

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7. Literaturverzeichnis 65

8. Danksagung 69

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Topographische Karte ,,Brieskow- Finkenherd" 4

Abbildung 2: Topographische Karte ,,Eichwald und Buschmühle" 5

Abbildung 3: Überflutungstage im ,,Eichwald" 8

Abbildung 4: Jahresstände der Pegel Frankfurt/Oder 9

Abbildung 5: Niederschlagssummen Messstation Frankfurt/Oder 11

Abbildung 6: Durchschnittstemperaturen Messstation Frankfurt/Oder 11

Abbildung 6a: Intensive landw. Nutzung der eingedeichten Bereiche 14

Abbildung 7: Morphologie Profilgrube Brieskow 24

Abbildung 8: Morphologie Profilgrube ,,Eichwald" 25

Abbildung 9: Kationenaustauschkapazität Brieskow 34

Abbildung 10: Austauscherbelegung Brieskow 35

Abbildung 11: Kationenaustauschkapazität ,,Eichwald" 36

Abbildung 12: Austauscherbelegung ,,Eichwald" 36

Abbildung 13: Vergleich Korngrößenverteilung bis 90 cm Tiefe 43

Abbildung 14: Vergleich Luftkapazität und nutzbare Feldkapazität 45

Abbildung 15: Vergleich Bodenacidität 46

Abbildung 16: Nährstoffmangelgrenze Esche nach BINNER et al. (2000) 54

Abbildung 17: Vergleich Nährelementvorräte KNORR (1987) mit Untersuchungsfläche 57

Abbildung 17a: von Rehwild verbissene und gefegte Eschenpflanze (MÜLLER, 2004) 59

Abbildung 18: Pflanzenzustand der eingezäunten Fläche 60

Abbildung 19: Pflanzenzustand der Vergleichsflächen 60

Abbildung 20: Vergleich der Überflutungstage mit Toleranzgrenze von DIESTER (1983) 61

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Hydrologische und geographische Kenngrößen von Elbe und Oder 3

Tabelle 2: Stadien der Weichselkaltzeiten 7

Tabelle3: Klimadaten der Jahre 1900-2003 in der Messstation Frankfurt/Oder 10

Tabelle 4: Grundwasserpegel unter Flur 17

Tabelle 5: Bodenfarbe Brieskow 20

Tabelle 6: Bodenfarbe ,,Eichwald" 20

Tabelle 7:Lagerungsdichte Brieskow 20

Tabelle 8:Lagerungsdichte: "Eichwald" 21

Tabelle 9: Lk, nFK und Speicher in Brieskow 22

Tabelle 10: Lk, nFK und Speicher im ,,Eichwald" 22

Tabelle 11:kapillare Aufstiegsrate (Trockenperiode) in Brieskow 23

Tabelle 12:kapillare Aufstiegsrate (Nassperiode) in Brieskow 23

Tabelle 13: kapillare Aufstiegsrate (Trockenperiode) im ,,Eichwald" 23

Tabelle 14: kapillare Aufstiegsrate (Nassperiode) im ,,Eichwald" 23

Tabelle 15: Bodenproben: frisch, trocken u. Bodenskelett in Brieskow 28

Tabelle 16: Bodenproben frisch, trocken u. Bodenskelett im ,,Eichwald" 28

Tabelle 17: Bodenart in Brieskow 28

Tabelle 18: Bodenart im ,,Eichwald" 29

Tabelle 19: Humusgehalte der Profilgrube Brieskow 29

Tabelle 20: Humusgehalte der Profilgrube ,,Eichwald" 30

Tabelle 21: Kohlenstoff-, Stickstoff- Vorräte sowie C / N Verhältnis in Brieskow 30

Tabelle 22:Kohlenstoff-, Stickstoff- Vorräte sowie C / N Verhältnis im ,,Eichwald" 31

Tabelle 23: Humusform in Brieskow 31

Tabelle 24: Humusform im ,,Eichwald" 31

Tabelle 25: pH- Werte(KCL)und Säurebelastungsrisiko in Brieskow 32

Tabelle 26: pH-Werte(KCL) und Säurebelastungsrisiko im ,,Eichwald" 32

Tabelle 27: Carbonat- Gehalt in Brieskow 33

Tabelle 28: Kationenaustauschkapazität eff ( mmolc/100g) in Brieskow) 34

Tabelle 29: Sättigungsgrad der Elemente (%) in Brieskow 34

Tabelle 30: S- Wert Berechnung(molc/m²) in Brieskow 35

Tabelle 31: Kationenaustauschkapazität eff ( mmolc/100g) ) im ,,Eichwald" 35

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Tabelle 32:Sättigungsgrad der Elemente (%) im ,,Eichwald" 36

Tabelle 33: S- Wert Berechnung(molc/m) im ,,Eichwald" 37

Tabelle 34: Austauschbare Elemente (g/g) in Brieskow 37

Tabelle 35: Elementvorräte (Kg/ha) in Brieskow 37

Tabelle 36: Austauschbare Elemente (g/g) im ,,Eichwald" 38

Tabelle 37: Elementvorräte (Kg/ha) im ,,Eichwald" 38

Tabelle 38: Schwermetallgehalte (g/g) in Brieskow 40

Tabelle 39: Schwermetallgehalte (g/g) im ,,Eichwald" 40

Tabelle 40: Vergleich Schwermetalle in 3 Strömen Ostdeutschlands 50

Tabelle 41: Statistische Kenngrößen von 81 untersuchte Flächen Bayerns 54

Tabelle 42: Elementvorräte in 3 Auenstandorten Bayerns 54

Abkürzungsverzeichnis

Haupt- und Zusatzsymbole der Bodenhorizonte 25

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1.

Einleitung

1.1 Auenböden

Auen- oder Alluvialböden sind Böden holozäner Flusstäler. Sie werden bei unregulierten

Fließgewässern periodisch überflutet (Eichwald- Frankfurt/ Oder) oder vom Druck- bzw. Qualmwasser

(Auenwald Brieskow) überschwemmt (FRIESE et al., 2000 ). Dadurch werden feste und gelöste Stoffe

zugeführt, teilweise aber auch abgeführt. Die Bodenentwicklung wird durch Sedimentation bzw.

Erosion unterbrochen. Demzufolge liegt ein alluviales Ausgangssubstrat vor und der humose

Oberboden besteht aus mehreren Lagen mit wechselndem Humusgehalt (SCHEFFER &

SCHACHTSCHABEL, 1998). Ebenso wie Tier- und Pflanzengemeinschaften weisen die Böden der

Auen standorttypische Besonderheiten auf. Sie sind vor allem von den Eingriffen des Menschen

betroffen. Er wirkte direkt oder indirekt durch Flussbaumaßnahmen und Landnutzung auf die Böden

der Auen ein. So wurden ab dem 18. Jahrhundert alle großen Flüsse Deutschlands u. a. durch

Flussbegradigungen (z. B. Oder bei Reitwein um 1739), Uferverbauung (z. B. Eindeichung der Oder

von Lebus bis Zellin um 1717), Errichtung von Staustufen (z. B. Oder: Hohensaatener Wehr um 1840)

stark verändert, wodurch sich das Gefälle des Flusses erhöht hat, was eine (gewollte) Sohlenvertiefung

bewirkte. Die Folgen sind eine verringerte Reichweite der Hochwässer und eine Absenkung des

Grundwasserspiegels in der Aue. Beide Faktoren haben erhebliche Auswirkungen auf die Auenböden

(FRIESE et al., 2000).

Als Bestandteil des Ökosystems stehen die Böden der Aue in Wechselwirkung mit der Bio-, Atmo-,

Hydro-, und Lithosphäre. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge erweitert das Verständnis für die

Ökologie der Auen und verbessert die Prognose der Möglichkeiten der Renaturierungen (FRIESE et

al., 2000).

1.2 Anlass der Untersuchungen

Im Rahmen vegetationsökologischer Bestandesaufnahmen zur Charakterisierung potentieller

Auenwaldstrukturen (Forschungsprojekt FH- Eberswalde 2001-2004) im periodisch überfluteten

Naturschutzgebiet ,,Eichwald und Buschmühle" nahe Frankfurt/Oder und des episodisch (durch

Eindeichung) überfluteten Auenwaldes nahe Brieskow- Finkenherd wurde festgestellt, dass die

Gemeine Esche

(Fraxinus excelsior)

als Bestandteil der Hartholzaue, in diesem Gebiet fehlt.

DISTER (1983) weist die Gemeine Esche als typischen Bestandteil der Hartholzaue aus. Im

Übergansbereich zwischen Weich- und Hartholzaue wächst sie besonders gut auf feuchten Standorten.

Wo die Esche in Flussauen größere Bestände ausbildet, kann man annehmen, dass man sich außerhalb

der häufig überschwemmten Gebiete der Weicholzaue befindet (ELLENBERG, 1996).

1

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Nach MRATZ (1965) stellt die Gemeine Esche (

F. excelsior

) hingegen eine Gastholzart in der

Tieflandsaue (Elbe) dar, die erst seit dem Jahre 1840 mit Erfolg von der Forstwirtschaft eingeführt

wurde und sich dort gut eingebürgert hat.

1.3 Zielsetzung

Da die in der Literatur publizierten Aussagen zur Bedeutung der Esche in der Tieflandsaue sehr

gegensätzlich sind, soll in einer

Fallstudie

*1 aus der Verbindung eigener Gelände- und

Laboruntersuchungen und einer Literaturrecherche zum Thema: Standortsansprüche der Esche im

Folgenden versucht werden die Fragestellung zu klären, ob sich die Esche aufgrund der vorhandenen

Bodenzustandseigenschaften auf beiden Standorten etablieren könnte.

Als zweite Fragestellung soll ein Vergleich der Bodenzustandseigenschaften beider Standorte

Aufschluss darüber geben, wie sich infolge der Eindeichung des Untersuchungsgebietes Brieskow um

das Jahr 1760 boden- bzw. standortskundliche Parameter im Laufe der Zeit verändert haben.

,,Eichwald" im Herbst 2001 (Quelle: MÜLLER E. 2004, unveröffentl.)

*1 Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine

Fallstudie

. Dieser Begriff stammt aus der empirischen Forschung, d h. eine

Untersuchung und Beschreibung eines Zusammenhanges oder eines Ereignisses an einer repräsentativen Sache. Ein Fall, den man

für "typisch" hält, wird untersucht (WAHRIG, 1991).

2

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2. Untersuchungsgebiet

2.1 Geographische Lage

Die Untersuchungsflächen befinden sich im Nordostbrandenburger Jungmoränenland im periodisch

(Eichwald) bzw. episodisch (Brieskow) überflutetem Einzugsgebiet der Oder.

Das 1961 gegründete Naturschutzgebiet ,,Eichwald und Buschmühle" befindet sich ca. 3 km südöstlich

der Stadt Frankfurt/ Oder am westlichen Ufer des mittleren Oderlaufes. In diesem Bereich ist die Oder

beidseitig nicht eingedeicht, demzufolge treten hier periodische Überflutungen auf. Als natürliche

westliche Oderbegrenzung dient ein Höhenzug (Geländehöhe ca. 69 m Höhe ü. NN), welcher sich im

Untersuchungsabschnitt bei ,,Oderkilometer 479" mehr oder weniger parallel im Abstand von ca. 800

m zur Oder erstreckt. Die Profilgrube wurde in einer Geländehöhe 22,5m Höhe ü. NN angelegt und hat

einen Abstand von ca. 450 m zum Oderufer. Die genaue Lage der Profilgrube kann Abb.2 entnommen

werden.

Die Untersuchungsfläche Brieskow befindet sich 2 km östlich des Ortes Brieskow- Finkenherd. Es

befindet sich im Ausweisungsverfahren zum Naturschutzgebeit. In diesem Bereich ist die Oder am

westlichen Ufer (Untersuchungsgebiet) völlig eingedeicht. Die Profilgrube wurde im Abstand von ca.

200 m zum Oderufer bei ,,Oderkilometer 474,5" in einer Geländehöhe von 22,6 m Höhe ü. NN hinter

dem Deich angelegt. Die genaue Lage der Profilgrube kann Abb. 1 entnommen werden.

Um einen Eindruck geographischer und hydrologischer Parameter der Oder zu bekommen, wird die

Elbe, als längster Strom des Nordostdeutschen Tieflandes, vergleichend herangezogen (Tab. 1).

Tabelle 1

: Hydrologische und geographische Kenngrößen zweier Ströme des Nordostdeutschen Tieflandes: Oder und Elbe:

Oder

Elbe

Quellgebiet

Mährisches Gebirge

Riesengebirge

Länge

855 km

1094 km

Einzugsgebiet

118900 km

148300 km

Bedeutende Zuflüsse

7

10

Mittl. Gefälle

27 cm/km

32 cm/km

Mittl. Jahresabfluss

540 m³/s

860 m³/s

Hochwasser

Frühjahr Frühjahr

Mündungsgebiet

Stettiner Haff- Ostsee

Nordsee

(Quelle: Wolf, C., 2003)

3

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Abbildung 1:

Topographische Karte Untersuchungsgebiet Brieskow

(Quelle: Landesvermessungsamt Brandenburg)

Profilgrube

Maßstab 1:10000

(1 cm der Karte entspricht 100 m in der Natur)

4

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Abbildung 2:

Topographische Karte ,,Eichwald und Buschmühle"

(Quelle:Landesvermessungsamt Brandenburg)

Profilgrube

Maßstab 1:10000

(1 cm der Karte entspricht 100 m in der Natur)

5

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2.2 Geologie

Das Untersuchungsgebiet gehört zum Bereich des Nordostbrandenburger Jungmoränengebietes und ist

in erster Linie durch die landschaftsprägenden Einflüsse der Weichsel- Kaltzeit (Tab.2)

hervorgegangen.

Die aus nördlicher Richtung vorrückenden Eismassen transportierten Schutt über den Dauerfrostboden.

Durch klimatische Veränderungen stagnierte der Eisrand in verschiedenen Gebieten und es bildeten

sich meistens durch die anstauenden Gesteinsmassen hohe Endmoränenwälle aus (MEHL & THIELE,

1998). Beim Zurückschmelzen des Inlandeises kam es zur Bildung mehrerer Rückzugsstaffeln,

Bereiche, in denen der Gletscherrand längere Zeit stagnierte. Zu erwähnen wären hier die Frankfurter

Staffel (18.000-15.000 v. Chr.), in deren Vorfeld es zu der Ausbildung einer breiten

Schmelzwasserabflussbahn, dem Warschau- Berliner- Urstromtal kam (RIEK & STÄHR, 2004). Bei

erneuten Eisvorstößen (Pommersches Stadium; 14.000- 12.000 v. Chr.) mischte sich abgelagertes mit

bereits vorhandenem älteren Material. Die Bestandteile (des Materials) waren im wesentlichen Sand

und Geschiebemergel mit hohen Block- und Geröllanteilen. Während die wellig- flache Grundmoräne

mit ungeschichteten unsortierten Schluff, Ton, Sand, Kies, Steinen und Blöcken der Endmoräne

vorgelagert ist, folgen der Endmoräne die Sander, die aus im Schmelzprozess ausgeschwemmten

Kiesen und Sanden bestehen (MEHL & THIELE, 1998). Der Gletschervorstoß während des

Pommerschen Stadiums führte zur Ausbildung der markanten Pommerschen Eisrandlage und deren

Abflussbahnen, dem Thorn- Eberswalder Urstromtal. Durch dieses Urstromtal gelangten die

Schmelzwässer nach Südwesten, durchbrachen im Bereich der Havelniederung die Höhenzüge der

Frankfurter Staffel und flossen weiter durch das Warschau- Berliner- Urstromtal (RIEK & STÄHR,

2004). Der Abfluss der enormen Mengen an Schmelzwasser wurde in dieser Richtung von der

Inlandvereisung erzwungen, da das Gebiet der Ostsee von Eis bedeckt war. Auf diese Weise wurden

die Schmelzwässer (Vorgänger der Oder) über das Berliner- Urstromtal in die Nordsee abgeleitet. Im

Zuge des fortschreitenden Abtauens der Eismassen durch allmähliche Erwärmung durchbrach die Oder

die Endmoräne bei Frankfurt/Oder und mündet seit dem in das Stettiner Haff, nahe der Ostsee

(LUTZE, 2001). Nach LUTZE (2001) führen die heutigen Flüsse der Urstromtäler nur ca. 2% der

einstigen Schmelzwassermassen. Daraus resultieren die verhältnismäßig großen Niederungen, Brüche

(Oderbruch) und die Auen der Oder.

6

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Tabelle 2:

Stadien der Weichselkaltzeiten:

Weichsel- Frühglazial

Jahre

Zeitabschnitt

Besonderheiten

113.000-18.000 v. Chr.

Weichsel- Frühglazial

kein Gletschervorstoß nach Brandenburg
sehr kaltes Klima

Weichsel-Hochglazial

18.000-15.000 v. Chr.

Brandenburger Stadium

erster und weitester Eisvorstoss der

(mit Frankfurter Rückzugsstaffel)

Weichsel- Kaltzeit

15.000- 14.000 v. Chr.

Blankenberg- Interstadial

kurze Erwärmung mit lokal geringer
Bodenentwicklung

14.000-12.000 v. Chr.

Pommersches Stadium

zweiter Gletschervorstoss nach Branden-

(mit Angermünder Rückzugsstaffel)

burg, sehr kaltes Klima

Weichsel- Spätglazial

12.000-10.300 v. Chr.

Älteste Tundrenzeit

Jahresdurchschnittstemp. ­2°C, baumfreie
Tundra, Bildung dünner Flugsanddecken

10.300- 9900 v. Chr.

Bölling

Jahresdurchschnittstemp. 0°C, keine
nachgewiesene Bodenbildung

9.900-9.700 v. Chr.

Ältere Tundrenzeit

Jahresdurchschnittstemp. ­2°C,
Bildung dünner Flugsanddecken

9.700- 8.900 v. Chr.

Alleröd

Jahresdurchschnittstemp.+ 3°C, in ganz
Brandenburg nachweißlich Bodenbildung

8.900- 8.200 v. Chr.

Jüngere Tundrenzeit

Jahresdurchschnittstemp. ­3°C, trockenes
kaltes Klima, Bildung v. gr. Flugsanddünen

(Quelle: RIEK & STÄHR, 2004)

2.3 Hydrologie

Die jährliche Wasserführung der Oder ist i. d. R. durch zwei Hochwasserwellen, das

Frühjahrshochwasser in den Monaten März/ April (Schneeschmelze aus den kollinen und montanen

Gebieten des Einzugsgebietes) und relativ häufig durch ein Sommerhochwasser in den Monaten Juni/

Juli (starke Niederschläge in den Mittelgebirgen Beskiden, Ostsudeten und Lausitzer Gebirge)

gekennzeichnet. In der zweiten Jahreshälfte folgen häufig Niedrigwasserperioden, welche mehrere

Monate andauern. Der Durchfluss schwankt im Untersuchungsgebiet (Messwert Eisenhüttenstadt)

zwischen 70,4m³/s. und 2.585m³/s. Die größten Wasserstandsschwankungen (höchster

Hochwasserstand bzw. niedrigster Niedrigwasserstand) der Oder wurden mit 5,80 m in

Eisenhüttenstadt gemessen. Im Unterlauf verursachten Eisversetzungen die höchsten Wasserstände, im

Oberlauf traten sie während des Sommerhochwassers 1997 auf. Von den deutschen Strömen weist die

Oder infolge des Einflusses des Kontinentalklimas die häufigsten und längsten Vereisungsperioden auf

(VOLLBRECHT, 2001).

Aus der Topographischen Karte (Abb. 2.) lässt sich für den Standort ,,Eichwald" eine Geländehöhe

von 22,5 Höhe ü. NN ableiten. Abb. 4 (Daten: Wasser- und Schifffahrtsamt Eberswalde) stellt die

Jahreswerte (Maximal-, Minimal-, und Mittelwert) von 1935-2001 dar. Die rot markierte Linie zeigt

die Pegel- bzw. Geländehöhe im ,,Eichwald" und stellt somit die Überflutungsereignisse der Jahre

1935- 2002 dar. Die im Säulen-Diagramm (Abb. 3) anhand der Wasserstandsganglinien (1935-2002)

abgeleiteten Daten (Quelle: Wasser- und Schifffahrtsamt Eberswalde) spiegeln die Überflutungstage

7

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pro Jahr der periodisch überfluteten Aue im ,,Eichwald" wieder. Jahre ohne Überflutungsereignisse

über 22,5 m Höhe ü. NN wurden in der graphischen Darstellung nicht berücksichtigt.

Deutlich hervor tritt der Jahrgang 1997 dem sogenannten ,,Jahrhundert-Hochwasser" mit über 20

Tagen permanenter Überflutung innerhalb der Vegetationsperiode. Darauf folgt der Jahrgang 1947, wo

das Flutereignis in der Winterperiode knapp 15 Tage dauerte. Im Jahrgang 1976 stand das Wasser der

Oder mit etwas über 10 Tagen innerhalb der Vegetationsperiode in der Aue. Aus diesen Kennwerten

lassen sich wichtige standortliche Rückschlüsse auf die Überflutungsdynamik des ,,Eichwaldes"

ziehen.

Für den Standort Brieskow lassen sich infolge der Eindeichung um 1760 keine Überflutungsereignisse

nachweisen. Ausnahme bildet das Überflutungsereignis 1997 (ca. 22 Tage Überflutung) aufgrund des

Deichbruches in der Ziltendorfer Niederung.

Abbildung 3:

Überflutungstage im " Eichwald "(22,5 m Höhe ü. NN)

Überflutungsdauer in Tagen

25

20

15

g

e

Ta 10

5

0

1997 1987 1984 1983 1982 1977 1968 1965 1958 1947 1941 1940 1938

Jahre

(Datenquelle: Wasser- und Schifffahrtsamt Eberswalde, abgeleitet aus Wasserstandsganglinien 1935-02)

8

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Abbildung 4:

Jahresstände Pegel Frankfurt/O.

Jahreswert Maximalwert

Jahreswert Minimalwert

Jahreswert Mittelwert

25,00 m

24,50 m

24,00 m

23,50 m

23,00 m

22,50 m

22,00 m

21,50 m

Höhe ü. NN

21,00 m

20,50 m

20,00 m

19,50 m

19,00 m

18,50 m

18,00 m

1935

1938

1941

1944

1947

1950

1953

1956

1959

1962

1965

1968

1971

1974

1977

1980

1983

1986

1989

1992

1995

1998

2001

Jahrgang

(Datenquelle: Wasser- und Schifffahrtsamt Eberswalde)

9

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2.4 Klima

Das Land Brandenburg befindet sich im Grenzbereich zwischen ozeanisch und kontinental geprägtem

Klima. Die durchschnittlich mittlere Jahrestemperatur Brandenburgs beträgt ca. 8,9°C. Die mittlere

Januartemperatur liegt bei -0,4°C, die Julitemperatur bei 18,0°. Die hohe Temperaturspanne zwischen

kältestem- und wärmstem Monat verdeutlicht die Kontinentalität des Klimas in Brandenburg (RIEK &

STÄHR, 2004). Von Westen nach Osten nimmt die Kontinentalität zu, dieses liegt vor allem an der

zunehmenden Entfernung von den Meeren (Atlantik, Nord- und Ostsee) und der Abnahme der

Bewölkung.

Die langjährigen Niederschlagsmittelwerte Brandenburgs liegen bei 570 mm mit regionalen

Unterschieden zwischen <540 mm und >600 mm. Den Niederschlägen stehen potenzielle

Verdunstungsraten von durchschnittlich 600 mm mit räumlichen Schwankungen zwischen <580 mm

(10. Perzentil) und >610 mm (90. Perzentil) gegenüber. Die klimatische Wasserbilanz als Differenz

von langjährigem Niederschlag und potenzieller Verdunstung beträgt in Brandenburg durchschnittlich

-30mm. Die Daten beruhen auf modellierten Klimadaten für die Bodenzustandserhebung (BZE) 1996.

Das in Ostbrandenburg liegende Odertal befindet sich zwischen den beiden Hauptklimazonen, der

maritimen- und der kontinentalen Zone Europas. An der mittleren Oder sind die Niederschläge <500

mm (<10. Perzentil) pro Jahr, mit 28 Eistagen, 120 Frosttagen und 33 Sonnentagen. Aufgrund dieser

Klimadaten ähnelt es mehr den kontinental- als den maritimen Werten (www.unteres-

odertal.de/nationalpark/info/klima.htm).

Da sich beide Untersuchungsflächen in Auenwäldern in unmittelbarer Nähe zur Oder befinden ist hier

eine gewisse Eigendynamik des Klimas zu vermuten. Hier wirkt sich der Einfluss der Oder u. a. mit

höherer Luftfeuchtigkeit, kälteren Temperaturen nach Eisgang (Kältespeicher) oder höheren

Temperaturen nach dem Sommer (Wärmespeicher) aus.

Tabelle3:

Klimadaten der Jahre 1900-2003 in der Messstation Frankfurt/Oder:

Ereignis

Datum

Wert

min. Monatsdurchschnittstemperatur

Feb. 1929

-10,9°C

max. Monatsdurchschnittstemperatur

Jul. 1994

22,2°C

min. monatlicher Niederschlag

Okt. 1908

0,2 l/m²

max. monatlicher Niederschlag

Aug. 1978

203,6 l/ m²

min. Monatsmittel der rel. Luftfeuchtigkeit

Jun. 1992

54%

(Vegetationsperiode)

max. Monatsmittel der rel. Luftfeuchtigkeit

Sep. 1901

88%

(Vegetationsperiode)

Temperaturanstieg

1900-2003

1,133 K

(Datenquelle: Deutscher Wetterdienst)

10

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Abbildung 5:

Niederschlagssummen Messstation Frankfurt/Oder:

(Datenquelle: Deutscher Wetterdienst)

Abbildung 6:

Durchschnittstemperaturen Messstation Frankfurt/Oder:

(Datenquelle: Deutscher Wetterdienst)

2.5 Vegetation

Vegetationsaufnahmen von WOLF (2003) im ,,Eichwald" zeigen in der Bestandesoberschicht die Stiel-

Eiche

(Quercus robur)

als Hauptbaumart. Der Entwicklungszustand (Lebensphase, Wuchsklasse) der

Eiche kann als ,,starkes Baumholz" (BHD> 50cm) eingestuft werden. Sie ist mit einem Anteil von ca.

19% in der Baumartenverteilung vertreten und steht ,,locker bis geschlossen" im Bestand. Im

Zwischenstand befinden sich: Flatter- Ulme

(Ulmus laevis)

im ,,geringen bis mittleren Baumholz"

(BHD 20-50 cm) flächenweise ,,licht bis räumdig" (mehrere Kronenbreiten Zwischenraum) mit 79%

11

---

der Baumartenverteilung im Bestand. Stammweise finden sich Hainbuche

(Carpinus betulus),

, Winter-

Linde

(Tilia cordata)

und Amerikanische- Esche

(Fraxinus pennsylvanica)

mit ,,geringen bis mittleren

Baumholz" vor.

Flächenweise sind im Unterstand die Straucharten: Weißdorn

(Crataegus spec.)

mit 70%, Blutroter

Hartriegel (Cornus sanguinea) mit 17% der Strauchartenverteilung vertreten. Einzelstammweise treten

Exemplare des Europäischen Pfaffenhütchens

(Euonymus europaeus)

, und des Kreuzdorns

(Rhamnus

carthatica)

auf. Naturverjüngung ist auf den Fläche nur spärlich, liegende- und stehende Totholzanteile

sind mosaikartig in geringen Anteilen vorhanden.

Flussauf- und flussabwärts befinden sich zahlreiche Pappelbestände, die im Zuge der Anbauwelle von

Hybridpappelplantagen in den 1960er Jahren gepflanzt wurden (WOLF, 2003).

Im Untersuchungsgebiet Brieskow findet sich nach MÜLLER (2004, unveröffentlicht) in der

Bestandesoberschicht die Stiel- Eiche

(Quercus robur)

als Hauptbaumart. Der Entwicklungszustand

der Eiche kann als ,,starkes Baumholz" (BHD> 50cm) eingestuft werden. Sie ist mit einem Anteil von

ca. 37% in der Baumartenverteilung flächenweise vertreten und steht ,,geschlossen" im Bestand. Im

Zwischenstand sind die Flatter- Ulme

(Ulmus laevis)

,,räumdig" flächenweise mit 57%, die Hainbuche

(Carpinus betulus)

einzelstammweise mit 5% der Baumartenverteilung und einzelne Exemplare des

Wildapfels

(Malus sylvestris)

vertreten. Im Unterstand kommen die Straucharten: Blutroter Hartriegel

(Cornus sanguinea)

mit 70%, Weißdorn

(Crataegus spec.)

mit 15%, Schwarzer Holunder

(Sambucus

nigra)

mit 13% der Strauchartenverteilung flächenweise vor. Das Europäische Pfaffenhütchen

(Euonymus europaeus)

ist mit einzelnen Exemplaren vertreten. Totholzanteile sind auf der Fläche

mosaikartig in geringen Anteilen vorhanden. Naturverjüngung konnte bis auf wenige Keimlinge nicht

festgestellt werden.

Auf beiden Flächen ist die Gemeine Esche (als typischer Vertreter der Hartholzaue) nicht vorhanden.

2.6 Anthropogene Beeinflussung

Beide Untersuchungsgebiete sind Bestandteil der ,,historisch gewachsenen Kulturlandschaft" in

Mitteleuropa und sind somit stark anthropogen beeinflusst.

Ein Jahrtausend v. Chr. gewann die Haltung von Weidevieh (Pferde, Rinder, Schafe) eine große

Bedeutung. Die natürlichen mit üppigem Grün bewachsenen Flächen der Flussauen boten gute

Weidemöglichkeiten. Daher suchten die Menschen Niederungsgebiete auf, es entstanden auf Inseln

und Horsten größere Siedlungen. Die Siedlungen beschränkten sich auf Gewässerränder und

Talsandinseln, somit wirkte der Einfluss vor allem auf die grundwassernahen Standorte (CORNELIUS,

1995).

Im ,,Eichwald". bestätigt sich diese Aussage, so befindet sich zwischen 481. und 482. Oderkilometer

ein slawischer Burghübel (Abb. 2) aus dem 11. Jahrhundert.

In den Wäldern wurde die Bodengenese vor allem durch den stattfindenden Biomasseexport im Zuge

der Waldweide, Streunutzung und Holzentnahme beeinflusst. Diese Eingriffe beschleunigten in ihrer

12

---

Gesamtheit die natürlichen Degradationsprozesse der Böden und führten zur Verarmung an

Nährelementen und zur Oberbodenversauerung (RIEK & STÄHR, 2004). Historisch gewachsene

Gebietsbezeichnungen wie ,,Schweine- oder Ochsenwerder" (Abb. 2) verdeutlichen die anthropogene

Veränderung der Landschaft. Nach Aussagen des langjährigen Jagdpächters GREISER (2004) wurde

bis in das Jahr 1989 Weidevieh unkontrolliert durch den ,,Eichwald" zu den davor gelagerten

Oderwiesen getrieben (vgl. Abb. 2: Topographische Karte).

Nach LIBBERT (1941) handelt es sich im ,,Eichwald" um einen von der Forstwirtschaft gepflanzten

Stiel- Eichen Wald, bei dem zur Schaftpflege der Eichen Hainbuche beigemischt wurde. Vor der

Begründung des Stiel- Eichen- Hainbuchenwaldes sollen dort Gehölze der Weichholzaue (Pappeln und

Weiden) gestockt haben.

Das Naturschutzgebiet ,,Buschmühle und Eichwald" wurde 1961 gegründet. Infolge der schweren

Kriegshandlungen (Brückenkopf der Roten Armee) 1944- 45 im ,,Eichwald" sind die Eichen

größtenteils durch Granatsplitter o. ä. wirtschaftlich entwertet (Splitterholz).

Bis Ende der 1950er Jahre wurde der ,,Eichwald" intensiv von der Bevölkerung als

Naherholungsgebiet genutzt. So befand sich ein Bahnhof in unmittelbarer Nähe des ,,Eichwaldes" (vgl.

Abb. 2) auf den natürlichen Höhenzügen. Somit war das Gebiet infrastrukturell so erschlossen, dass

selbst Erholungssuchende aus Berlin den ,,Eichwald" problemlos erreichten. Unterhalb des Bahnhofes

befand sich das Restaurant ,,Buschmühle". Zahlreich angelegte Wege durch den ,,Eichwald" gaben

dem Wald in der überflutungsfreien Zeit einen parkähnlichen Charakter. Selbst in den Wintermonaten

bei Eisgang der Oder diente der ,,Eichwald" als ,,Schlittschuhauslaufgebiet" für die Bevölkerung

(Greiser, mdl. Mitteilung, 2004).

Das Untersuchungsgebiet Brieskow befindet sich im Ausweisungsverfahren zum Naturschutzgebiet.

Eine forstwirtschaftliche Nutzung lässt sich seit Ende des Krieges 1945 (durch eventuelle Stubben o.ä.)

nicht nachweisen (Splitterholz). Es ist zu vermuten, dass auch dieser Bestand, ähnlich dem des

,,Eichwaldes", künstlich durch die Forstwirtschaft begründet wurde.

Von Mitte des 18.- bis Ende des 19. Jahrhunderts begann man mit umfangreichen Baumaßnahmen an

der Oder. Das Ziel dieser Maßnahmen waren die Errichtung von Deichanlagen, die Schutz vor

Hochwasser- und Eisgefahren boten sowie die Umgestaltung der Wasserläufe, d h. Veränderung der

Lage und Form des Strombettes der Oder mit dem Ziel den Fluss als Wasserstrasse für den

Schiffsverkehr auszubauen (VOLLBRECHT, 2001).

Infolge der Eindeichung des Odertals bis zum Jahre 1896 verringerte sich das natürliche

Überschwemmungsgebiet der Oder von ursprünglich 3700 km² auf 859 km². Sehr wahrscheinlich

schrumpften die auf polnischem Territorium gelegenen Retentionsflächen der Oder nach dem 2.

Weltkrieg durch Bewirtschaftung oder Besiedelung noch weiter (VOLLBRECHT, 2001).

Nach der Fertigstellung der Hochwasserschutzdeiche (18.-19. Jh.) begann man mit der Urbanisierung

der trockengelegten Gebiete. Die Bevölkerung siedelte sich nun in den Niederungen an und es

13

---

entstanden zahlreiche Ortschaften in den ehemaligen Retentionsflächen der Oder. Heute erkennt man

diese Ortschaften u. a. an der Präferenz (Vorwort) ,,Neu" vor der Ortsbezeichnung (z. B.; Neu- Lewin,

Neu- Bersinchen).

Aufgrund der Bodenfruchtbarkeit mit einer Ackerzahl 32-35 (Bewertungszahl für Ackerland mit

Reinertragsverhältnissen von 7-100) in den trockengelegten Gebieten werden die Flächen intensiv

landwirtschaftlich genutzt (Abb. 6a), so wurde z. B. Ost- Berlin (70 km Entfernung) bis in das Jahr

1989 vornehmlich mit landwirtschaftlichen Erzeugnissen aus dem Oderbruch versorgt.

Die Folgen der Eindeichungen und Flussbegradigungen der Oder sind infolge von

,,Hochwasserkatastrophen" mit Deicheinbrüchen (1947, 1997) für die Region verheerend. So brach der

Deich am 24. Juli 1997 in der Ziltendorfer Niederung, nahe der Untersuchungsfläche Brieskow und

setzte das Gebiet ca. 20 Tage ,,Landunter".

Abbildung 6a:

Intensive landwirtschaftliche Nutzung der eingedeichten Bereiche (Neuzeller Niederung 2002)

(Quelle: MÜLLER E., 2004 unveröffentl.)

14

---

3. Methoden

3.1 Geländearbeiten
3.1.1 Versuchsflächenauswahl und Profilbeschreibung:

Im Rahmen der bodenkundlichen Untersuchungen wurden im Zeitraum Juni bis August 2004 eine

Profilgrube im Eichwald Frankfurt/ Oder und eine weitere im Auenwald bei Brieskow angelegt. Die

Anlage der Profilgruben erfolgten an einer für den Gesamtbestand repräsentativen, homogenen Stelle.

Die Profilgrubenbreite betrug jeweils 1m. Bei der Tiefe der Grube wurde bis zu dem Ausgangssubstrat

gegraben. Die Stirnwand der Profilgruben wurde nach Süden ausgerichtet. Der Aushub wurde nach

Ober- und Unterboden getrennt rechts und links der Profilwand abgelegt. Die Profilwand wurde mit

dem Spaten abgestochen und mit dem Spachtel geglättet (RIEK, 2000).

An den Profilwänden erfolgte die forstübliche Standortsaufnahme nach AK-

STANDORTSKARTIERUNG (1996). Dabei wurden folgende Parameter horizont- bzw.

tiefenschichtweise erhoben:

-Mächtigkeit (Horizonte)

-Bodenfarbe ( Farbansprache erfolgte nach der Munsell- Farbtafel )

-Lagerungsdichte (Messerspitzen- Probe)

-Skelettanteil (am Gesamtboden visuell nach Volumenprozenten geschätzt )

-Besonderheiten (z. B. Freier Kalk, ermittelt mit HCl)

3.1.2 Bodenprobenentnahme

Die Kennzeichnung der Bodenmerkmale im Gelände richtete sich nach der Vorschrift zur bundesweit

einheitlichen Kartierung von Böden (AG Boden, 1996 ; AK Standortskartierung, 1996; sowie AK

Bodensystematik, 1998).

Der Mineralboden wurde im Eichwald Frankfurt/ Oder tiefenschichtweise für die Horizontgrenzen: 0-

17 cm, 17-48 cm, 48-72 cm, 72-91cm, 91-110cm, 110-160cm und für das Untersuchungsgebiet

Brieskow: 0-10 cm, 10-40cm, 40-75 cm, 75-98 cm, 98-119cm, 119-130 cm beprobt. .Zehn

Stechzylinder pro Tiefenschicht wurden zu einer Mischprobe zusammengeführt. Anschließend wurde

das Probenmaterial beschriftet und luftdicht verschlossen. Die Entnahme der Humusauflage erfolgte

mit einem Stechrahmen ( 250 cm² ) in einem Umkreis von 10 m um die Profilgruben. Dabei ergaben

jeweils zehn Stechrahmenproben eine Mischprobe.

Als erstes wurde das Nassgewicht der Proben durch Wägung ermittelt. Danach wurden 100g

Probenmaterial von jeder Probe entnommen und im Trockenschrank bei 105° C bis zur

Gewichtskonstanz getrocknet. Anschließend wurden die Bodenproben auf einer sauberen Unterlage

gut durchmischt und zerkrümelt. Flach ausgebreitet konnten nun die Bodenproben über einen Zeitraum

von einer Woche in einem gut durchlüftetem Raum trocknen. Nach der Trocknung wurden Steine und

andere grobe Bestandteile ausgelesen und die Proben durch ein 2 mm Kunststoffsieb gesiebt, wobei

15

---

lockere organisch- mineralische Partikel ebenfalls durch das Sieb gedrückt wurden ( KOJ, 2004 ). Die

Humusproben wurden ebenfalls gut durchmischt, luftgetrocknet und anschließend durch ein 2 mm Sieb

gerieben. Allen Proben wurde eine fortlaufende Nummer zugeteilt, um im Labor fehlerfrei arbeiten zu

können.

3.2 Bodenphysikalische Untersuchungen
3.2.1 Körnung

Die Kornfraktion des Bodenskelettes (Fraktion > 2 mm) ergab sich aus der Siebung der Proben mit

einem 2 mm Maschensieb. Es war besonders darauf zu achten, dass der Siebrückstand klumpenfrei

war. Durch mechanisches Zerkleinern per Gummihammer und dem Zerdrücken der Klumpen von

Hand konnte das Verfahren realisiert werden.

Zur Ermittlung der Korngrößen der Sandfraktion (Grobsand, Mittelsand; Feinsand; Feinstsand) wurde

ebenfalls das Verfahren der Siebungsanalyse durchgeführt. Um die Sandfraktion von der Schluff- und

Tonfraktion zu trennen wurden 20g Feinboden (<2 mm) mit 15 ml Natriumpyrophosphat- Lösung und

200 ml destilliertes Wasser versetzt und ca. 6 Minuten mit einem Motorrührer in einem 800 ml

Becherglas gerührt. Nach der Dispergierung wurde der Sandanteil der Probe über ein Sieb

(Maschenweite von 0,063 mm) von der feinen Schluff- und Tonfraktion im Nassverfahren getrennt.

Der Siebrückstand (Sandteil) wurde anschließend mit wenig destilliertem Wasser in ein Wägeglas

überführt, bei 105 °C im Trockenschrank getrocknet und anschließend ausgewogen (KOJ, 2004). Alle

12 Bodenproben kamen nun nacheinander in die automatische Siebmaschine (Siebgrößen: 1mm;

0,63mm; 0,2mm; 0,125mm; 0,063mm), wo innerhalb der 15- minütigen Siebungszeit die einzelnen

Sandfraktionen getrennt wurden. Die auf den Sieben verbliebenen Rückstände wurden in tarierte

Wägeschiffchen überführt und auf der Analysewaage ausgewogen.

Berechnung der einzelnen Siebfraktionen:

er

ausgewogen Rückstand (g)

Siebfr

on

akti

(%)

100 % - U T

der Einzelwer e

t der Probe

100

% (20g

-

Sandteil

Auswaage

in g )

% U T - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

20g

Die Fraktion der Schluff- und Tonfraktion wurde gleich dem oben beschriebenen Verfahren von der

Sandfraktion getrennt. Das Filtrat wurde quantitativ aufgefangen und auf ein definiertes Volumen von

600 ml aufgefüllt. Nach einer Absetzungspause wurde die Suspension 2 min. manuell umgeschüttelt

und aufgestellt. Im Anschluss wurde die Senkspindel der Mohr- Westphal´schen Waage in den

Zylinder 10 cm tief eingeführt und durch Auflegen der Reitergewichte die Dichte der Summe von Ton

und Schluff bestimmt. Nach einer Wartezeit von 6 min erfolgte nun die zweite Messung in welcher die

Summe aus Mittelschluff und Ton ermittelt wurde. Nach einer Wartezeit von acht Stunden erfolgte die

letzte Messung, in der schließlich die Dichtemessung des Tones erfolgte. Zur Auswertung der

16

---

Messergebnisse der Sedimentationsanalyse hat man die Dichte der Suspension durch alle in der

Schwebe befindlichen Bodenbestandteile bestimmt (1. Messung). Daraus ergab sich, dass jede

Dichtemessung nach der vorgegebenen Fallzeiten auch die nachfolgenden Fraktionen enthält. Durch

die Subtraktion des jeweils nachfolgenden Ergebnisses konnten die Konzentrationsanteile der

einzelnen Fraktionen berechnet werden.

3.2.2 Wassergehalte

Eine 100g frische Bodenprobe wurde im Trockenschrank bei 105° C bis zur Gewichtskonstanz

getrocknet. Nach dem Abkühlen wurde die Probe erneut gewogen.

Berechnung des Wassergehaltes in % :

g Einwage ( vor der Trocknung ) - g Boden ( nach der Trocknung )

% Wassergehalt - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- 100

g Einwage ( vor der Trocknung )

3.2.3 Luftkapazität, nutzbare Feldkapazität u. pflanzenverfügbares Wasser

Die

Luft-(LK), Feldkapazität (FK)

und das

Speichervermögen pflanzenverfügbaren Wassers

wurde an

Hand der Materialien zur Boden- und Standortsansprache (RIEK, 2000) ermittelt. Hierzu dienten die

Kenngrößen: Bodenart und Lagerungsdichte. Mit Hilfe der beiden bekannten Werte konnten LK, nFK

und FK tabellarisch abgelesen werden.

Zur Berechnung der pflanzenverfügbaren Speicherleistung des Bodens wurde folgende Formel

verwendet:

Wasserspeicher( l / ²)

m

nFK Horizontmä

(

chtigkeit dm ) Skelletan teil(%

)

3.2.4 kapillare Aufstiegsrate

In der Trockenperiode (August 2003)und der Nassperiode (März 2004) wurden jeweils an jeder

Profilgrube drei Messungen der Grundwasserstände im wöchentlichen Abstand mit Hilfe des

Bohrstockes durchgeführt. Die ermittelten Tiefen (dm unter Flur) wurden als Mittelwerte

zusammengefasst.

Tabelle 4:

Grundwasserpegel unter Flur

Standort

2.August2003

9.August2003

16.August2003

Brieskow

25,1dm

25,5 dm

27,2 dm

Eichwald

17,1 dm

18,1 dm

18,3 dm

Standort

6.März 2004

13. März 2004

19.März 2004

Brieskow

1,0 dm

1,5 dm

2,0 dm

Eichwald

0,0 dm

1,0 dm

1,5 dm

Die kapillare Aufstiegsrate aus dem Grundwasser wurde bis zur Untergrenze des effektiven

Wurzelraumes (KRWE) mit Hilfe der Materialien zur Boden- und Standortsansprache (RIEK, 2000)

tabellarisch abgelesen.

Der S- Wert (molc/m²)

, auf der Grundlage von

Ake

und

BS

wurde horizontweise nach folgender Formel

berechnet (RIEK, 2000):

S Wert( mol / ²)

m

BS 100

(

AKe cmolc / kg )

(

TDR g /

³)

cm

Horizont( dm )

17

---

3.3 Bodenchemische Untersuchungen
3.3.1 pH- Wert in Wasser und Kaliumchlorid

Um die saure, neutrale, oder alkalische Reaktion der Bodenproben zu ermitteln, wurden die Proben

zum einen in destillierten Wasser und zum anderen mit einer Salzlösung (Kaliumchlorid ) versetzt,

wobei die Gegebenheiten in der Salzlösung eher der natürlichen Bodenlösung entsprechen als in

destillierten Wasser. In ihm werden nur die dissoziierten H- Ionen in der Bodenlösung erfasst.

20 g lufttrockener Mineralboden wurden mit 50 ml destillierten Wasser versetzt. Das Gemisch blieb

dann zirka eine Stunde bei gelegentlichem Umrühren stehen. Anschließend stellte man mit einem pH-

Messgerät die Wasserstoffkonzentration der 12 Horizontproben einschließlich der beiden

Auflagehorizonte. Im Anschluss an diese Messungen gab man 2 ml Kaliumchloridlösung aus der

Dispensette zu jeder Probe. Nach einer kurzen Einwirkzeit konnte nun auch der pH- Wert in der

Salzlösung mit Hilfe des pH- Messgerätes ermittelt werden (KOJ, 2004).

3.3.2 C/ N Verhältnis

Zur Ermittlung des C /N- Verhältnisses der Bodenproben wurde je Bodenprobe ca. 20g fein gemörsert.

Die gemahlenen Bodenmischproben wurden anschließend in Reagenzgläser überführt. Im Labor der

FH- Eberswalde (FHE; FB2, Thomas) wurde der N- Gehalt

(mg/ g)

mit dem Verfahren der

Elementaranalyse mittels Elementaranalysatoren durchgeführt.

3.3.3 Kationenaustauschverhältnisse und Elementvorräte

Hierzu wurden jeweils 10 g lufttrockenen Mineralbodens in 500 ml Weithals- Plastikflaschen

eingewogen. Mit einem Messzylinder wurden nun 100 ml Ammoniumchloridlösung zugegeben und

anschließend eine Stunde in der Überkopfrüttelmaschine bei 30 U/ Min geschüttelt (beim Schütteln der

Bodenproben mit 0,5 mol/ l werden die Kationen des Bodens gegen Ammonium ausgetauscht und in

Lösung gebracht). Danach wurden alle Bodenproben über einen Trichter und Papierfilter in einen

Erlenmeyerkolben filtriert. Um eventuelle Verunreinigungen des Filtrats zu vermeiden, wurden die

ersten 20 ml des Filtrats verworfen. Alle 12 Filtrate wurden im Anschluss in gerätespezifische

Messrörchen gefüllt und zur Messung der Elemente in ein Fachlabor versandt. Zum Schluss erfolgte

die Bestimmung des pH- Wertes (=pH NH Cl) der mit Boden geschüttelten Lösung. Für die

4

Berechnung der Kationenaustauschkapazität eff ist die Summe der Kationenäquivalente und der

Protonenäquivalente notwendig. Die Berechnung erfolgte mit Hilfe des Computerprogramms

,,Berechnung Basensättigung" der FH- Eberswalde (KOJ, 2004).

Die Bestimmung der Verfügbarkeitsfraktionen löslicher und leicht austauschbarer Elemente erfolgte

durch die Extraktion mit Extraktionsmitteln unterschiedlicher Aggressivität. Hier werden verschiedene

Bindungsformen erfasst, um die Aneignungskraft der Pflanzenwurzeln nachzuahmen. Bei der

Untersuchung von forstlichen Böden wird die Extraktion und Perkolation mit Ammoniumchlorid

bevorzugt. Die Vorgehensweise im Labor gleicht der Durchführung zur Ermittlung der

18

---

Kationenaustauschkapazität eff , so dass dies an dieser Stelle nicht noch einmal näher erläutert werden

braucht. Die Messung der folgenden Elemente: Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Kalium, Calcium,

Magnesium, Eisen, Mangan, erfolgte durch das Fachpersonal am ICP (Plasmaspektrometer). Die

Ergebnisse wurden in der Einheit

mg Element/ 1000 g

Boden ausgegeben (KOJ, 2004).

3.3.4 Karbonatgehalte

Alle 12 Bodenproben wurden im Labor auf ihren Carbonatgehalt (CaCO ) geprüft. Dabei wurde eine

3

Spatelspitze lufttrockener Boden auf ein Uhrglas mit einigen Tropfen 10- %iger Salzsäure versetzt.

Nach der Stärke des Aufschäumens wurde nun der ungefähre Carbonatgehalt entsprechend einer

Tabelle geschätzt und die Einwaagemenge für die quantitative Bestimmung abgeleitet. Je nach dem im

qualitativen Versuch abgeschätzten Karbonatgehalt wurden 5g gemörserter lufttrockener Feinboden in

das Entwicklungsgefäß der Scheibler Apparatur gefüllt. Die weitere Verfahrensweise erfolgte nach der

Gerätevorschrift zur Scheibler Apparatur. Nach dem Vorgang wurde das CO -Volumen in ml

2

abgelesen. Bei der Berechnung wurde von CO auf mg CaCO

2

3 umgerechnet. Zur Berechnung wurde

auch die Raumtemperatur in °C und der Luftdruck in Torr benötigt.

Gesamtgleichung:

ml CO2 Faktor

ml

100

CO2 Faktor

CaCO3 - - - - - - - - - - - - - - - - - -

-

-

- - - - - - - - - - - - - - - -

Einwage in g

100

Einwage in g 10

3.3.5 Schwermetallgehalte

Im Rahmen der Schwermetalluntersuchung wurden die Elemente: Blei (Pb), Kupfer (Cu) und Zink

(Zn) im Oberboden labortechnisch durch Fachpersonal mit der Methode des

HNO3- Druckaufschluss

analysiert. Die Ergebnisse wurden in

g/g

ausgegeben.

Die Bewertung der ermittelten Ergebnisse der Bodeneigenschaften beruht auf folgenden Bewertungsrahmen:

-

Bundesweite Bodenzustandserhebung im Wald (BZE)

(WOLFF & RIEK, 1997).

-

Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft

( 1998, Band 86)

-

Materialien zur Boden- und Standortsansprache

(RIEK, 2000).

-

Anleitung für die forstliche Standortserkundung im

nordostdeutschen Tiefland (SEA 95)

(SCHULZE, 1996).

- AG Boden (1996) Bodenkundliche Kartieranleitung

19

---

4. Ergebnisse

4.1 Standortsaufnahme am Bodenprofil
4.1.1 Bodenfarbe (nach MUNSELL- Farbtafel)

Tabelle 5:

Bodenfarbe Brieskow:

Horizont Tiefe

Hue

Chroma

Value

in cm

Farbton Farbtiefe Farbhelligkeit

aAa-M

0-10

10YR

2

1

aM

10-40

10YR

3

3

aGo

40-75

10YR

3

4

aGro

75-98

10YR

4

3

aGro

98-119

10YR

4

4

aGor

119-130 10YR

4

3

Die Ansprache nach der MUNSELL- Farbtafel ergibt eine farbliche Abstufung von der Bodenfarbe

black

in der humusangereicherten Tiefenschicht -5 cm über

dark brown

in den darunter liegenden

Tiefenschichten bis hin zu

dark yellow wish brown

- Tönen in den Tiefenschichten -100 cm.

Tabelle 6:

Bodenfarbe Standort ,,Eichwald":

Horizont Tiefe

Hue

Chroma

Value

in cm

Farbton Farbtiefe Farbhelligkeit

aAh-M

0-17

10YR

2

1

aM

17-48

10YR

3

3

aGo-M

48-72

10YR

3

4

aGro

72-91

10YR

4

4

aGro

91-110

10YR

5

3

aGor

110-160

2,5Y

5

3

Im Oberboden lassen sich Vergleiche mit der Profilgrube in Brieskow ziehen. In den unteren

Tiefenschichten ab ­110 cm wird der Boden mit der Farbe

brown

angesprochen. Im sandigen

Ausgangssubstrat fällt der Boden relativ hell aus und wird hier mit der Farbe

light olive brown

angesprochen.

4.1.2 Lagerungsdichte

Tabelle 7:

Lagerungsdichte Brieskow:

Horizont

Tiefe

Code

in cm

aAa-M

0-10

Ld2

aM

10-40

Ld3

aGo

40-75

Ld4

aGro

75-98

Ld4

aGro

98-119

Ld4

aGor

119-130

Ld3

In der Tiefenschicht 0-10 cm zerfällt die Probe bereits bei leichtem Druck in zahlreiche Bruchstücke.

Im Bewertungsrahmen kann die Lagerungsdichte (Ld) mit

gering

eingestuft werden. In der darunter

liegenden Tiefenschicht 10-40 cm kann das Messer mit wenig Kraft in den Boden gedrückt werden.

Aus dem Bewertungsrahmen kann dadurch die Lagerungsdichte

mäßig dicht

abgeleitet werden. In der

Tiefenstufe 40-119 cm ist das Messer nur schwer bis ca. 2 cm in den Boden zu drücken. Hieraus ergibt

20

---

sich aus dem Bewertungsrahmen eine Lagerungsdichte die mit

dicht

einzustufen ist. In der

Tiefenschicht 119-130 cm nimmt die Lagerungsdichte wieder ab. Das Messer kann mit wenig Kraft in

den Boden gedrückt werden. Im Bewertungsrahmen kann die Lagerungsdichte als

mäßig dicht

eingestuft werden (AG BODEN, 1996).

Tabelle 8:

Lagerungsdichte: "Eichwald":

Horizont

Tiefe

Code

in cm

aAh-M

0-17

Ld2

aM

17-48

Ld3

aGo-M

48-72

Ld3

aGro

72-91

Ld3

aGro

91-110

Ld4

aGor

110-160

Ld2

In der Tiefenschicht 0-17 cm kann das Messer mit sehr wenig Kraft in den Boden gedrückt werden.

Die Probe zerfällt bereits bei leichtem Druck in zahlreiche Bruchstücke. Im Bewertungsrahmen kann

die Lagerungsdichte mit gering eingestuft werden. In der Tiefenschicht 17-91 cm ist das Messer mit

wenig Kraft in den Boden zu drücken. Im Bewertungsrahmen ist die Lagerungsdichte als

mäßig dicht

einzustufen. In der Tiefenschicht 91-110 cm ist das Messer nur schwer in den Boden zu drücken. Im

Bewertungsrahmen kann die Lagerungsdichte als

dicht

eingestuft werden. In der Tiefenschicht 110-

160 cm wechselt die Körnung sichtbar. Es liegt ein Feinsand vor. Die Probe zerfällt bereits bei

leichtem Druck in ihre Einzelteile. Im Bewertungsrahmen kann die Lagerungsdichte als

gering

eingestuft werden (AG BODEN, 1996).

4.1.3 Carbonatgehalt

Bei der Versetzung der jeweiligen Tiefenschicht mit einigen Tropfen 10%iger HCl kann lediglich in

der Profilgrube Brieskow in der Tiefenschicht 0-10 cm freier Kalk durch

nicht anhaltendes Brausen

festgestellt werden (AG BODEN, 1996). Eine genaue Untersuchung erfolgt im Rahmen der

chemischen Laborarbeiten.

4.1.4 Skelettanteile

Die Abschätzung des Kies- und Steingehaltes nach Flächenanteil ergibt für beide Bodenprofile einen

Wert von <2% Fläche. Eine genaue Ermittlung des Skelettanteils erfolgt im Rahmen der

physikalischen Laborarbeiten.

4.1.5 Bodenwasser

Unter natürlichen Bedingungen enthält jeder Boden Wasser. Es wird über die Niederschläge, das

Grundwasser, Überflutungen, und in geringem Maße über Kondensation aus der Atmosphäre ergänzt.

Wenn das Wasser den gesamten Porenraum des Bodens erfüllt, bezeichnet man diesen Zustand des

Bodens als

wassergesättigt

(SCHEFFER &SCHACHTSCHABEL 1998). Das in den Boden

eindringende Wasser verbleibt in dem Boden als Haftwasser oder durchsetzt ihn als Sickerwasser und

bildet Grund- oder Stauwasser. Durch kapillaren Aufstieg kann Wasser aus Grund- und Stauwasser das

Haftwasser wieder ergänzen (SCHRÖDER 1992).

21

---

4.1.5.1 Luftkapazität, nutzbare Feldkapazität und Speicherleistung für pflanzenverfügbares
Wasser

Wichtige Kennwerte des Wasser- und Lufthaushaltes sind die (nutzbare) Feldkapazität (nFK) und die

Luftkapazität (LK). Unter Feldkapazität wird die Wassermenge des Bodens verstanden, die er maximal

gegen die Schwerkraft zurückhalten kann. Subtrahiert man das Totwasser (Wasseranteil an FK,

welcher nicht pflanzenverfügbar ist) von der Feldkapazität erhält man die nutzbare Feldkapazität.

Die Luftkapazität entspricht dem Porenvolumen das bei Feldkapazität entwässert und mit Luft gefüllt

ist (RIEK, 2000).

Tabelle 9:

Lk, nFK und Speicher in Brieskow

:

Horizont

Tiefe Code Bodenart Horizont

nFK

LK Speicherleistung

in cm

dm

%

%

mm

aAa-M

0-10

Ld2

Su2

1

17,5

17

17,4

aM

10-40

Ld3

Lt2

3

16,5

6,5

49,5

aGo

40-75

Ld4

Ls2

3,5

13,8

6,5

48,3

aGro

75-98

Ld4

Ls2

2,3

13,8

6,5

31,7

aGro

98-119

Ld4

St2

2,1

13,5

11

28,3

aGor

119-130 Ld3

Sl4

1,1

17

10

18,7

Die Einstufung der nutzbaren Feldkapazität des effektiven Wurzelraumes wird laut AG Boden (1996)

bis zu einer Tiefenschicht von 1 m Tiefe veranschlagt. Sie liegt bei dieser Tiefenschicht bei ca. 147

mm Regenhöhe und kann im Wertebereich als

mittel(nFKWe3)

eingestuft werden.

Die Luftkapazität ist in der Tiefenschicht 0-10 cm als

hoch (LK4)

im Wertebereich einzuordnen. Ab

der Tiefe 10 cm ist das Porenvolumen, das mit Luft gefüllt ist in der Bewertungsskala mit dem Wert

mittel (LK3)

einzustufen.

Tabelle 10:

Lk, nFK und Speicher im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe Code Bodenart Horizont

nFK

LK Speicherleistung

in cm

dm

%

%

mm

aAh-M

0-17

Ld2

Slu

1,7

31,5

11

53,5

aM

17-48

Ld3

Sl4

3,1

17,5 10,5

54,2

aGo-M

48-72

Ld3

Sl3

2,4

18

11

42,6

aGro

72-91

Ld3

Sl4

1,9

17

10

32,3

aGro

91-110

Ld4

Lt2

1,9

11,5

4

21,9

aGor

110-160 Ld2

Msfs

5

14,5

23

72,5

Die nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraumes bei 1 m Tiefe bei einer Regenhöhe von

ca.193 mm und kann in der Bewertung als

mittel (nFKWe3)

angesehen werden.

Die Luftkapazität kann in der Tiefenschicht 0-110 cm als

mittel (LK3)

im Wertebereich eingestuft

werden. Ab der Tiefenstufe 110 mit der Bodenart

mittelsandiger Feinsand

steigt die Luftkapazität im

Wertebereich an und ist als

sehr hoch (LK5)

einzustufen (AG BODEN, 1996).

4.1.5.2 Mittlere kapillare Aufstiegsrate aus dem Grundwasser

Durch kapillaren Aufstieg gegen die Schwerkraft kann Wasser aus Grund- und Stauwasser das

Haftwasser wieder ergänzen (SCHROEDER, 1992). Als Kapillarwasser bezeichnet man das durch

Menisken im Boden gehaltene Wasser. Die Menisken werden von zwei Kräften gebildet, den

22

---

Adhäsionskräften zwischen der Teilchenoberfläche und den Kohäsionskräften zwischen den

Wassermolekülen (MÜCKENHAUSEN, 1993).

Als Bewertungsschema der Grundwasserform dient SCHULZE (1996): Anleitung für die forstliche Standortskartierung im

nordostdeutschen Tiefland- SEA95.

Tabelle 11

:kapillare Aufstiegsrate in Brieskow:

Trockenperiode (August 2003)

Horizont

Tiefe Code Bodenart Abstand kapillarer Aufstieg

in cm

in dm

mm/ Tag

aGro

98-119

Ld4

St2

16

0

aGor

119-130 Ld3

Sl4

14,1

0,125

Der mittlere Grundwassertiefstand wurde in der Trockenperiode ( August 2003) direkt an der

Profilgrube ermittelt und lag bei 26 dm unter Flur. Die Bewertung der kapillaren Aufstiegsrate aus dem

Grundwasser nimmt als kleinsten Wert annähernd die Null an und kann somit im Wertebereich als

sehr

gering

eingestuft werden.

Tabelle 12:

kapillare Aufstiegsrate in Brieskow:

Nassperiode (März 2004)

Horizont

Tiefe Code Bodenart Abstand kapillarer Aufstieg

in cm

in dm

mm/ Tag

aGro

98-119

Ld4

St2

0

> 5

aGor

119-130

Ld3

Sl4

0

> 5

Der Grundwasserpegel der Frühjahrsmessung (März 2004) lag im Mittel bei 1,5 dm unter Flur. Auf

Grund dieser hohen Grundwasserstände kann die kapillare Aufstiegsrate aus dem Grundwasser mit

sehr hoch

im Wertebereich eingestuft werden.

Nach dem Schema zur Ableitung der Grundwasserform nach SCHULZE (1996)kann für den Standort

Brieskow , welcher dem Qualmwasser der Oder unterliegt die Grundwasserform:

kurzzeitig stark

grundsumpfig

im Bewertungsschema zugeordnet werden.

Tabelle 13:

kapillare Aufstiegsrate im ,,Eichwald":

Trockenperiode (August 2003)

Horizont

Tiefe Code Bodenart Abstand kapillarer Aufstieg

in cm

in dm

mm/ Tag

aGro

91-110

Ld4

Lt2

8

0,3

aGor

110-160 Ld2

msfS

7

1,5

Der mittlere Grundwassertiefstand wurde in der Trockenperiode (August 2003) direkt an der

Profilgrube ermittelt und lag bei 1,80 m unter Flur. Den kleineren der ermittelten Werte beurteilend,

kann er in der Bewertungsskala mit

sehr gering

eingestuft werden.

Tabelle 14:

kapillare Aufstiegsrate im ,,Eichwald":

Nassperiode (März 2004)

Horizont

Tiefe Code Bodenart Abstand kapillarer Aufstieg

in cm

in dm

mm/ Tag

aGro

91-110

Ld4

Lt2

0

> 5

aGor

110-160 Ld2

msfS

0

> 5

23

---

In den Wintermonaten (Januar, Februar 2004) war der Eichwald in Frankfurt/ Oder vom Hochwasser

der Oder überflutet.

Die Grundwasserpegelstände der Frühjahrsmessung (März 2004) ergaben einen errechneten Mittelwert

von 0,8 dm unter Flur. In der Bewertungsskala ist die kapillare Aufstiegsrate aus dem Grundwasser

somit als

sehr hoch

einzustufen.

Ausgehend von der winterlichen Überflutung durch die Oder ergibt sich aus dem Schema zur

Ableitung der Grundwasserform nach SCHULZE (1996) die Grundwasserform:

kurzzeitig stark

überwässert

im Bewertungsschema.

4.1.6 Morphologie der Bodenprofile

Abbildung 7:

Profilgrube Brieskow:

+2cm

L/Of

schwach schluffiger Sand

-10cm

aAa-M

schwach toniger Lehm

-40cm

aM

schwach sandiger Lehm

-75cm

aGo

schwach sandiger

-119cm

aGro

Lehm

>130cm

aGor

schwach toniger

Sand

Bodentyp: Gley- VEGA mit mullartigem Moder

24

---

Abbildung 8:

Profilgrube ,,Eichwald":

+2cm

L/Of

schluffig

lehmiger Sand

-17cm

aAh-M

stark lehmiger Sand

-48cm

aM

mittel lehmiger Sand

-72cm

aGo-M

stark lehmiger Sand

-110cm

aGro

>160cm

aGor

feinsandiger Mittelsand

Bodentyp: Gley- VEGA mit mullartigem Moder

Die Ansprache der Böden erfolgt nach MITTEILUNGEN der DEUTSCHEN BODENKUNDLICHEN GESELLSCHAFT (Band

86) 1998

Horizontbezeichnungen (Symbole):

L

= Organischer Horizont aus Ansammlung von nicht und wenig zersetzter Pflanzensubstanz an der Bodenoberfläche; die

organische Substanz besteht zu <10 Vol.-% aus Feinsubstanz

O

= Organischer Horizont aus organischer Substanz über dem Mineralboden; die organische Substanz besteht i. d. R. zu >

10 Vol.-% aus Feinsubstanz; der Grenzwert zum Mineralboden liegt bei 70 Masse-% mineralischer Substanz

Of

= O-Horizont, in dem neben Pflanzenresten die organische Feinsubstanz deutlich hervortritt, ihr Anteil liegt i. d. R.

zwischen 10-70 Vol.-% der Summe von organischer Feinsubstanz und Sprossresten

a

= Auendynamik; kombinierbar mit A-,C-,G- und M- Horizonten

M

= Mineralbodenhorizont, entstanden aus fortlaufend sedimentierten holozänem Solummaterial i. d. R. mit einem

Mindestgehalt an organischer Substanz bei < 17 Masse-% Ton und < 50 Masse-% Schluff; bei < 17 Masse-% und > 50

Masse-% Schluff bzw. 17-45 Masse-% Ton

25

---

Aa

= Mineralischer Oberbodenhorizont mit 15-30 Masse-% organischer Substanz (anmoorig), unter Grundwasser- oder

Stauwassereinfluss an der Oberfläche entstanden

Ah

= Mineralischer Oberbodenhorizont mit bis zu 30 Masse-% akkumuliertem Humus, dessen Menge i. d. R. nach unten hin

abnimmt; Mindestgehalt an organischer Substanz bei < 17 Masse-% Ton und < Masse-% Schluff, bei 17 Masse-% Ton und

> Masse-% Schluff bzw. 17- 45 Masse-% Ton, bei > 45 Masse-% Ton

Go

= Mineralbodenhorizont mit Grundwassereinfluss, oxidiert, mit > 10 Flächen-% Rostflecken, besonders an

Aggregatoberflächen und im Grundwasserschwankungsbereich einschließlich Schwankungsbereich der Obergrenze des

geschlossenen Kapillarraumes entstanden

Gro

= Go- Horizont, teilweise reduziert, mit 5 ­10 Flächen-% Rostflecken

Gor

= G- Horizont mit reduzierenden Verhältnissen mit < 5 Flächen-% Rostflecken, nicht an Wurzelbahnen gebunden und

nass an über 300 Tagen im Jahr

4.1.6.1 Herleitung des Bodentyps

Die Böden der Untersuchungsgebiete werden in der Bodensystematik der Klasse der Auenböden

zugeordnet. In dieser Klasse werden Böden aus holozänen fluviatalen Sedimenten in Tälern von

Flüssen und Bächen zusammengefasst, die z. T. periodisch überflutet werden bzw. wurden. Sie

besitzen i. d. R. ein stark schwankendes Grundwasser, das im allgemeinen mit dem Flusswasserspiegel

in Verbindung steht. Die Schwankungsamplitude nimmt meist mit der Entfernung zum Fluss ab.

Eingedeichte Auenböden werden z. T. noch durch Druckwasser des Flusses überstaut.

Bei den ,,braunen Böden mit Auendynamik" werden Allochtone Vega und Autochtone Vega zur Vega

zusammengefasst, da sie meistens nicht einwandfrei unterschieden werden können (MITTEILUNGEN

der DEUTSCHEN BODENKUNDLICHEN GESELLSCHAFT Band 86; 1998).

Die Abgrenzung zwischen Auenböden und der Klasse: GLEYE besteht darin, dass GLEYE unter

nachhaltig höherstehendem Grundwasser (zeitweilig bis mindestens 4 dm unter Geländeoberfläche bei

geringen Schwankungsamplituden) entstanden sind. Bei der Klasse: AUENBÖDEN befindet sich

hingegen die Obergrenze des aG- Horizontes unterhalb 8 dm unter Geländeoberfläche.

Da bei beiden Profilgruben die Hydromorphiemerkmale zwischen 4-8 dm unter Geländeoberfläche

(vgl. Merkmale der Horizontabfolge) zu finden sind, können beide Böden nach MITTEILUNGEN der

DEUTSCHEN BODENKUNDLICHEN GESELLSCHAFT als Gley- VEGA klassifiziert werden.

Dabei handelt es sich um einen sog. ,,Subtyp" des Bodentypes: VEGA (Braunauenboden).

4.1.7 Standortsformengruppe

Bei dem Standortserkundungsverfahren für das Nordostdeutsche Tiefland werden definierte

Standortsformenkomponenten als räumliche Befundeinheit kartiert. Alle Komponenten werden unter

dem Aspekt der Gleichwertigkeit für das Waldwachstum zu Standortsformengruppen

zusammengefasst. Die Grundlage für die Zuordnung zu Standortsformengruppen ist die qualitative

Ansprache von Geländewasserhaushalt und Nährkraft auf der Basis von Bodenform (Substrat u.

Bodentyp), Relief, sowie Grund- bzw. Stauwassereinfluss. Die Standortsformengruppe kann als eine

forstökologische Auswerteeinheit angesehen werden, auf deren Grundlage Entscheidungen für den

praktischen Waldbau (Baumartenwahl) getroffen werden (RIEK, 2000).

26

---

4.1.7.1 Herleitung der Standortsformengruppe nach dem Nordostdeutschem

Erkundungsverfahren

Standort Brieskow:

Aufgrund der Disharmonie, d h. in Relation zur Basenversorgung und der Bodenacidität weite C/ N-

Verhältnisse (vgl. Kap. 4.2.3.3. Humusform), wird der Standort Brieskow nicht als

reich (R )

, was für

lehmreiche Auenböden mit hoher Basensättigung zutreffen würde eingestuft ,vielmehr wird er um eine

Stufe ärmer eingestuft und gilt somit als (

kräftiger)

K

-

Standort (RIEK, 2004 mdl. Mitteilung).

Nach der Einteilung der Standorte nach dem Wasserhaushalt kann der Standort Brieskow als

mineralischer

Grundwasserstandort (N)

ausgewiesen werden. Auf Grund des mittleren

Grundwasserhöchststandes im Frühjahr von 0,15m unter Flur (vgl. Kap. 4.1.5.2. Mittlere kap.

Aufstiegsrate) kann der Standort in der Wasserhaushaltsstufe als

grundnass (1)

eingestuft werden. Aus

diesen einzelnen Komponenten ergibt sich für Brieskow die Standortsformengruppe:

NK1- Standort

(SCHULZE, 1996).

Standort ,,Eichwald":

Aufgrund der Disharmonie, d h. in Relation zur Basenversorgung und der Bodenacidität weite C/ N-

Verhältnisse (vgl. Kap. 4.2.3.3. Humusform),wird auch der Standort ,,Eichwald" nicht als

reich (R )

,

was für lehmreiche Auenböden mit hoher Basensättigung zutreffen würde eingestuft ,vielmehr wird er

um eine Stufe ärmer eingestuft und gilt somit als (

kräftiger)

K- Standort (RIEK, 2004 mdl. Mitteilung).

Nach der Einteilung der Standorte nach dem Wasserhaushalt kann der Standort ,,Eichwald" als

Auenstandort (mineralisch bzw. organischer Überflutungsstandort, zeitweilig unter Wasser)

ausgewiesen werden. Aus diesen einzelnen Komponenten ergibt sich für den ,,Eichwald" die

Standortsformengruppe:

AK- Standort

(SCHULZE, 1996).

4.2 Laboraranalysen
4.2.1 Körnung:

Bei dem Transport und entsprechend bei der Sedimentation im Fluss findet eine von der

Strömungsgeschwindigkeit abhängige Korngrößensortierung statt. Der Charakter von Auensedimenten

wird entscheidend durch die Gesteins- und Bodeneigenschaften im Einzugsgebietes des Flusses

bestimmt. So finden wir im Bereich der Norddeutschen Sand- Landschaften sandige Auen vor.

Die Ablagerung von Auenlehmen über dem Ausgangssubstrat steht im Zusammenhang mit

Klimaänderungen und der Besiedlungsgeschichte. Seit der Umwandlung von Lößgebieten in

Ackerkultur (vor ca. 2500 Jahren) erodierte der Boden stark und die Flüsse transportierten die

Sedimente über sehr große Entfernungen (SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL, 1998).

Als Bewertungsgrundlage für die Körnungen dient: AG BODEN (1996): Bodenkundliche Kartieranleitung, Arbeitsgemeinschaft

Boden Hannover

27

---

Tabelle 15:

Brieskow:

Horizont

Tiefe

frisch

trocken trocken / 100 Steine(2-6 mm) Bodenskelett

in cm

in g

Gewichts- %

aAa-M

0-10

933

652

69,84

4,75

0,73

aM

10-40

1419

1203

84,76

0,03

0,00

aGo

40-75

1524

1302

85,41

0,04

0,00

aGro

75-98

1575

1316

83,55

2,13

0,16

aGro

98-119

1448

1335

92,18

4,53

0,34

aGor

119-130

1703

1409

82,74

0,93

0,07

Tabelle 16:

,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

frisch

trocken trocken / 100 Steine(2-6 mm) Bodenskelett

in cm

in g

Gewichts- %

aAh-M

0-17

1135

811

71,44

0,9

0,11

aM

17-48

1490

1239

83,17

1,68

0,14

aGo-M

48-72

1625

1409

86,7

20,15

1,43

aGro

72-91

1613

1352

83,81

0,03

0,00

aGro

91-110

1708

1355

79,31

0,04

0,00

aGor

110-160

1692

1487

86,8

0,03

0,00

Nach der graduellen Abstufung der Skelettanteile der Bodentextur nach AG BODEN (1996) ergibt sich

aus den einzelnen Tiefenschichten jeweils ein Gewichts- % < 2. Da sich aus der Zusammensetzung des

Skelettanteils und der Skelettgröße Rückschlüsse auf die Fließgeschwindigkeit (je höher die

Skelettgröße, desto höher die Strömungsgeschwindigkeit) der Oder ziehen lassen, kann man davon

ausgehen, dass an der Stelle der Profilgruben die Strömungsgeschwindigkeit des Flusses bei

Überflutung niedrig ist. Die Korngrößen der Skelettfraktion lassen sich in einem Bereich von 2-6 mm

einordnen und sind somit

sehr schwach kiesig

(Kurzzeichen:g´´).

Tabelle 17:

Korngrößenverteilung Brieskow:

Horizont

Tiefe

Sand

Schluff

Ton

Kurz-

Bodenart

in cm

in Gew.-%

zeichen

aAa-M

0-10

81

16

4

Su2

schwach schluffiger Sand

aM

10-40

33

42

25

Lt2

schwach toniger Lehm

aGo

40-75

39

43

18

Ls2

schwach sandiger Lehm

aGro

75-98

36

47

17

Ls2

schwach sandiger Lehm

aGro

98-119

89

6

5

St2

schwach toniger Sand

aGor

119-130

49

39

12

Sl4

stark lehmiger Sand

Der oberste Bereich der Profilgrube wird durch einen schwach schluffigen Sand gekennzeichnet.

In den darunter folgenden Schichten ist ein wesentlich höherer Schluff- und Tonanteil vorzufinden. So

finden sich dort im Bereich von 10 ­ 100 cm Tiefe schwach- tonige bis schwach- sandige Lehme,

welche noch bis 120 cm Tiefe von schwach tonigen Sanden unterlagert sind.

Als Ausgangssubstrat liegt ab 120 cm Tiefenschicht stark lehmiger Sand vor, der wieder hohe Schluff-

und Tonanteile aufweist.

Der abrupte Wechsel der Bodenart in einem Band von 105-115 cm Tiefe lässt auf veränderte

Ablagerungsbedingungen zur Zeit der Sedimentation schließen.

28

---

Tabelle 18:

Korngrößenverteilung ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

Sand

Schluff

Ton

Kurz-

Bodenart

in cm

in Gew.-%

zeichen

aAh-M

0-17

43

43

15

Slu

schluffig- lehmiger Sand

aM

17-48

49

35

15

Sl4

stark lehmiger Sand

aGo-M

48-72

61

27

10

Sl3

mittel lehmiger Sand

aGro

72-91

51

35

14

Sl4

stark lehmiger Sand

aGro

91-110

23

48

29

Lt2

schwach toniger Lehm

aGor

110-160

95

3

2

Msfs

feisandiger Mittelsand

Im ,,Eichwald" Frankfurt/ Oder sind die Tonanteile in den oberen Bereichen von 0-100 cm mit 10-15

Gew.-% relativ ähnlich. Hier liegen mittel lehmige bis stark lehmige Sande vor. Ab 100 cm

Tiefenschicht vollzieht sich ein Wechsel hin zu schwach tonigen Lehmen, die sich mit Tonanteilen von

29 Gew.- % und Sandanteilen von nur 23 Gew.- % deutlich von den oberen Schichten unterscheiden.

Ab 150 cm Tiefenschicht wechselt die Bodenart erneut. Das Ausgangssubstrat ist ein feinsandiger

Mittelsand.

4.2.2 Humusstatus

4.2.2.1 Humusgehalt im Mineralboden

Das meist schichtweise angelandete Solum- Material der einzelnen Tiefenschichten enthält mehr oder

weniger erodiertes Material der Ah- Horizonte. Es ist mit organischer Substanz durchsetzt und daher

meist biologisch aktiv (MÜCKENHAUSEN, 1993). Bei einem Mineralbodenhorizont des

Allochthonen Braunen Auenbodens definiert sich der Mindestgehalt an organischer Substanz bei den

vorliegenden Tongehalten < 17 % und Schluffgehalten < 50 % mit 0,6 Gew.- %, bzw. Tongehalten

>17 % mit 0,9 Gew.- % für den Humusanteil (KUNTZE et al., 1994).

Als Bewertungsschema des Humusstatus dient SCHULZE (1996): Anleitung für die forstliche Standortskartierung im

nordostdeutschen Tiefland- SEA95.

Tabelle 19:

Humusgehalte Brieskow:

Horizont

Tiefe in cm

Humus

in Gew.- %

L/Of

2

34,65

aAa-M

0-10

16,57

aM

10-40

2,67

aGo

40-75

1,02

aGro

75-98

1,19

aGro

98-119

0,16

aGor

119-130

0,43

Die Tiefenschicht 0-10 cm weist sehr hohe Humusanteile auf und kann somit als

anmoorig(h6)

im

Wertebereich eingestuft werden. Die Tiefenschicht 10-40 cm weist einen

mittel humosen (h3)

Zustand

auf. In der Tiefe von 40-98 cm ist der Humusanteil im Mineralboden als

schwach humos (h2)

einzustufen. In der Tiefenschicht 98-130 cm geht der Humusanteil im Mineralboden auf

sehr schwach

humos (h1)

im Wertebereich zurück.

29

---

Tabelle 20:

Humusgehalte ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe in cm

Humus

in Gew.- %

L/Of

2

37,07

aAh-M

0-17

11,35

aM

17-48

1,48

aGo-M

48-72

0,49

aGro

72-91

0,58

aGro

91-110

1,27

aGor

110-160

0,07

In der Tiefenschicht 0-17 cm findet sich ein deutlicher Humusanteil im Mineralboden. Er konnte im

Wertebereich als

sehr stark humos (h5)

eingestuft werden. In der darunter folgenden Schicht gehen die

Humusanteile stark zurück. Im Wertebereich lassen sie sich als schwach humos (h2) einordnen. In der

Tiefenschicht 48-91 cm geht der Humusanteil weiter zurück und lässt sich im Bereich als sehr schwach

humos (h1) ansprechen. In der Tiefe von 91-110 cm steigt er wieder leicht an

(h2).

In der letzten

beprobten Tiefenschicht, dem feinsandigen Mittelsand geht der Humusanteil wieder zurück und kann

im Wertebereich mit

nur stellenweise humos (h)

eingestuft werden.

4.2.2.2 Kohlenstoff-, Stickstoff-, Phosphorvorräte, sowie C/N- Verhältnis

Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt an Hand des BZE- Berichtes (WOLFF & RIEK, 1996). Er beinhaltet für alle bundesweit

ausgewerteten Daten die

prozentualen komulativen Häufigkeitsverteilungen (PKH).

Diese Form der Darstellung erlaubt die

unmittelbare Bestimmung des Medians (jeweils mind. 50% der Messungen einen Wert größer o. gleich bzw. kleiner o. gleich dem

Median) sowie die Darstellung beliebiger Perzentile. Diese geben einen Einblick in die Streuung der Merkmalswerte einer

Messgröße.

Tabelle 21:

Brieskow:

Horizont

Tiefe

Kohlenstoff

Stickstoff

C / N

in cm

%

Verhältnis

L

2

20,10

1,01

19,98

aAa-M

0-10

10,22

0,38

24,98

aM

10-40

1,55

0,13

11,51

aGo

40-75

0,59

0,05

11,85

aGro

75-98

0,69

-*

-*

aGro

98-119

0,09

-*

-*

aGor

119-130

0,25

-*

-*

(-*= Werte nicht interpretierbar)

Der Vorrat an Stickstoff ist in der Tiefenschicht 0-10 cm

sehr gering

einzustufen. In der Tiefenschicht

10-40 cm steigen die Vorräte leicht an und sind im Wertebereich als

gering

einzuordnen.

Der Kohlenstoff- Vorrat lässt sich in der Tiefenschicht 0-40 cm im Wertebereich als

gering

einstufen.

Die darunter liegenden Schichten sind als

sehr gering

einzustufen.

Das C / N-Verhältnis im Humus als Hinweis für biologische Aktivität und Stoffumsetzung liegt in der

Tiefenschicht 0-10 cm im

mäßig weiten

bis

weiten

Wertebereich. In der darunter liegenden

Tiefenschicht 10-75 cm ist das Verhältnis als

eng

in der Bewertungsskala einzustufen und somit als

günstig einzuschätzen (BZE, 1996).

30

---

Tabelle 22:

,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

Kohlenstoff

Stickstoff

C / N

in cm

%

Verhältnis

L/Of

2

21,50

1,07

20,09

aAh-M

0-17

6,59

0,36

18,55

aM

17-48

0,86

0,08

11,42

aGo-M

48-72

0,28

0,02

12,58

aGro

72-91

0,34

-*

-*

aGro

91-110

0,74

-*

-*

aGor

110-160

0,04

-*

-*

(-*= Werte nicht interpretierbar)

Der Stickstoff- Vorrat ist in der Tiefenschicht 0- 48 cm als

gering

einzustufen. Ab der Tiefenschicht

48- 160 cm fallen die Vorräte auf ein

sehr geringes

Niveau ab.

Der Vorrat an Kohlenstoff ist in der Tiefenschicht 0-17 cm im Wertebereich als

gering

mit einer

Tendenz zu

mittel

zu bewerten. Ab der Tiefenschicht 17-72 cm fallen die Kohlenstoff- Vorräte auf ein

sehr geringes

Niveau ab.

Der Phosphor- Vorrat ist auf der gesamten Fläche im Wertebereich als

sehr gering

einzustufen.

Das C / N-Verhältnis im Humus als Hinweis für biologische Aktivität und Stoffumsetzung befindet

sich in der Tiefenschicht 0-17 cm im

mittleren

Wertebereich. In der darunter liegenden Tiefenschicht

kann der ermittelte Wert als

eng

und somit günstig eingeordnet werden (BZE, 1996).

4.2.2.3 Humusform

Die Humusform ist ein Ausdruck der aktuellen Oberbodenfruchtbarkeit. Sie kann durch menschliche

Einflussnahme in relativ kurzen Zeiträumen stark verändert werden. Sie wird daher als

Zustandseigenschaft bezeichnet. Zur Charakterisierung und Differenzierung der aktuellen Humusform

(NO-dt. Erkundungsverfahren) werden laboranalytische Parameter (pH, Basensättigung, C/N) zur

Auswertung der Ergebnisse beurteilt (RIEK, 2000).

Tabelle 23:

Humusform in Brieskow:

Horizont

Tiefe

C/N

BS

pH

in cm

%

KCl

aAa-M

0-10

20*

100

7,38

(*= bezieht sich auf die L/Of Schicht)

Die Werte für BS und pH liegen im Bereich der Humusform

Mull

, während dass

mäßig weite

C/N-

KCl

Verhältnis auf Grund der erhöhten Stickstoffeinträge hingegen auf die Humusform

rohhumusartiger

Moder

schließen lässt. Es lässt sich hier eine Disharmonie zwischen Stickstoff- und Säure- Basenstufe

feststellen. Nach SCHULZE (1996) zu Nährkraftstufen bei Disharmonie ist aus dem Ableitungsschema

die Humusform

sehr basenreicher und hoch gesättigter mullartiger Moder

mit drei Stufen

Abweichung über der natürlichen Form abzuleiten.

Tabelle 24:

Humusform im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

C/N

BS

pH

in cm

%

KCl

aAh-M

0-17

20*

100

5,20

(*= bezieht sich auf die L/Of Schicht)

31

---

Die Werte BS und pH liegen im Bereich der Humusform

Mull

. Das

mittlere

C/N- Verhältnis ordnet

KCl

sich hingegen in der Humusform des

Moders

ein. Es lässt sich auch hier eine Disharmonie zwischen

Stickstoff- und Säure- Basenstufe feststellen. Nach SCHULZE (1996) zu Nährkraftstufen bei

Disharmonie ist aus dem Ableitungsschema die Humusform

sehr basenreicher und hoch gesättigter

mullartiger Moder

mit drei Stufen Abweichung über der natürlichen Form abzuleiten.

4.2.3 Bodenacidität und Karbonatgehalt

Der pH- Wert lässt Aussagen über die effektive Kationenaustauschkapazität und die relative

Verfügbarkeit von Nährelementen zu. Außerdem steuert er wichtige Bodenprozesse wie z B. die

Verwitterungsintensität, Tonverlagerung und die biologische Aktivität ( RIEK, 2000).

Da die Gegebenheiten in KCl eher der natürlichen Bodenlösung mit ihrem Ionengehalt entsprechen,

wird bei den Ergebnissen vornehmlich mit diesen ermittelten Werten gearbeitet. Durch Austausch mit

den Kationen eines Salzes gelangt ein Teil der am Sorptionskomplex haftenden H- und Al- Ionen in

die Bodenlösung, wodurch sich ein tieferer pH- Wert als in Wasser ergibt (KOJ 2004).

4.2.3.1 pH- Wert (KCL)und Säurebelastungsrisiko

Tabelle 25:

Brieskow:

Horizont

Tiefe

pH- Wert

in cm

H2O

KCl

NH4Cl

L/Of

2

6,83

6,51

aAa-M

0-10

7,8

7,38

7,31

aM

10-40

7,81

7,14

6,98

aGo

40-75

7,08

6,49

5,94

aGro

75-98

7

6,49

6,16

aGro

98-119

6,84

6,51

5,96

aGor

119-130

7,12

6,7

6,22

Die Azidität ( KCl) in der Auflageschicht ist als

schwach sauer

in der Reaktion einzustufen. Die

Tiefenschicht 0-40 cm befindet sich im

schwach alkalischem

Reaktionsbereich.. Ab der Tiefenschicht

40-130 cm lässt sich die Reaktionsbezeichnung des Bodens als

schwach sauer

einstufen. Der gesamte

Boden befindet sich hier im

Carbonat

- Pufferbereich (BZE, 1996).

Das Säurebelastungsrisiko für mittlere und anspruchsvolle Pflanzengesellschaften (AK

STANDORTSKARTIERUNG 1996) ist für das untersuchte Bodenprofil als

minimal

einzustufen.

Tabelle 26:

,,Eichwald":

5

Horizont

Tiefe

pH- Wert

pH- Wert

pH- Wert

in cm

H2O

KCl

NH4Cl

L/Of

2

5,58

5,33

aAh-M

0-17

5,82

5,2

5,21

aM

17-48

5,97

5,29

5,2

aGo-M

48-72

6,4

5,86

5,58

aGro

72-91

6,65

6,02

5,78

aGro

91-110

6,98

6,19

5,7

aGor

110-160

7,03

6,49

5,77

Die Azidität (KCl) in der Auflageschicht ist als

mäßig sauer

einzustufen. Auch in den darunter

folgenden Tiefenschichten 10-70 cm ordnet sich die Bodenreaktion im

mäßig sauren

Wertebereich ein.

32

---

Ab der Tiefenschicht 90 cm bis zum Ausgangssubstrat steigt der Aziditätswert leicht an und siedelt

sich im Bereich

schwach sauer

an (BZE, 1996).

Die sandige Schicht des Ausgangssubstrates weist eine deutlich mildere Azidität auf, was auf den

Einfluss des hier leicht eindringenden kalkreichen Grundwassers zurückgeführt werden kann. In der

Tiefenschicht 0-110 cm befindet sich der Boden im Silikat- Pufferbereich. Ab der Tiefe von 110 cm

steigt der Wertebereich an und liegt hier im

Carbonat-

Pufferbereich (BZE, 1996).

Das Säurebelastungsrisiko für mittlere und anspruchsvolle Pflanzengesellschaften nach AK

STANDORTSKARTIERUNG (1996) ist für das untersuchte Bodenprofil als

minimal

einzustufen.

4.2.3.2 Carbonat- Gehalt

Tabelle 27:

Brieskow:

Horizont

Tiefe

CaCO

3

in cm

in Gew.-%

aAa-M

0-10

5,12

aM

10-40

-*

aGo

40-75

-*

aGro

75-98

-

aGro

98-119

-*

aGor

119-130

-*

(*=karbonatfrei)

In der Tiefenschicht von 0-10 cm konnte Carbonat nachgewiesen werden. Dieser Carbonat- Gehalt

wird als

mäßig

im Wertebereich der BZE (1996) eingestuft.

Im ,,Eichwald" kann an Hand der Laboruntersuchungen kein Carbonat nachgewiesen werden.

4.2.4 Kationenaustauschverhältnisse

Die

Kationenaustauschkapazität

erfasst die Summe aller an Humus und Tonminerale gebundene

Kationen. Dabei unterscheidet man sog. saure Kationen mit den Elementen: Al+++, Fe++, Mn++, H+ und

sog. basisch wirkende Kationen mit den Elementen: Ca++, Mg++,K+, Na+ (RIEK, 2000). Die Summe der

basisch wirkenden Metallkationen wird als

Basensättigung

ausgedrückt. Je höher hierbei der Anteil der

Anteil der

Basensättigung (BS)

der Bodenaustauscher ist, desto geringer ist der mit den Säurebildnern

H+, Al+++ belegte und die potentielle Bodenazidität bestimmende Teil bestimmende Teil (KUNTZE et

al., 1994). Auf der Grundlage von AKeff und BS lässt sich horizontweise der Gehalt an austauschbaren

basisch wirkenden Kationen, der sog.

S- Wert

berechnen. Die Summe der

S- Werte

aller Horizonte im

Hauptwurzelraum kann als Näherungsmaß der pflanzenverfügbaren Nährstoffe verwendet werden

(RIEK, 2000).

Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt an Hand des BZE- Berichtes (WOLFF & RIEK, 1996). Er beinhaltet für alle bundesweit

ausgewerteten Daten die

prozentualen komulativen Häufigkeitsverteilungen (PKH).

Diese Form der Darstellung erlaubt die

unmittelbare Bestimmung des Medians (jeweils mind. 50% der Messungen einen Wert größer o. gleich bzw. kleiner o. gleich dem

Median) sowie die Darstellung beliebiger Perzentile. Diese geben einen Einblick in die Streuung der Merkmalswerte einer

Messgröße.

33

---

4.2.4.1 Effektive Kationenaustauschkapazität (mmolc/100g), Sättigungsgrad der Elemente (%)

sowie S- Wert Berechnung(molc/m²)

Tabelle 28:

Kationenaustauschkapazität eff

( mmolc/100g)

in Brieskow:

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

in cm

mmolc/kg

aAa-M

0-10

17,24

1,88

0,23

0,11

aM

10-40

19,76

2,47

0,16

0,11

aGo

40-75

9,47

1,78

0,15

0,14

aGro

75-98

14,24

2,48

0,16

0,51

aGro

98-119

2,76

0,51

0,03

0,1

aGor

119-130

10,02

1,87

0,11

0,55

Horizont

Tiefe

Al

Fe

Mn

KAK eff

in cm

mmolc/kg

aAa-M

0-10

0,01

0

0

19,47

aM

10-40

0,01

0

0

22,52

aGo

40-75

0

0

0,01

11,54

aGro

75-98

0,01

0

0

17,4

aGro

98-119

0

0

0

3,41

aGor

119-130

0

0

0

12,55

Abbildung 9:

Brieskow:

Kationenaustauschkapazität

Kationen

0-10

10-40

m

40-75

e in c

i

ef

75-98

T

98-119

119-130

0

5

10

15

20

25

30

mmolc/kg

Tabelle29:

Sättigungsgrad der Elemente

(%)

in Brieskow :

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

BS

cm

Sättigung %

aAa-M

0-10

89

9,6

1,2

0,6

100

aM

10-40

88

11

0,7

0,5

100

aGo

40-75

82

15,4

1,3

1,2

100

aGro

75-98

82

14,3

0,9

2,9

100

aGro

98-119

81

15

0,9

2,9

100

aGor

119-130

80

14,9

0,9

4,4

100

Die Basensättigung ist auf Grund der hohen Ca- Vorräte im Wertebereich mit

sehr hoch

(BZE, 1996)

einzustufen.

34

---

Abbildung 10:

Brieskow:

Austauscherbelegung

Ca

Mg

K

Na

0-10

10-40

m

40-75

e in c

i

ef

75-98

T

98-119

119-130

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

Tabelle 30:

S- Wert Berechnung

(molc/m²)

in Brieskow:

Horizont

Tiefe

S- Wert

TRD

Horizont

S- Wert

in cm

cmolc/kg

g/cm³

dm

molc/m²

aAa-M

0-10

19,47

0,65

1

12,7

aM

10-40

22,52

1,2

3

81,1

aGo

40-75

11,54

1,3

3,5

52,5

aGro

75-98

17,4

1,32

2,3

52,8

aGro

98-119

3,41

1,34

2,1

9,6

aGor

119-130

12,55

1,41

1,1

19,5

Im Hauptwurzelraum, d h. bis zu einer Tiefe von 1 m kann der ermittelte

S- Wert

als Maß der

pflanzenverfügbaren Nährstoffe im Wertebereich als

sehr hoch

eingestuft werden (RIEK, 2000).

Tabelle 31:

Kationenaustauschkapazität eff

( mmolc/100g)

im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

in cm

mmolc/kg

aAh-M

0-17

14,45

2,17

0,24

0,22

aM

17-48

8,35

1,2

0,08

0,2

aGo-M

48-72

5,37

0,8

0,07

0,13

aGro

72-91

7,66

1,14

0,1

0,18

aGro

91-110

23,08

3,34

0,28

0,53

aGor

110-160

1,77

0,31

0,03

0,07

Horizont

Tiefe

Al

Fe

Mn

KAK eff

in cm

mmolc/kg

mmolc/kg mmolc/kg mmolc/kg

aAh-M

0-17

0,01

-

0,12

17,2

aM

17-48

0,01

-

0,03

9,86

aGo-M

48-72

0

-

0,01

6,38

aGro

72-91

0

-

0

9,08

aGro

91-110

0,01

-

0

27,24

aGor

110-160

0

-

0

2,18

35

---

Abbildung 11:

,,Eichwald":

K ation e na u sta u sc hk ap a zitä t

K a tione n

0 -1 7

1 7 -4 8

m

4 8 -7 2

e in c

i

ef

7 2 -9 1

T

9 1 -1 1 0

1 1 0 -1 6 0

0

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

m m o lc/k g

Tabelle 32

:Sättigungsgrad der Elemente

(%)

im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

BS

cm

Sättigung %

aAh-M

0-17

84

12,6

1,4

1,3

99

aM

17-48

85

12,1

0,8

2,1

100

aGo-M

48-72

84

12,6

1

2

100

aGro

72-91

84

12,5

1

2

100

aGro

91-110

85

12,3

1

2

100

aGor

110-160

81

14,3

1,4

3

100

Die Basensättigung ist auf Grund der hohen Ca- Vorräte im Wertebereich mit

sehr hoch

(BZE, 1996)

einzustufen.

Abbildung 12:

Eichwald":

Austauscherbelegung

Ca

Mg

K

Na

0-17

17-48

m

48-72

e

f

e

i

n

c

72-91

Ti

91-110

110-160

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

36

---

Tabelle 33:

S- Wert Berechnung (

molc/m

) im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

S- Wert

TRD

Horizont

S- Wert

in cm

cmolc/kg

g/cm³

dm

molc/m²

aAh-M

0-17

17,2

0,81

1,7

23,7

aM

17-48

9,86

1,24

3,1

37,9

aGo-M

48-72

6,38

1,41

2,4

21,6

aGro

72-91

9,08

1,35

1,9

23,3

aGro

91-110

27,24

1,36

1,9

70,4

aGor

110-160

2,18

1,49

5

16,2

Im Hauptwurzelraum, d h. bis zu einer Tiefe von 1 m kann der ermittelte S- Wert als Maß der

pflanzenverfügbaren Nährstoffe im Wertebereich als

sehr hoch

eingestuft werden (RIEK, 2000).

4.2.4.2 Austauschbare Elemente (g/g) und Elementvorräte (kg/ha)

Der Boden ist Träger und Vermittler von Nährstoffen für Pflanzen und Mikroorganismen. Neben

Wasser und Kohlendioxid sind auch Ionen für die Pflanzenernährung erforderlich (KUNTZE et al.,

1994).In der laboranalytischen Untersuchung wurden die Hauptnährelemente: K, Ca, Mg, S, Na; P und

N, sowie die Spurenelemente:, Fe, Mn, B sowie ermittelt.

Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt an Hand des BZE- Berichtes (WOLFF & RIEK, 1996). Er beinhaltet für alle bundesweit

ausgewerteten Daten die

prozentualen komulativen Häufigkeitsverteilungen (PKH).

Diese Form der Darstellung erlaubt die

unmittelbare Bestimmung des Medians (jeweils mind. 50% der Messungen einen Wert größer o. gleich bzw. kleiner o. gleich dem

Median) sowie die Darstellung beliebiger Perzentile. Diese geben einen Einblick in die Streuung der Merkmalswerte einer

Messgröße.

Tabelle 34:

Austauschbare Elemente

(g/g)

in Brieskow:

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

Al

Fe

in cm

g/g

aAa-M

0-10

3455 228,1

88,84

25,41

0,968

-*

aM

10-40

3960 300,8

62,77

26,01

0,7595

-*

aGo

40-75

1898

216

57,84

33,14

-*

-*

aGro

75-98

2854 301,7

61,67

117,4

0,6007

-*

aGro

98-119

553,6 62,26

11,79

22,92

-*

-*

aGor

119-130 2008

227

42,14

126,5

-*

-*

Horizont

Tiefe

S

B

P

N

C

in cm

g/g

aAa-M

0-10

42,28

5,433

1,947

3847,1 96100

aM

10-40

15,46

3,812

0,9229

1346

15490

aGo

40-75

20,57

2,413

0,2385

501,2

5939

aGro

75-98

97,39

3,042

0,4198

528,4

6927

aGro

98-119 19,32

1,064

0,313

72,1

949,2

aGor

119-130 199,7

2,166

0,5428

195,7

2484

Tabelle 35:

Elementvorräte

(Kg/ha)

in Brieskow:

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

Al

Fe

Mn

in cm

Kg/ha

aAa-M

0-10

2236,25

147,64

57,5

16,45

0,63

-*

0,75

aM

10-40

14291,28 1085,56 226,53

93,87

2,74

-*

1,55

aGo

40-75

8648,92

984,28

263,57 151,01

-*

-*

6,7

aGro

75-98

8624,51

911,71

186,36 354,77

1,82

-*

1,59

aGro

98-119

1546,75

173,95

32,94

64,04

-*

-*

1,11

aGor

119-130 3110,15

351,6

65,27

195,93

-*

-*

1,04

(-*=Nachweisgrenze < 0,050)

37

---

Horizont

Tiefe

S

B

P

N

C

in cm

Kg/ha

aAa-M

0-10

27,37

3,52

1,26 2490,02 62200,73

aM

10-40

55,79

13,76 3,33 4857,59 55902,02

aGo

40-75

93,73

11

1,09

2283,9

27063,19

aGro

75-98

294,3

9,19

1,27 1596,77 20932,71

aGro

98-119

53,98

2,97

0,87

201,45

2652,05

aGor

119-130 309,31

3,35

0,84

303,12

3847,41

Der Kalium-Vorrat ist in der Tiefenschicht 0­10 cm (Ah- Horizont) und in der Tiefenschicht 98-130

cm (Gr- Horizont) als

sehr gering

einzustufen. In der Bewertung als

gering

lassen sich sich die

Tiefenschicht von 10-98 cm (Bv- Go ­Gor- Horizonte) einordnen (BZE, 1996).

Der Calcium- Vorrat ist im gesamten Profil als

hoch

bzw. in der Tiefenschicht 10-98 cm (Bv- Go ­

Gor- Horizonte)als sehr hoch im Wertebereich einzuordnen (BZE, 1996).

Der Vorrat an Magnesium ist in der Tiefenschicht 0-10 cm als

mäßig

zu bewerten. In der Tiefenschicht

10-98 cm lassen sich die Vorräte als

hoch

zu bewerten. Im unteren Bereich der Bodengrube sinken die

Werte wieder ab und lassen sich als

mäßig

bis

mittel

einstufen (BZE, 1996).

Der Mangan-, Aluminium-, Eisen- Vorrat ist in der gesamten Profilgrube im Wertebereich als

sehr

gering

einzustufen (BZE, 1996).

Tabelle 36:

Austauschbare Elemente

(g/g)

im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

Ca

Mg

K

Na

Al

Fe

in cm

g/g

aAh-M

0-17

2895 263,4

94,95

50

0,8529

-*

aM

17-48

1673 145,6

30,47

46,55

0,7875

-*

aGo-M

48-72

1077 97,55

26,03

29,92

-*

-*

aGro

72-91

1536

138

37,16

41,99

-*

-*

aGro

91-110

4625 406,2

109,8

122,2

0,6817

-*

aGor

110-160

355

37,8

11,58

15,22

-*

-*

(-*=Nachweisgrenze < 0,050)

Tabelle 36:

Austauschbare Elemente

(g/g)

im ,,Eichwald":

Horizont

Tiefe

S

B

P

N

C

in cm

g/g

aAh-M

0-17

23,85

1,434

3,247

3550

65850

aM

17-48

30,82 0,7423 0,3136

753,4

8605

aGo-M

48-72

15,8

0,5557 0,1986

224,3

2822

aGro

72-91

32,39 0,5667 0,2881

273,9

3359

aGro

91-110 37,33 0,8444 0,5486

680,8

7359

aGor

110-160 14,96 0,5331 0,4181

35,7

412,5

Tabelle 37:

Elementvorräte

(Kg/ha)

im ,,Eichwald":

Horizont Tiefe

Ca

Mg

K

Na

Al

Fe

Mn

in cm

Kg/ha

aAh-M

0-17

3986,91

362,75

130,76

68,86

1,17

-*

44,03

aM

17-48

6417,11

558,48

116,87 178,55

3,02

-*

26,68

aGo-M

48-72

3589,9

325,16

86,76

99,73

-*

-*

6,36

aGro

72-91

3945,59

354,49

95,45

107,86

-*

-*

3,03

aGro

91-110 11906,71 1045,73 282,67 314,59

1,75

-*

2,04

aGor

110-160 2639,37

281,04

86,1

113,16

-*

-*

2,26

(-*=Nachweisgrenze < 0,050)

38

---

Horizont

Tiefe

S

B

P

N

C

in cm

Kg/ha

aAh-M

0-17

32,85

1,97

4,47 4888,95 90686,64

aM

17-48

118,22

2,85

1,2

2889,81 33006,13

aGo-M

48-72

52,67

1,85

0,66

747,65

9406,4

aGro

72-91

83,2

1,46

0,74

703,58

8628,41

aGro

91-110

96,1

2,17

1,41 1752,67 18945,19

aGor

110-160 111,23

3,96

3,11

265,42

3066,88

Der Vorrat an Kalium ist als

sehr gering

einzustufen. Lediglich in der Tiefenschicht 91- 110 cm lassen

sich die Vorräte in dem Bewertungsrahmen der BZE als

gering

einstufen (BZE, 1996).

Der Vorrat an Calcium ist in der Tiefenschicht 0-91 und 110-160 cm als

hoch

im Wertebereich

einzuordnen. In der Tiefenschicht 91-110 cm sind die Vorräte als

sehr hoch

einzustufen (BZE, 1996).

Der Magnesium- Vorrat ist als

mittel

zu bewerten. Lediglich in der Tiefenschicht 91-110 cm steigen

die Vorräte an und lassen sich im Wertebereich (BZE, 1996) mit

hoch

einstufen.

Die Mangan- Vorräte fallen in der Tiefenschicht 0-48 cm

gering

bis

mäßig

aus. Ab der Tiefenschicht

48 cm lassen sich nur noch

sehr geringe

Vorräte feststellen (BZE, 1996).

Der Aluminium- und Eisen- Vorrat ist auf der gesamten Fläche im Wertebereich (BZE, 1996) als

sehr

gering

einzustufen.

4.2.5 Schwermetalle

Schwermetalle (SM) sind Elemente, deren Dichte > 5 g/cm³ liegt. Einige sind für die Ernährung von

Pflanzen und Tieren essentielle Bioelemente, solange ihre Dosis gering bleibt (Spurenelemente),

andere nicht essentielle, wie z B. Cd, Hg, As verhalten sich schon in geringen Dosen hochgradig

toxisch (KUNTZE et al., 1994).

Die Schwermetallgehalte und- vorräte von Waldböden können je nach Standort großen Schwankungen

unterliegen. Sie sind z. T. geogen bedingt und variieren in Abhängigkeit von der mineralischen

Zusammensetzung des Ausgangssubstrates. Zur Erhöhung dieser geogenen Schwermetallanteile kann

es zum einen durch atmosphärische Einträge, und speziell auf Auen- Standorten durch periodische

bzw. episodische Überflutungsereignisse kommen. Die Stoffeinträge stammen im wesentlichen aus

anthropogenen Emissionsquellen (WOLFF & RIEK, 1999). Im Boden unterliegen diese anthropogenen

SM einer weiteren Veränderung ihrer Bindungsformen und damit ihrer Löslichkeit. Pedogene SM

nehmen absorbiert an Austauscher, verschlossen (okkludiert) in Metalloxiden eine mittlere Löslichkeit

zwischen lithogenen und anthropogenen SM ein. Mobilisierung und Immobilisierung sind deshalb

möglich.

Einen großen Einfluss für die Aufnahme von SM durch Pflanzen hat der pH- Wert des Bodens. Mit

sinkendem pH nehmen die unspezifisch gebundenen Anteile der adsorbieren Metalle zu, d h. um so

niedriger der pH- Wert des Oberbodens, desto höher der Faktor der SM- Aufnahme(KUNTZE et al.,

1994). Da viele SM im Boden dazu neigen, metallorganische Komplexe zu bilden, manifestiert sich die

39

---

atmogene Schwermetallbelastung vor allem in erhöhten Gehalten in den Humusauflagen und

humusreichen Oberbodenhorizonten (WOLFF & RIEK, 1999).

Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt an Hand des BZE- Berichtes (WOLFF & RIEK, 1996). Er beinhaltet für alle bundesweit

ausgewerteten Daten die

prozentualen komulativen Häufigkeitsverteilung (PKH)*.

Diese Form der Darstellung erlaubt die

unmittelbare Bestimmung des Medians (jeweils mind. 50% der Messungen einen Wert größer o. gleich bzw. kleiner o. gleich dem

Median) sowie die Darstellung beliebiger Perzentile. Diese geben einen Einblick in die Streuung der Merkmalswerte einer

Messgröße.

Des weitren wird die Schematische Einordnung von Schwermetallgehalten nach PRÜSS (1994) ,,Vorsorgewert" und der

,,Orientierungswert nach TYLER (1992) für die Bewertung hinzugezogen.

4.2.5.1 Schwermetallgehalte (g/g)

Tabelle 38:

Schwermetallgehalte

(g/g)

in Brieskow:

Horizont Tiefe

pH

Pb

Zn

Cu

in cm

KCl

g/g

aAa-M

0-10

7,38

31,38

79,44

13,91

aM

10-40

7,14

34,31

94,76

16,01

Der Pb- Gehalt der Humusauflage (0-10 cm) kann im bundesweiten Bewertungsrahmen als

gering (ca

10. Perzentil)

eingestuft werden. Der ,,Vorsorgewert" (natürliche Gehalte einschließlich ubiquitärer

anthropogener Kontamination) nach PRÜSS (1994) wird nicht erreicht. Die pH- Schwelle der

Schwermetallmobilisierung nach BLUME & BRÜMMER (1987) wird für Pb (ph=4,0) nicht erreicht.

Der Gehalt an Zn in der Humusauflage (0-10 cm) liegt im Bewertungsrahmen

(PKH*)

zwischen den

Werten

mittel

und

mittel / hoch (ca.55. Perzentil).

. Der ,,Vorsorgewert" für organische Auflagen nach

PRÜSS (1994) für Zn (85 g/g) wird fast erreicht.

Die pH- Schwelle der Schwermetallmobilisierung nach BLUME & BRÜMMER (1987) wird für Zn

(6,0) nicht erreicht.

Der Cu- Gehalt der Humusauflage (0-10 cm) ordnet sich im Bewertungsrahmen

(PKH*)

zwischen

mäßig

bis

mittel (ca. 27. Perzentil)

ein. Der Vorsorgewert nach PRÜSS (1994) wird nicht erreicht.

Die pH-Schwelle zur Mobilisierung der SM (bei Cu; pH= 4,5) wird nach BLUME & BRÜMMER

(1987). unterschritten.

Tabelle 39:

Schwermetallgehalte

(g/g)

im ,,Eichwald":

Horizont Tiefe

pH

Pb

Zn

Cu

in cm

KCl

g/g

aAh-M 0-17

5,2

162,1

640,3

125

aM

17-48

5,29

24,61

87,41

26,79

Der Pb- Vorrat der Humusauflage (0-17 cm) kann im Bewertungsrahmen als

mittel / hoch

mit Tendenz

zu

hoch (ca.77. Perzentil)

eingestuft werden (BZE, 1996).

Der ,,Vorsorgewert" nach PRÜSS (1994), welcher für das Element Pb den Wert 130 g/g definiert,

wird überschritten. Nach dem Orientierungswert von TYLER (1992) (Pb= 150g/g) tritt der Wert in

den ,,Kritischen Bereich" ein, wo mit zunehmender Beeinträchtigung der Bodentiere zu rechnen ist.

40

---

Die pH- Schwelle der Schwermetallmobilisierung nach BLUME & BRÜMMER (1987) wird für Pb

(ph=4,0) nicht erreicht.

Die Anteile des Elements Zn in der Humusauflage (0-17 cm) können im bundesweiten

Bewertungsrahmen zwischen

hoch

und

sehr hoch (ca.94. Perzentil)

eingeordnet werden.

Der ,,Vorsorgewert" für das Element Zn nach PRÜSS (1994) wird um das 7,5- fache überschritten Die

,,Kritische Schwermetallkonzentration" nach TYLER (1992) wird um das doppelte überschritten.

Hieraus resultieren zunehmende Beeinträchtigungen der Ökosystemkomponenten: Bodentiere,

Mikroflora, Bodenatmung und biochemische Aktivität.

Nach BLUME & BRÜMER (1987) ist die Schwelle der Schwermetallmobilisierung für das Element

Zn (pH=6,0) unterschritten, d h. eine Mobilisierung der SM tritt ein.

Der Cu- Gehalt in der Humusauflage (0-17 cm) ist im Bewertungsrahmen als

hoch

mit Tendenz zu

sehr hoch (ca.94. Perzentil)

einzustufen.

Der ,,Vorsorgewert" für organische Auflagen nach PRÜSS (1994) wird um das 6- fache überschritten.

Der Orientierungswert für die Bewertung von Schwermetallgehalten nach TYLER (1992) wird um das

6- fache überschritten. Nach TYLER (1992) ist mit einer zunehmenden Beeinträchtigung der

Ökosystemkomponenten: Bodentiere, Mikroflora, Stickstoffumsetzung, Bodenatmung und

biochemische Aktivität zu rechnen.

Der nach BLUME & BRÜMER (1987) pH- Schwellenwert der Schwermetallmobilisierung wird für

das Element Cu nicht erreicht.

41

---

5. Diskussion

5.1 Standortsvergleich der Untersuchungsflächen

Die Ausprägung naturnaher Böden wird durch das Zusammenwirken vieler Faktoren

(Ausgangssubstrat, Relief, Klima Organismen, Zeit usw.) gesteuert. Auf all diese Faktoren wirken

Flüsse durch den Eintrag von Energie und Stoffen so intensiv ein, dass sich die Böden der Auen

sowohl in ihren Eigenschaften als auch in ihren Verbreitungsmustern von den Böden anderer

Landschaftsformen unterscheiden. Eine große anthropogene Beeinflussung setzte seit dem

Neolithikum durch den Beginn von Ackerbau und Viehzucht (Steinzeit 5000 vor heute) auf die Böden

der Auen ein (FRIESE et al., 2000).

Die

Körnung

der Elemente hängt stark von der Fließgeschwindigkeit und damit der Schleppkraft des

Überflutungswassers ab. Da die Fließgeschwindigkeit im Auenquerschnitt bei einem

Hochwasserereignis stark variiert, werden gleichzeitig unterschiedlich grobe Sedimente abgelagert.

Darüber hinaus veränderte sich die Fließgeschwindigkeit im Verlauf der Flussgeschichte , so dass in

Auen geschichtete Substrate die Regel sind (FRIESE et al., 2000).

Betrachtet man die Ergebnisse der Korngrößenanalyse, lassen sich die Standorte: Brieskow und

,,Eichwald" gut charakterisieren. Auf Grund der hohen prozentualen Anteile feinerer Fraktionen

(Feinstsand, Schluff und Ton) kann man von einer ruhigen Sedimentation ausgehen. Dies entspricht

den Verhältnissen eines Rückstaues bzw. sehr langsamer Fließgeschwindigkeiten bei

Überflutungsereignissen. Abb. 13 vergleicht die beiden Standorte bezüglich ihrer

Korngrößenverteilung bis zu einer Profiltiefe von 90 cm. Aufgrund der geringen Skelettanteile (<1%)

wurden nur die Korngrößenfraktionen des Feinbodens (<2mm) zur Darstellung herangezogen. Deutlich

zu sehen ist, wie ähnlich sich beide Standorte bezüglich der prozentualen Korngrößenverteilung

verhalten. Daraus lässt sich eine gewisse Homogenität zwischen beiden Standorten ableiten. Es fällt

auf, dass die größte Gewichtung auf der Korngrößenfraktion des Schluffes liegt.

Betrachtet man die Bodenhorizonte beider Standorte, so ist ein häufiger Wechsel der Bodenarten in

den jeweiligen Tiefenschichten zu verzeichnen, was auf veränderte Sedimentationsbedingungen

zurückzuführen ist. In Brieskow findet sich ab der Tiefenschicht 10-98 cm größtenteils die Bodenart

sandiger Lehm. Nach AG Boden (1996) wird der Auenlehm als holozäne mehr oder minder

geschichtete Ablagerung in Flusstälern (z. T. mit Pflanzenresten) beschrieben. Es handelt sich

überwiegend um jüngere, feinkörnige Flusssedimente, die durch Abspülung von Bodenmaterial im

Zusammenhang mit den Rodungsphasen (etwa 1000 n. Chr.) die im Einzugsgebiet entstanden sind und

dadurch bräunlich oder gelblich gefärbt sind (vgl. Abschnitt Bodenfarbe). Schließlich wurden etwa

vom 15. Jh. an bis zur Zeit der Flusskorrekturen um 1850 erneut im starken Maße Auenlehme

abgelagert (SCHEFFER/ SCHACHTSCHABEL, 1998). Auf Grund dieser anthropogenen

Beeinflussung lässt sich auch der zu verzeichnende

Humusgehalt

im Boden beider Standorte erklären.

42

---

Durch die Erosion der Böden wurden Pflanzenreste z. T. aus Ackerbau mit dem Hochwasser in der

Aue abgelagert und durch Sauerstoffmangel infolge von hochstehendem Grundwasser konserviert. Die

organische Substanz der tieferen Auensedimente ist wegen der überwiegend oxidativen Verhältnisse

gut humifiziert und stabil, so dass ein schneller Abbau mit reduktiver Wirkung nicht zu erwarten ist

(FRIESE et. al, 2000). Beide Standorte zeigen bis zur Tiefenschicht von ca. 1 m ähnliche

Humusgehalte an.

Am Standort ,,Eichwald" ist die Bodenart lehmiger Sand vorherrschend. Deutlich ist der

Bodenartenwechsel ab der Tiefenschicht 110 cm zu erkennen (Bodenfarbe 2,5Y5/3). Ab dieser Tiefe

liegt feinsandiger Mittelsand (mSfs) vor. Durch den abrupten Wechsel der Sedimente könnte

geschlussfolgert werden, dass es sich hierbei um glazifluviatile (durch Gletscherwasser entstandene)

Substrate handelt. Das war der Zeitraum am Ende der letzten Kaltzeit, dem sog. Spätglazial (12800-

10200 vor heute) bis zum Beginn des Holozäns. Deutlich wird, dass diese Bodenschicht lange vor der

anthropogenen Beeinflussung entstanden ist. Am Standort Brieskow konnten diese glazifluviatilen

Substrate bis zu einer Tiefenschicht von 160 cm nicht nachgewiesen werden. Es ist aber anzunehmen,

dass sich diese Bodenart in tieferen Schichten vorfindet.

Abbildung 13:

K orn größ en verteilung b is 90 cm T ie fe

B rie s k o w

E ich w a ld F F /O

40

35

30

t

n

25

e

z

20

o

Pr

15

10

5

0

)

63)

)

-0,2)

002

002

-0,125)

-0,

25-0,0

<0,

063

Ton (

obsand (2-0,63)

f (0,

Gr

ittelsand (0,63

M

Feinsand (0,2

chluf

S

Feinstsand (0,1

Äq uiva len du rch m e ss er in m m

Auf den

Wasserhaushalt

der Auenböden wirkt das Relief über die Zahl und Dauer und Überflutungen

und über den vom Flussverlauf abhängigen Grundwasserstand ein. Der bestimmende Steuerfaktor für

Auen und Auenböden und ihre Lebensgemeinschaften sind periodische auf Grund von Hochwasser in

Flüssen oder an die Oberfläche tretendes Grundwasser. Auf Grund der häufigen Wechsel von

Vernässungs- und Austrocknungsphasen stellen die Auengebiete in Bezug auf den Wasserhaushalt

äußerst dynamisch Systeme dar, in denen sich die wirksamen Faktoren und Prozesse räumlich und

zeitlich wechselseitig beeinflussen Der Wasserhaushalt der Flussauen bewegt sich zwischen

43

---

Überflutung durch Hochwasser und extremer Austrocknung in Niedrigwasserzeiten. Zwischen Fluss-

und Grundwasser besteht ein enger hydraulischer Kontakt über die gutdurchlässigen Sande und Kiese

an der Flusssohle. Damit sind der Grundwasserstand und das Grundwassergefälle unmittelbar vom

Flusswasserstand abhängig. Nach Ablaufen des Hochwassers bleiben in Flutrinnen und Mulden

größere wasserbedeckte Flächen zurück, die innerhalb von Tagen bis Wochen teils durch Verdunstung,

teils durch Versickerung austrocknen (FRIESE et. al, 2000).Nach GREISER (Jagdpächter 1974-2004)

kann im periodisch überfluteten ,,Eichwald" aufgrund des Reliefs (z. T. große Mulden, Senken,

Gräben, Teiche) davon ausgegangen werden, dass das Überflutungswasser hier bis zu mehreren

Wochen nach dem Überflutungsereignis z. T. großflächig in der Aue steht (mdl. Mitteilung, 2004). Ein

weiterer Grund für das in der Aue ,,stehende" Wasser ist die Einbürgerung des ,,Elbe"- Bibers an der

Oder. Er lebt in Kolonien in Bauen an Uferböschungen. Er fertigt in flachem Wasser Burgen aus

Reisig und Schlick und staut Wasserläufe durch Dämme, die er durch Äste errichtet (NÜßLEIN, 1996).

Im ,,Eichwald" wurden etliche Biberburgen und Biberdämme gesichtet. Als Folge der Anstauung des

Wassers ist hier an einigen Stellen ein Absterben der Schwarz- Erle

(Alnus glutinosa)

als Resultat der

Überflutung zu erkennen.

Aufgrund der Eindeichung in Brieskow, als Folge der Trockenlegung des Oderbruchs um 1760, finden

sich auf beiden Standorten unterschiedliche Wasserhaushaltssituationen vor. Nach Untersuchungen

von FRIESE et. al (2000) an der mittleren Elbe ist im Bereich flussnaher Standorte ein direkter

Einfluss des Flusspegels auf den Grundwasserstand feststellbar. Die flussnahen Auenbereiche weisen

demnach die stärksten Grundwasserstandsschwankungen auf.

Der Anstieg des Grundwassers kann unter Deichen hindurch als Druckwasser (Qualmwasser) erfolgen,

z. T. wird Qualmwasser aber auch nur gestautes Niederschlagswasser oder seitlich eingestautes

Hangwasser sein (FRIESE et. al, 2000).

Aus dem Bewertungsrahmen AG Boden (1994) der kapillaren Aufstiegsrate aus dem Grundwasser

abgeleiteten Ergebnisse zeigen für Brieskow (episodisch überflutet) starke Schwankungen bei der

kapillaren Aufstiegsrate innerhalb eines Jahres. Während im Sommer 2003 die kapillare Aufstiegsrate

sehr gering war, viel die Frühjahrsmessung (März 2004) mit einer sehr hohen kap. Aufstiegsrate aus.

Für den Standort ,,Eichwald" (periodisch überflutet) konnten im Sommer 2003 ähnliche Werte

ermittelt werden. In der Wintermessung war der Standort allerdings überflutet, woraus sich

unterschiedliche Grundwasserformen nach SCHULZE (1996) ableiten lassen (vgl. Kap 3.2.4.).

Anzumerken wäre, dass es sich bei der Sommermessung 2003 um Extremwerte handelt, da dieser

Sommer als sogenannter ,,Jahrhundertsommer" mit sehr hohen Verdunstungsraten und sehr geringen

Niederschlägen ausgefallen ist.

Die

Luft (LK)- und nutzbare Feldkapazität (nFK)

als wichtige Kennwerte des Wasser- und

Lufthaushaltes fallen im Vergleich der beiden Standorte unterschiedlich aus. Wegen des engen

Zusammenhangs zwischen dem Wasserhaltevermögens eines Bodens, seiner Körnung und Lagerung

44

---

ist es möglich, aus diesen Daten auf Eigenschaften des Wasser- und Lufthaushaltes zu schließen

(SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL, 1998). Wie Abb. 14 verdeutlicht, ist der Anteil der nutzbaren

Feldkapazität im ,,Eichwald" in den oberen Bodenschichten deutlich höher. Somit steht den Pflanzen

hier mehr freies Wasser zur Verfügung. Bei der Beurteilung der LK ist kein eindeutiger Trend

zugunsten eines Standortes festzustellen. Im allgemeinen ergibt sich Speicherleistung

(pflanzenverfügbare Bodenwassermenge) aus den Faktoren: nutzbare Feldkapazität (nFK),

Lagerungsdichte (Ld), effektiver Wurzelraum (Weff) und Luftkapazität (LK). Sie liegt im ,,Eichwald"

um ca. 30% höher als in Brieskow. Die im Labor gravimetrisch gemessenen

Wassergehalte

der

Bodenproben (Juni-August 2004) bestätigen dieses Ergebnis. Im ,,Eichwald" beträgt der

durchschnittliche Wassergehalt der Bodenproben ca. 18 Gew. -%, dem gegenüber steht der Wert in

Brieskow mit ca. 16 Gew.-%. Durch den höheren Lehmanteil in den oberen Bodenschichten ergibt sich

für Brieskow

(Ld4= dicht)

eine höhere

Bodendichte

, als im ,,Eichwald"

(Ld3= mäßig dicht).

Die

Lagerungscharakteristika der Böden unter Wald geben die Verhältnisse eines normal verdichteten

Standortes wieder (KUNTZE et al., 1994). Es ist für beide Standorte davon auszugehen, dass keine

Störung infolge anthropogener Bodenverdichtung (Landwirtschaft) vorliegt.

Abbildung 14:

Luftkapazität u. nutzb. Feldkapazität

nFK Brieskow

nFK "Eichwald" FF/O

Lk Brieskow

LK "Eichwald" FF/O

aAh(a)

aM

aGo (M)

z

o

nt

Hori

aGro

aGro

aGor

0

5

10

15

20

25

30

35

Prozent

Aufgrund der häufigen Wechsel von Vernässungs- und Austrocknungsphasen stellen die Auengebiete

in Bezug auf den Stoffhaushalt äußerst dynamisch Systeme dar in denen sich die wirksamen Faktoren

und Prozesse räumlich und zeitlich wechselseitig beeinflussen (FRIESE et. al, 2000). Die pH- Werte

des Bodens weisen keine Substratabhängikeit auf. Sie zeigen wie viele andere Parameter eine

Korrelation zur Tiefe. Dies ist nicht auf Sedimentationsgeschehen zurückzuführen, sondern Ausdruck

des stark schwankenden Wasserstandes, der mit der Zufuhr basisch wirkender Kationen einhergeht

(FRIESE et. al, 2000).Durch den Eintrag von basischen Elementen (vor allem Ca, Mg) in die Aue

lassen sich für Brieskow

Bodenaciditätswerte

im Calciumcarbonatpufferbereich (ph>6,3) feststellen.

45

---

Daraus abgeleitet ergeben sich optimale Bedingungen für die Mikroorganismen, woraus eine rasche

Umsetzung der Streu resultiert. Im ,,Eichwald" befinden sich die Aciditätswerte im

Silikatpufferbereich (6,3>pH>5,0). Daraus ergibt sich auch für diesen Standort eine optimale

Nährstoffverfügbarkeit.

Während sich in den unteren Bodenschichten (ab Gor- Horizont) die Aciditätswerte der beiden

Standorte mehr oder weniger einander angleichen (Abb.15), ist diese Tendenz in den oberen

Bodenhorizonten nicht zu verzeichnen. In Brieskow ist die Bodenreaktion u a. wegen des

nachgewiesenen CaCO3- Anteils (5,12 Gew.- %) deutlich höher. Eine weitere Erklärung für die

höheren Reaktionswerte könnten in der Eindeichung des Standortes Brieskow um 1760 liegen. Seit

diesem Zeitraum finden hier keine periodischen Überflutungen mehr statt, demzufolge bleibt der

Oberboden frei von fluviatilen Stoffeinträgen, die u. U. zur Bodenversauerung beitragen können.

Im ,,Eichwald" hingegen mit seinen periodischen Überflutungen wurden als Folge der

Industrialisierung und der stattfindenden landwirtschaftlichen Nutzung (Waldweide u. Streunutzung)

permanent bodenversauernde Elemente in den Auenwald eingetragen. Nach GREISER (mdl.

Mitteilung, 2004) wurde permanent Weidevieh bis Ende der 1980er Jahre mehr oder weniger

unkontrolliert durch den ,,Eichwald" auf die davor gelagerten Oder-Wiesen getrieben. Der durch die

Äsung des Weideviehs stattfindende Biomasseexport lässt den Oberboden extrem stark divastieren

(REHFUESS, 1990). Daraus resultiert eine allmähliche Bodenversauerung des Standortes mit wenig

Pufferreserven.

Abbildung 15:

Bodenacidität

Brieskow

"Eichwald" FF/O

L/Of

aAh(a)

aM

i

z

ont aGo (M)

Hor

aGro

aGro

aGor

0

1

2

3

4

5

6

7

8

pH (KCl)

Auffällig für beide Standorte sind die sehr hohen

Nährstoffvorräte

des Elementes Calcium (Ca).

Calcium ist ein für Pflanzen und Tiere essentielles Element, das durch Transfer aus dem Boden in die

Nahrungskette gelangt. Calcium ist vor allem für das Wachstum der Pflanzen, insbesondere für das

Wurzelwachstum, für die Stabilisierung der Zellwände, für die Aktivierung einzelner Enzyme, für

46

---

Osmoseregulation u. a. von Bedeutung. Dabei liegt ein wesentlicher Teil des Ca- Vorrates in

austauschbarer Form vor In Oberböden Mitteleuropas mit pH >6 beträgt der Ca- Anteil meist über

80%. der Basensättigung (SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL, 1998). .Die hohe Basensättigung mit

>80% auf beiden Standorten (Abb.10 und 12) bestätigt diese Aussage.

Die Magnesium (Mg)- Vorräte sind auf beiden Standorten als mittel im Bewertungsrahmen der BZE

(1996) eingestuft worden. Entscheidend für die Versorgung der Pflanze ist das austauschbare Mg, das

i. d. R. nur 5% des Gesamt- Mg ausmacht (AMBERGER, 1988).An der Austauscherbelegung ist Mg

auf beiden Standorten mit ca. 10-15% beteiligt.

Im allgemeinen wird Mg2+ von der Pflanze in geringen Mengen Menge als Ca2+ oder K+

aufgenommen. Sein Gehalt in pflanzlichen Organen liegt meistens <0,5% Mg, bezogen auf die

Trockensubstanz. Die Ionenkonkurrenz der verschiedenen Kationen hat für die Mg- Aufnahme

insofern eine Bedeutung, dass sie in der Praxis vielfach zu Mg-Mangelerscheinungen führt. Die Mg-

Mangelsymptome wirken sich auf die einzelnen Pflanzenarten unterschiedlich aus, jedoch zeigen sie

im allgemeinen einige gemeinsame charakteristische Merkmale. So wurde festgestellt, dass Mg-

Mangel eine Blattaufhellung der meist älteren Blätter hervorruft, die in der Mitte der Blatthälfte

zwischen den Blattadern beginnt (MENGEL, 1991).Diese ,,Sprenkelungen" entwickeln sich später in

(flecken- oder streifenförmige) Chlorosen und schließlich Nekrosen über. Die Blattränder und

Blattadern bleiben häufig noch längere Zeit gesund (AMBERGER, 1988). Die Mg- Mangelblätter

werden von der Pflanze vorzeitig abgeworfen (MENGEL, 1991).

Der Kalium (K)- Vorrat ist auf beiden Standorten mit gering bis sehr gering in dem Bewertungsrahmen

der BZE (1996) eingestuft worden. Auf den Niederterassen von Flusstälern, die seit Jahrzehnten

extensiv als Wiesen genutzt worden sind ist auf Grund der starken Durchwurzelung der Grünlandnarbe

zusammen mit einer periodischen Überflutung eine zunehmende Verarmung des Bodens an K

eingetreten (AMBERGER, 1988).

Die Versorgung der Pflanze mit K hängt ab von der Kapazität (Gesamt- K- Gehalt), der Intensität (K-

Konzentration der Bodenlösung, <10% des austauschbaren K ist frei in der Bodenlösung) und der

Nachlieferungsrate (AMBERGER, 1988). Bei einer guten K- Versorgung des Bodens sollten nach

AMBERGER (1988) 4-5% K+- Ionen an der Gesamtaustauschkapazität beteiligt sein. Für beide

Standorte liegt die Austauschkapazität der K+- Ionen <1% und somit wird dieser Wert nicht erreicht.

Die Aufnahme und Konzentration in der Pflanze kann durch andere Kationen (Ca2+, Mg2+, Na+ und

NH4+) behindert werden (AMBERGER, 1988). Aus dieser Tatsache resultierend lässt sich folgendes

Gesetz nach EHRENBERG (1930er Jahre) ableiten: durch ein hohes Ca2+- Angebot wird die K+-

Aufnahme zurückgedrängt und umgekehrt. Auf Grund der Tatsache, dass K+ an beiden Standorten nur

mit <1% an der Kationenaustauschkapazität beteiligt ist und im Gegensatz dazu eine

Kationenaustauschkapazität von Ca2+ von ca.15-20% vorliegt, kann angenommen werden, dass sich

dieser Umstand pflanzenbeeinträchtigend auswirkt.

47

---

Eine ungenügende K- Versorgung äußert sich zuerst im Tugor (Zelldruck) der betroffenen Pflanzen.

Schlaffe und herunterhängende Blätter sind die Folge des Druckabfalls. Die Blätter beginnen vom

Blattrand zur Mitte hin mit Aufhellungen, die in späteren Stadien braun und nekrotisch werden. Der

gesamte Habitus der Pflanze macht einen schlaffen, welken Eindruck; man bezeichnet deshalb diese

Erscheinung auch mit ,,Welketracht" (MENGEL, 1991).

Die Vorräte an Natrium (Na) sind an beiden Standorten ausreichend. Nach MENGEL (1991) konnte

Na- Mangel im Freiland noch nicht beobachtet werden.

Die Vorräte an Mangan (Mn) sind an beiden Standorten in dem Bewertungsrahmen der BZE als sehr

niedrig eingestuft worden Nach AMBERGER (1988) ist auf Standorten mit guter Wasserversorgung,

hohem Feinbodenanteil und pH- Werten zwischen 4,0-6,0 nicht mit Mn- Mangel zurechnen. Für beide

Standorte sind die von AMBERGER definierten Anforderung an den Boden erfüllt.

Auf beiden Standorten wurden nach dem BZE Bewertungsrahmen sehr geringe Eisen (Fe)- Vorräte

ermittelt. In gut durchlüfteten neutralen Böden fällt die Fe2+- Konzentration in der Bodenlösung gering

aus. In hydromorphen (stagnierendes Stau- und Grundwasser) Böden kommt es zu einer Verlagerung

des Fe2+ in tiefere Zonen bzw. in das Grundwasser, in staunassen Böden wird Fe (II)- Carbonat bzw.

Fe (II)- Phosphat gebildet (AMBERGER, 1988). Die Bodenmorphologie weist beide Standorte nach

der Bodensystematik (Mitteilung der deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft 1998, Bd.:86)als Gley-

Vega aus. Die von AMBERGER (1988) beschriebenen Vorgänge der Fe2+- Verlagerung konnten auf

Grund der Rostflecken im Unterboden (Go und Übergangshorizonte ab 4-8 dm) beider Profilgruben

bestätigt werden.

Auf Grund des hohen Ca- Angebotes beider Standorte tritt zusätzlich eine Konkurrenzsituation

zwischen Ca2+ und Fe2+ ein. Diese Tatsache kann den Fe- Mangel am Standort noch verschärfen. Diese

auftretende Konkurrenzsituation ist unterschiedlich je nach Pflanzenart und Entwicklungszustand der

Pflanze zu sehen (AMBERGER, 1988).

Die Nichtmetalle Phosphor (P), Schwefel (S) und Stickstoff (N) werden nach dem Bewertungsrahmen

der BZE auf beiden Standorten mit gering eingestuft. Nach GREISER (mdl. Mitteilung, 2004) haben

sich die N-Einträge im ,,Eichwald" in den letzten Jahrzehnte kontinuierlich erhöht. Belegt werden kann

diese Tatsache dadurch, dass die Grosse Brennnessel

(Urtica dioica)

als typischer N- Anzeiger die

vorher am Standort wachsende Brombeere

(Rubus spec.)

allmählich verdrängte. Am Standort

Brieskow dürften die N- Einträge in den letzten Jahren auch stetig gewachsen sein. Das Vorhandensein

des Schwarzen- Holunder

(Sambucus nigra)

als N-anzeigende Pflanze bestätigt diese Vermutung.

Nach AMBERGER (1988) sind S- und P- Mangelerscheinungen an Pflanzen ähnlich der Symptome

bei N- Mangel, d h. Blätter bzw. Gesamtpflanzen erscheinen hellgrün bis gelb (Vergilbung) oder

rötlich, der Stengel ist dünn, aber stark verholzt, die Blätter bleiben klein. Es kommt zu Zwergwuchs

und Steiltracht der Blätter sowie eine verkürzte vegetative Phase und schlechte Bewurzelung (lange

Hauptwurzel mit geringer Verzweigung). Hinzu kommt bei P- Mangel eine zögernde und schwache

48

---

Entwicklung der Fruchtausbildung. Da beide Elemente an den Standorten nachgewiesen sind, ist von

einer Mangelsituation nicht auszugehen.

Beide Standorte weisen bezüglich ihrer

C/N- Verhältnisse

eine Disharmonie gegenüber pH- Wert und

Basensättigung auf. Nach KUNTZE et al. (1994) kann die Aktivität des mikrobiellen Abbaus

(Bodenorganismen spalten enzymatisch organische Verbindungen in ihre Grundbausteine) aus dem

pH- Wert und dem C/N- Verhältnis der organischen Substanz abgeleitet werden. Die Mikrobentätigkeit

ist gehemmt, wenn nicht genügend Stickstoff (N) zum Aufbau körpereigener Eiweißes vorhanden ist.

Dieser N- Bedarf wird bei C/N<20 gedeckt (vgl. ,,Eichwald": C/N=19; Brieskow :C/N=20). Mit

erweitertem C/N- Verhältnis wird entweder die weitere Entwicklung der Mikroorganismen gehemmt,

oder im Boden vorhandener, anorganischer N den dort wachsenden Pflanzen entzogen. .(KUNTZE et

al., 1994) Bei C/N- Verhältnissen>25 ist die Mikroorganismentätigkeit und damit der Streuabbau

gehemmt, wodurch verstärkt Auflagehumus akkumuliert Das C/N- Verhältnis guter Böden liegt bei

10. Je enger das C/N- Verhältnis ist, desto günstiger ist die Bioverfügbarkeit des N und entsprechend

höher die Mineralisationsrate (WOLFF &RIEK, 1996).

Vergleicht man das C/N- Verhältnis in Brieskow der L/Of- Auflage (C/N=20) mit dem Aa- Horizont

(C/N=25) ergeben sich Diskrepanzen zwischen beiden Werten. Nach RIEK et al (1996) ist in der stark

zersetzten organischen Substanz des Mineralbodens (Aa- Horizont) grundsätzlich von einem engeren

C/N- Verhältnis als in der vergleichsweise schwach zersetzenden Streu (L/Of- Auflage) der

Humusauflage auszugehen.

Auf Grund dieser Tatsache wird für die Bewertung und Diskussion des Standortes Brieskow das C/N-

Verhältnis der L/Of- Auflage als Grundlage herangezogen.

Nach der bundesweiten Bodenzustandserhebung (BZE 1996) kann aus der makromorphologisch

ermittelten Humusform insbesondere bei den Auflage- Humusformen nicht mehr auf einen

spezifischen C/N- Bereich geschlossen werden (vgl. BUBERL et al. 1994). Nach BZE ist der

Median

für die Humusform ,,mullartiger Moder"(Humusform beider Standorte) mit C/N- Wert= 16 angegeben.

Die C/N- Werte der Standorte ,,Eichwald" und Brieskow ordnen sich mit C/N- Werten um 20 in der

Nähe des 75.

Perzentil

der BZE 1996 an.

Die Ursachen der Diskrepanz zwischen Aciditätszustand und den C/N- Verhältnissen beider Standorte

könnten ihre Ursache in den überhöhten Schwermetalleinträgen haben.

Einige

Schwermetalle (SM)

können die Aktivität von Mikroben im Boden beeinträchtigen und damit

die Bodenproduktivität herabsetzten (DAVIS, 1999). Nach ALLOWAY at al. (1999) kann Pb die

Stickstofffixierung im Boden behindern. BAKER et al. (1999) stellte hingegen fest das zwar Cu-

Verunreinigungen in Böden die Stickstoffmineralisierungen herabsetzten, dass aber Pb darauf keinen

ausgeprägten Einfluss hat. ALLOWAY at al. (1999) berichten, dass SM die Assimilation von

Stickstoff (N) und die Nitrifizierung behindern (Cr> Cd> Cu> Zn> Mn> Pb). ALLOWAY at al. (1999)

untersuchten mit Pb und Zn verunreinigtes Weideland und kamen dabei zu dem Schluss, dass das

49

---

Wachstum, speziell die Erträge der Pflanzen, weniger empfindlich auf SM- Verunreinigungen

reagieren als die nach dem Absterben der Pflanze einsetzenden Zersetzungsprozesse. Die

Empfindlichkeit der einzelnen biologischen Prozesse gegenüber SM wurden in der folgenden

Reihenfolge angegeben: Pflanzenwachstum< Streuansammlung< Zerfall organischen Materials im

Boden< Zersetzung von Bodenhumus.

Um die Frage nach dem Zusammenhang zwischen wiederkehrenden Überflutungen und Erhöhung des

Schwermetallgehaltes dieser Böden beantworten zu können veranlasste die LUFA (Landschaftliche

Untersuchungs- und Forschungsanstalt) Potsdam die gezielte Beprobung von

Überschwemmungsgebieten u. a. der Flüsse Elbe, Oder und Havel (Tab.; 40). Es sind in den

Untersuchungsergebnissen nach PECHER (1993) sowohl Normalwerte als auch hohe

Schwermetallgehalte vorhanden. Vergleicht man die gemittelten Schwermetallgehalte mit denen für

das Land Brandenburg abgeleiteten Normalwerten der LUFA- Potsdam, so werden diese bei fast allen

Elementen der einzelnen Überschwemmungsgebiete überschritten. Als mögliche Quellen dieser

Schwermetallanreicherung kommen eingeleitete Abwässer, Industrieabfälle und die Schifffahrt in

Frage (SCHMIED & SCHOLZ, 1995).

Tabelle 40:

Schwermetalle in 3 Strömen Ostdeutschlands:

Schwermetalle

Elbe

Havel

Oder

Eichwald

Brieskow

Mittelwerte

Fallstudie

mg/kg

Blei (Pb)

102

25,3

52,2

162,1

31,38

Zink (Zn)

478

73,8

201

640,3

79,44

Kupfer (Cu)

96,3

11,3

43,3

125

13,91

(Quelle der Mittelwerte: PECHER 1993)

Vergleicht man die ermittelten SM- Gehalte der Fallstudie (keine statistische Sicherheit, sondern

zufällige Stichprobe) so fallen vor allem im ,,Eichwald" die erheblich erhöhten Gehalte von Blei (Pb),

Zink (Zn) und Kupfer (Cu) auf.

Der Blei (Pb)- Gehalt unbelasteter Böden liegt unter 20 mg/ kg, aber in vielen Regionen wurden

wesentlich höhere Gehalte festgestellt, bei denen es sich um die Folgen anthropogener Emissionen

handelt. Wird Pb in die Umwelt freigesetzt, so ist seine Verweilzeit im Vergleich zu anderen

Schadstoffen sehr groß. Pb und seine Verbindungen neigen zur Ansammlung in Böden und

Sedimenten, wo sie wegen ihrer geringen Löslichkeit und der verhältnismäßig geringen mikrobiellen

Abbaubarkeit bis weit in die Zukunft potenziell bioverfügbar bleiben (DAVIS, 1999).

Nach DAVIS (1999) besteht eine eindeutige Korrelation zwischen der Pb- Konzentration im Boden

und in den darauf wachsenden Pflanzen. Es herrscht ein allgemeines Einverständnis darüber, dass nur

ein kleiner Teil des Bodenbleis den Pflanzen zur Aufnahme zur Verfügung steht. ALLOWAY et al.

(1999) fanden heraus, dass die Aufnahme von Pb durch die Pflanzenwurzeln und seine Umlagerung in

die Triebe von der Jahreszeit abhängen. Sie berichten, dass der Pb- Gehalt von Grasstrieben im Herbst

und Winter höher ist (Wachstumsperiode= 0,3-1,5mg/kg ; Spätherbst= 10mg/kg ; Winter= 30-40mg/kg

50

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i. T.). Obwohl Pb nicht sehr toxisch auf Pflanzen wirkt, führen hohe Konzentrationen im Substrat zu

Kümmerwuchs oder Absterben.

Pb kann von Pflanzen aufgenommen werden, wobei allerdings seine Löslichkeit und Mobilität und

damit seine Bioverfügbarkeit niedrig sind (DAVIS, 1999). Auf beiden Standorten kann von einer

Mobilisierung durch Pb (pH-4,0) zur Zeit nicht ausgegangen werden, da dieser Schwellenwert nach

BLUME & BRÜMER (1987) nicht erreicht wird.

In den letzten Jahren haben die Zink (Zn)- Gehalte infolge menschlicher Aktivitäten in einigen Böden

zugenommen, insbesondere in Industrieländern. So ist Klärschlamm ein Nebenprodukt der

Abwasserreinigung und enthält neben Stickstoff (N), Phosphor (P) und organischem Material

erhebliche Zn- Mengen, die Pflanzen beeinträchtigen können (KIEKENS, 1999)

Im ,,Eichwald" ist in der Bodenuntersuchung ein Zn- Gehalt, welcher den Grenzwert von Böden (EU-

Richtlinie: 300 mg Zn /kg) um das doppelte überschreitet festgestellt worden. Mögliche Ursachen der

erhöhten Zn- Gehalte sind in der Verunreinigung der Oder durch den Eintrag von Abwässern der

Industrie bzw. Landwirtschaft (Düngemittel und Pestizide) zu sehen. Nach KIEKENS (1999) kann Zn

als überaus mobiles und leicht bioverfügbares Metall angesehen werden, das sich in Pflanzen und der

menschlichen Nahrung ansammelt. Diese Mobilität bestätigt sich aufgrund der ermittelten pH- Werte.

Bei einem pH<6,0 (BLUME et al., 1987) tritt eine Schwermetallmobilisierung für das Element Zn ein.

In unserem Fall wurden im ,,Eichwald" pH- Werte (KCl) von 5,2 ermittelt, was auf eine Mobilisierung

schließen lässt.

Die größte Besorgnis im Zusammenhang mit überhöhten Zn- Gehalten in Böden trifft die mögliche

Aufnahme durch Pflanzen und die sich daraus ergebenden schädlichen Auswirkungen auf die Pflanze

selbst sowie auf Weide- bzw. Wildtiere und die menschliche Nahrung. Ebenso wie Kupfer (Cu),

Nickel (Ni) und Chrom (Cr) wirkt Zn in erster Linie phytotoxisch (giftig auf Pflanzen), und somit gibt

dieses Metall vor allem Anlass zur Besorgnis hinsichtlich des Pflanzenertrages und der

Bodenfruchtbarkeit (KIEKENS, 1999).

Höhere Kupfer (Cu)- Gehalte im Oberflächenhorizont eines Bodens sind Hinweise auf eine Zufuhr aus

Düngern, Klärschlämmen oder anderen Abfällen, Fungizieden, Bakterizieden oder dem Dung von

Schweinen und Geflügel, denen bestimmte Cu- Verbindungen zur Verbesserung der

Nahrungsauswertung und zur Wachstumsförderung zugefüttert worden (BAKER et al., 1999). Für das

Untersuchungsgebiet ,,Eichwald" ist infolge der Kriegsereignisse 1944-45 (schwere

Kampfhandlungen) von einer sehr erheblichen Belastung von SM durch Munitionsrückstände (Cu, Pb)

auszugehen. Nach BAKER et al. (1999) sind auf solchen ,,Sonderstandorten" genauere Methoden (z.

B. Verfahren mit verdünnten Ca(NO3)2- Extrakten) zur Pflanzenverfügbarkeit erforderlich um die

Ionenaktivität von Cu2+ in der Bodenlösung verlässlich zu bestimmen.

Cu wird in Böden spezifisch adsorbiert oder ,,fixiert" und ist damit eines der am wenigsten (u. a. auch

Pb) mobilen Spurenmetalle. Die Verfügbarkeit von Cu hängt vom chemischen Potential (analog zum

51

---

pH- Wert definiert) der entsprechenden Spezies in der Bodenlösung ab (BAKER et al., 1999). Auf

beiden Standorten kann von einer Mobilisierung durch Cu (pH-4,5) z. Z. nicht ausgegangen werden, da

dieser Schwellenwert nach BLUME & BRÜMER (1987) nicht erreicht wird.

Die essentielle (lebensnotwendige) Bedeutung von Cu von Pflanzen ist seit den 1930er Jahren bekannt.

ARNON et al. (1939) veröffentlichten einen Beitrag über die Kriterien, die für die Essentialität von

Elementen in der Nahrung von Pflanzen erfüllt sein müssen. Dabei nahm das Element Cu eine

gesonderte Stellung ein. Typische Cu- Konzentrationen von Pflanzen liegen zwischen 5-20 mg/kg, die

Spanne kann jedoch auch 1-30 mg/kg betragen. Der Grad der Ansammlung von Cu schwankt zwischen

einzelnen Pflanzenarten sowie auch zwischen verschiedenen Genotypen (genetisches Potential eines

Individuums zur Merkmalsausprägung) einer Art. Daraus schlussfolgernd ist es nicht möglich,

allgemeingültige Werte für Cu- Gehalte anzugeben, die Vergiftungs- oder Mangelerscheinungen

hervorrufen (BAKER et al., 1999).

Die ermittelten Ergebnisse der vorliegenden

Fallstudie

zeigen insbesondere im ,,Eichwald"

Frankfurt/Oder bedenklich hohe Gehalte an SM an. Dabei stützte sich die Untersuchung lediglich auf

die Elemente: Blei, Kupfer und Zink. Es ist zu vermuten, dass auch andere SM im Boden angereichert

sind und erhöhte ,,kritische" Werte am Standort anzeigen. Wildpflanzen können als wichtige

Zeigerpflanzen dienen, die Aufschluss über die Standortbedingungen und Belastungen durch

Schadstoffe geben. Als Futterpflanzen für Wildtiere kommt den Schadstoffgehalten in Wildpflanzen,

als erstes Glied der Nahrungskette, eine große Bedeutung zu (HOFFMANN et al., 2002).

Da auf beiden Standorten teilweise Mangelerscheinungen an pflanzennotwendigen Nährstoffen (Fe, K)

auftreten und die SM- Gehalte pflanzenbeeinträchtigend wirken können empfiehlt es sich eine

Blattanalyse durchzuführen, um eine Einschätzung des aktuellen Ernährungszustandes der Pflanzen

und Hinweise auf potentielle Ernährungsstörungen zu bekommen.

5.2 Vergleich der Labordaten mit den Standortsansprüchen der

Gemeinen Esche (Fraxinus excelsior L.)

5.2.1 Standortsansprüche der Esche (Literatur)

Die forstliche Standortslehre geht davon aus, dass neben den Faktoren: Licht, Wärme und Wasser die

Ausstattung an Nährstoffen des Bodens einen wesentlichen Standortsfaktor darstellt. Die

unterschiedliche chemische Ausstattung der Böden gibt Nährstoff- Mangelgrenzen für einige

Baumarten vor. So werden bodenchemisch äußerst anspruchslose Baumarten, wie Gemeine Kiefer,

Sand- Birke und nach neusten Forschungen von LEUSCHNER (1993) auch die Rot- Buche mit keiner

echten Nährstoffmangelgrenze von denen unterschieden, die eine eindeutige Nährstoffmangelgrenze

besitzen. Zu diesen Baumarten zählen u. a. Ulme und Esche Für die Beurteilung der

Nährstoffausstattung von Waldstandorten stehen verschiedene Parameter zur Wahl. So hat sich in

jüngerer Zeit die Erkenntnis durchgesetzt, dass sich die Zusammensetzung der Bodenlösung als

52

---

Wurzelmedium die Ernährung der Waldbäume steuert. Sie kann durch die Bestimmung der

Basensättigung nach KÖLLING et a. (1996) an den Bodenaustauschern geschätzt werden.

Als Baumart mit einem enormen Calciumbedarf stellt die Gemeine Esche sehr hohe Anforderungen an

die Basensättigung des Bodens. Untersuchungen von BINNER et al. (2000) in zwei Regionen Bayerns

(Oberpfalz und Schwaben) bestätigen diese Aussage. Wie der Untersuchungsmethodik zu entnehmen

ist, untersuchten sie 20 ältere Eschenbestände (>40 Jahre) auf nährstoffarmen, gering basengesättigten

Standorten. Sie wurden hinsichtlich ihrer Basensättigung beurteilt. Gleichzeitig erfassten sie die

Ernährung mit Ca und Mg sowie die Wuchsleistung und Vitalität der Bäume. BINNER et al. (2000)

stellten in ihren Untersuchungen folgendes fest:

-

Ein Teil der Standorte weist in allen Tiefen hohe (>80%) Basensättigung auf. Dies sind die

typischen Eschenstandorte, die z. T. kalkbeeinflusst sind und z. T. durch Ca- und Mg- haltiges

Grundwasser geprägt werden.

-

Alle Standorte weisen im Oberboden eine Basensättigung von > 40% auf. Hier wirkt sich der

Einfluss der besonders basenreichen Eschenstreu aus, die fast stets zu reichen

Mullhumusformen führt.

-

Auf keinem Standort konnte ein Basensättigungswert <10% beobachtet werden.

-

Selbst wenn in mittleren Bodentiefen (20-80 cm) die Basensättigung <20% absinkt, wurden in

größerer Tiefe (>80 cm) stets Sättigungen > 30% angetroffen.

Alle untersuchten Standorte, d h. auch die mit den geringsten Basensättigungswerten tragen vitale

Eschenbestände mit guter bis sehr guter Höhenentwicklung (Höhentriebe im Mittel 20 cm/Jahr) ohne

sichtbare Schäden. Alle durchgeführten Blattanalysen waren im Toleranzbereich mit den aus der

Literatur vorgeschlagenen Grenzwerte nach WEBER (1998).

Aus den umfangreichen Untersuchungen von BINNER et al., (2000) und durch weitere Arbeiten zum

Thema Esche von WEBER (1998) und ZOLLNER et al. (1994) können folgende Schlussfolgerungen

nach dem bisherigen Wissenstand gezogen werden:

-

Der ideale Eschenstandort weist im gesamten Bodenprofil hohe Basensättigung von >80% auf.

Dort ist die Esche von Natur aus an der Waldgesellschaft beteiligt und beherrscht diese häufig

sogar. Für das Gedeihen der Esche ist der Basenreichtum der Böden die wichtigste

Vorbedingung.

-

Alle Standorte bei denen zumindest im Unterboden mittlere Basensättigung (>30%)

vorkommen und bei denen ein Minimalwert von <10% Basensättigung nirgends im Profil

unterschritten wird, sind für den Eschenanbau bedingt (Wuchsstockung und Ausfällen in der

Jugendphase) geeignet.

-

Die Nährstoffmangelgrenze der Esche wird wie folgt festegelegt: -Humoser Ah mit

Basensättigung >40%; -Horizonte - 20 bis - 40 cm mit Basensättigung 10- 20%; -Unterboden

mit Basensättigung >30% (Abb. 15a).

53

---

Abbildung 15a:

N ä h rs t o ffm a n g e lg r e n z e F r a x in u s e x c e ls io r

B a s e n s ä tt ig u n g %

0

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

- 2 0

- 4 0

m

c

e

- 6 0

ef

Ti

- 8 0

-1 0 0

-1 2 0

N ä h r s t o ff m a n g e lg r e n z e

(Quelle: Nährstoffmangelgrenze nach BINNER et al. (2000) Fraxinus excelsior)

KNORR (1987) untersuchte Ernährungszustand, Standortsansprüche und die Wuchsleistung der

Gemeinen Esche im bayrischem Raum. Die Studie basiert auf standörtlichen, ertragskundlichen und

blattanalytischen Erhebungen von 81 Probeflächen, die ein breites Standortsspektrum der Esche

abdecken. Das Alter der untersuchten Eschenbestände liegt zwischen 30- 90 Jahren. Die Probeflächen

verteilen sich auf einen Höhenbereich von 280- 870 m über normal Null (NN).

Tab. 41 zeigt für die Elemente: Ca, Mg, K, Na, Al und Fe die ermittelten maximalen und minimalen

Elementvorräte (kg/ha bis 1 m Tiefe), sowie den statistischen Mittelwert.

Unter den 81 untersuchten Flächen befinden sich u. a. auch drei Eschenbestände auf Auenstandorten.

Die Elementvorräte (kg/ha bis 1 m Tiefe) dieser Standorte sind Tab. 42 zu entnehmen.

Tabelle 41:

Statistische Kenngrößen der 81 untersuchten Flächen Bayerns:

Statistische Kenngrößen für Elemente bis 1 m Tiefe

kg / ha

Element

Max.

Min.

Durchschnitt

Calcium (Ca)

2422922

3479

435444

Magnesium (Mg)

639864

12419

158457

Kalium (K)

476064

24917

193113

Aluminium (Al)

1062017

104939

572186

Eisen (Fe)

909740

67062

338390

Mangan (Mn)

31799

1502

10308

Kohlenstoff (C)

1151882

46680

290644

Stickstoff (N)

30899

5575

13315

(Quelle: KNORR (1987); Ernährungszustand u. Wuchsleistung der Esche in Bayern)

Tabelle 42:

Elementvorräte in 3 Auenstandorten:

Elementvorräte bis 1 m Tiefe in 3 Auenstandorten Bayerns

kg / ha

Auenstandort

Ca

Mg

K

Al

Fe

Mn

N

C

Forstamt München 2268789 627449 68893 228506 117251 3259 12541 1151882

Forstamt Landshut 2249791 639864 48710 161083 84688 2647 6630 1042125

Forstamt Landshut 2422922 607825 61925 211931 113212 3342 11420 1124255

(Quelle: KNORR (1987); Ernährungszustand u. Wuchsleistung der Esche in Bayern)

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Untersuchungen über die Vorräte einiger Makronährelemente für den Bayrischen Raum wurden von

MADL (1960), EMBERGER (1965) und von REHFUSS (1969) durchgeführt. Die Ergebnisse dieser

Arbeiten bilden für KNORR (1987) einen Rahmen, in den die Befunde aus seinen Untersuchungen

eingehängt werden können.

KNORR (1987) stellte u. a. fest, dass sich hohe bzw. niedrige Elementvorräte größtenteils vom

Ausgangsgestein und dem jeweiligen Skelettanteil des Bodens ableiten lassen. Für die Auenstandorte

stellte KNORR (1987) hohe Ca- Vorräte fest. So wird der Rahmenwert für Ca von REHFUSS (1969)

um das 4- fache überschritten. Erwartungsgemäß niedrige Fe- Vorräte wurden auf verschiedenen

Auenstandorten , skelettreichen Kalkstandorten oder Standorten mit hohem Anteil organischer

Bodenbestandteile festgestellt. Als Resümee stellt KNORR (1987) fest, dass sich alle Elementgehalte

mehr oder weniger in dem vorgegebenen Rahmen einfügen und keine Mangelerscheinungen an

Elementen vorzufinden sind.

Die pH- Werte der 81 von KNORR (1987) untersuchten Eschenstandorte liegen im Bereich von 7,6 ­

3,8 im Oberboden und 7,9 ­ 3,8 im Unterboden. In der überwiegenden Zahl der Fälle (85 %) steigt auf

der selben Probefläche, infolge karbonatreicher Schichten im Unterboden, der pH- Wert mit

zunehmender Bodentiefe an. Für die drei Auenstandorte werden von KNORR (1987) pH- Werte

zwischen 6 ­7 angegeben.

Für alle Eschenstandorte führte KNORR (1987) Wasserhaushaltsberechnungen durch. In seinen

Ergebnissen weist er die Tage mit leicht verfügbarem Wasser während der Vegetationszeit (Mai-

August) aus. Zusätzlich unterscheidet er Standorte mit unterschiedlich langer Nassphase. Dort werden

die Tage mit ,,Staunässeeinfluss" von den Tagen mit leicht verfügbarem Wasser abgezogen. Insgesamt

wies KNORR (1987) 20 staunasse Standorte aus. Für die drei Eschenbestände der Auenstandorte

werden 2 x 123 und 1 x 85 Tage mit leicht verfügbaren Wasser innerhalb der Vegetationsperiode

ausgewiesen. Diese Standorte bleiben unbeeinflusst von Staunässeeinfluss. Über eventuell

stattfindende periodische bzw. episodische Überflutungen der Auenstandorte sind in der vorliegenden

Arbeit von KNORR (1987) keine Angaben zu finden. KNORR (1987) stellt in seiner abschließenden

Beurteilung Zusammenhänge zwischen dem Standort und der Wuchsleistung der Esche her. So hat die

Wasserversorgung einen dominanten Einfluss auf die Wuchsleistung. Hohe Wuchsleistung werden auf

Standorten mit i. d. R. mehr als 110 Tagen leicht verfügbarem Wasser in der Vegetationszeit erreicht.

Schlechte Wuchsleistungen erbringt die Esche auf staunässebeeinflussten Standorten ohne Wasserzug,

wobei Wassereinstau in die obere Hälfte des Hauptwurzelhorizontes für eine Dauer von mehr als 30

Tagen (Orientierungswert) zu Beginn der Vegetationszeit leistungsmindernd wirkt. Selbst bei hohen

Ca- Vorräten im Boden, aber ungünstiger Wasserversorgung, werden nur geringe Wuchsleistungen

erzielt. In der Schlussbetrachtung weist KNORR (1987) die Esche als Baumart mit einer breiten

Standortsamplitude aus. Ebenfalls schreibt er ihr auf seinen Untersuchungen fußend eine hohe

Widerstandskraft gegen Schadstoffe (u. a. Schwermetalle) zu.

55

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Nach ELLENBERG (1996) sind periodische und episodische Überflutungen ein prägendes Merkmal

intakter Flussauen. Dabei ist jede Aue durch spezifische Flussdynamik, Flussmorphologie und die

jeweiligen Boden- und Standortsverhältnisse charakterisiert. Diese Parameter beeinflussen unmittelbar

die Dynamik, Struktur und Artenvielfalt der azonalen flussbegleitenden Vegetation (OBERDORFER,

1953). Da die standörtlichen Gegebenheiten auch in den Flussauen sehr variieren, wird die

Überflutungstoleranz von Gehölzen in der Literatur sehr unterschiedlich bewertet.

DISTER (1983) gibt die mittlere tolerierbare Überflutungsdauer der Gemeinen Esche (Rhein) mit 35

bis 40 Tagen pro Jahr an, davon immerhin rund 25 in der Vegetationsperiode. Die Extreme liegen

dieser Untersuchung zufolge bei etwa 100 Tagen, nach SPÄTH (1988) sogar bei 129 Tagen, wobei die

Toleranz sehr unterschiedlich ausgeprägt ist, je nach Alter der Esche und ihrem Standort (AAS, 2002).

Überflutungsversuche an vierjährigen Eschen (MÜLLER ,unveröffentl.2004), welche die Messung des

ökophysiologischen Leistungsparameters Nettophotosynthese dokumentiert, zeigten Exemplare der

überfluteten Eschen nach 21 Tagen erste Chlorosen an stammbasisnahen Blättern. Eine vollständige

Schädigung der Eschenpflanzen konnte aber bis zum Laubfall nicht beobachtet werden.

5.2.2 Vergleich mit den erhobenen Daten aus Gelände- und Laboruntersuchung

Aufgrund der

sehr hohen

Ca- Vorräte beider Standorte ergibt sich eine

Basensättigung

von nahezu

100% in allen Tiefenschichten. Dabei ist das Element Ca mit 80-90% an der Austauscherbelegung

beteiligt (vgl. Kap. 4.2.4). Nach BINNER et al.(2000) wird für die Esche eine Nährstoffmangelgrenze

von > 40 % im Oberboden, 10 bis 20 % im Horizontbereich zwischen -20 und -60 cm und > 30 % im

Unterboden ausgewiesen. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass sich die Standorte Brieskow und

,,Eichwald" auf Grund der

sehr hohen

Ca- Vorräte (BZE Bewertungsrahmen, 1996) deutlich jenseits

der Nährstoffmangelgrenze von BINNER et al. (2000) befinden. Bezüglich der Basensättigung weisen

sich somit beide Standorte als potenzielle Eschenstandorte aus.

Im Rahmen einer Forschungsprojektes untersuchte KNORR (1987) 81 Standorte mit

Eschenbestockung im Raum Bayern und ermittelte u. a. statistische Kenngrößen (Maximal-, Minimal-

und Mittelwert) für Nährelementvorräte in kg/ ha bis 1m Tiefe (vgl. Tab.41). Ausgehend davon, dass

auch die Standorte mit minimalen Nährelementvorräten Eschenstandorte mit z. T. guten

Wuchsleistungen repräsentieren, bilden diese Minimalgehalte den Bewertungsrahmen für die

Untersuchungsflächen Brieskow und ,,Eichwald" (Abb.17).

56

---

Abbildung 17:

Vergleich Elementevorräte KNORR (1987) mit Untersuchungsflächen

Minimalgehalte nach KNORR (1987) Standort Brieskow

Standort "Eichwald"

Mittelwerte nach KNORR (1987)

Stickstoff (N)

Kohlenstoff (C)

Mangan (Mn)

Eisen (Fe)

ente

Aluminium (Al)

Elem

Kalium (K)

Magnesium (Mg)

Calcium (Ca)

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

kg/ha im eff. Wurzelraum (logarithmisch)

(Quelle: KNORR (1987) Minimalwerte bzw. Mittelwerte an Elementen; eigene Daten hinzugefügt)

Der Ca- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen ordnet sich im Bewertungsrahmen von KNORR

(1987) mit 10- fach höheren Vorräten als die Minimalwerte ein. Betrachtet man hingegen den

statistischen Mittelwert der 81 Eschenstandorte von KNORR (1987), so bleiben die ermittelten Ca-

Vorräte der Untersuchungsflächen Brieskow und ,,Eichwald" um das ca. 12- fache unter den

Mittelwerten von KNORR (1987).

Der Mg- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen bleibt unter den Minimalgehalten von KNORR

(1987). Er liegt um das ca. 4- fache unter den ermittelten Minimalwerten der 81 untersuchten

Eschenstandorte im Raum Bayern.

Der K- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen bleibt deutlich unter den Minimalgehalten von

KNORR (1987). Er liegt um das ca. 31- fache unter den ermittelten Minimalwerten der 81

untersuchten Eschenstandorte im Raun Bayern..

Der Al- und Fe- Vorrat nimmt auf beiden Untersuchungsflächen fast den Wert ,,Null" an und bleibt auf

Grund dieser Tatsache weit unter den ermittelten Minimalgehalten von KNORR (1987).

Der Mn- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen bleibt deutlich unter den Minimalgehalten von

KNORR (1987). Er liegt um das ca. 30- fache unter ermittelten Minimalwerten der 81 untersuchten

Eschenstandorte im Raun Bayern.

57

---

Der C- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen ordnet sich mit ca. 3- fach höheren Vorräten als die

Minimalwerte von KNORR (1987) ein. Betrachtet man den statistischen Mittelwert der 81

Eschenstandorte, so bleiben die ermittelten C- Vorräte der Untersuchungsflächen Brieskow und

,,Eichwald" um das ca. doppelte unter den Mittelwerten von KNORR (1987).

Der N- Vorrat der beiden Untersuchungsflächen ordnet sich im Bewertungsrahmen mit ca. doppelt so

hohen Vorräten wie die Minimalwerte von KNORR ein. Betrachtet man den statistischen Mittelwert

der 81 Eschenstandorte (KNORR, 1987), so gleichen sich die ermittelten N- Vorräte der

Untersuchungsflächen Brieskow und ,,Eichwald" mit den Mittelwerten von KNORR (1987) an.

Auffallend bei der vergleichenden Bewertung mit den von KNORR (1987) untersuchten

Eschenstandorten sind die

sehr geringen

Fe-und K- Vorräte beider Untersuchungsflächen. Da beide

Elemente als essentielle Makronährstoffe für Pflanzen angesehen werden, könnte sich diese Tatsache

als ,,wuchsmindernd" für einen potentiellen Eschenstandort auswirken. Ob der Fe- und K- Mangel

verantwortlich für das Fehlen der bodenchemisch äußerst anspruchsvollen Baumart Esche am Standort

ist, scheint aber eher unwahrscheinlich. Im Rahmen eines Forschungsprojektes (2001-2004) der FH-

Eberswalde, das sich mit der Charakterisierung ,,naturnaher" Auenwaldstrukturen beschäftigte, wurden

u. a. Kontrollzaunflächen und Vergleichsflächen (Weisergattersysteme) mit jeweils 40

(20 x Fraxinus

excelsior, 20 x Quercus robur)

vier Jahre alten Baumschulpflanzen bepflanzt, um die Etablierung der

Esche und Eiche auf beiden Standorten zu untersuchen. Weisergattersysteme ermöglichen ein

Vergleichsverfahren, bei dem mit Hilfe eines Kontrollzaunes eingezäunte- und nichteingezäunte

Flächen (12x12m) bei gleichen äußerlichen Parametern (Licht, Standraum usw.) verglichen werden.

Lediglich der Faktor ,,Schalenwild" wird bei den eingezäunten Flächen ausgeschlossen. Im ,,Eichwald"

Frankfurt/ Oder erfolgte die Etablierung von drei-, in Brieskow arbeitete man mit zwei

Weisergattersystemen. Die Auswertung der erhobenen Daten erfolgte nach RIEGER (1999) in einem

Aufnahmebogen, wo Pflanzenzustand (Vital, abgestorben), Schädigungsart (Terminalverbiss, Verbiss

der Seitenknospe, Fegeschäden) und ,,nicht mehr existierende Pflanzen" aufgenommen wurden. Die im

Frühjahr 2002 in die Weisergattersysteme gepflanzten Eschen entwickelten sich gut. Es konnten keine

abgestorbenen Pflanzen beobachtet werden. Auf den uneingezäunten Vergleichsflächen hingegen

wurden unmittelbar nach der Pflanzung erste Wildschäden festgestellt. Diese bestanden aus

Fegeschäden, Verbissschäden an Terminal- und Seitenknospen jeweils verursacht durch Rehwild

(Abb.17a) und durch Bodenumbruch hervorgerufen durch Schwarzwild (MÜLLER, unveröffentl.

2004). Nach MÜLLER (unveröffentl. 2004) sind von den 100 gepflanzten Eschen in der eingezäunten

Fläche nur drei Exemplare abgestorben., von den 100 gepflanzten Eichen überlebten insgesamt 73

Exemplare. Innerhalb der uneingezäunten Vergleichsfläche sieht die Situation deutlich anders aus. Hier

starben 32 Eschen und 63 Eichen von 100 gepflanzten Exemplaren völlig ab. Von den 68 vitalen

Eschen sind 21 Pflanzen ohne erkennbare Schäden. Der Rest der Pflanzen brachte meist eine

Kombination aus Terminal- und Seitenverbiss bzw. Fegeschäden hervor (vgl. Abb. 18 und 19).

58

---

Aus den Untersuchungen von MÜLLER (unveröffentl., 2004) kann abgeleitet werden, das sich die

gepflanzten 4- jährigen Eschen, wenn der Faktor ,,Schalenwild" ausgeschlossen wird, durchaus auf den

Standorten ,,Eichwald" und Brieskow auf Grund der bodenchemischen Verhältnisse etablieren können.

Damit dürfte sich der Fe- und K- Mangel beider Untersuchungsflächen nicht als nachteilig für die

Esche erweisen.

Abbildung 17a:

von Rehwild verbissene und gefegte Eschenpflanze auf der uneingezäunten Fläche

(Quelle: MÜLLER, 2004 unveöffentl.)

59

---

Abbildung 18:

Abbildung 19:

Abbildung 5 a/b: Darstellung der Pflanzenzustände der Weisergattersysteme oben:

Darstellung der Pflanzenzustände der Weisergattersysteme oben: gezäunte Flächen unten: ungezäunte Vergleichsflächen

(NV=Naturverjüngung, Pfl.=künstlich eingebrachte Pflanzen, Cosa=Cornus sanguinea, Eueu=Euonymus europaea, Acne=Acer

negundo, Sani=Sambucus nigra, Ulme=Ulmus laevis, Eiche=Quercus robur, Esche=Fraxinus excelsior)

(Quelle: Projektbericht MÜLLER E. unveröffentl., 2004)

60

---

Ein Vergleich der Überflutungstage im periodisch überfluteten ,,Eichwald" mit den Toleranzangaben

von DIESTER (1983) soll Aufschluss darüber geben, ob es in dem Zeitraum von 1938-04

Überflutungsereignisse gab, die eine Gefährdung der Esche darstellen (vgl. Abb. 20).

Die Überflutungstoleranz der Esche wird von DIESTER (1983) am Rhein mit ca. 25 Tagen in der

Vegetationsperiode und 35-40 Tage außerhalb der Vegetationsperiode als Orientierungswert

angegeben.

Abbildung 20:

Vergleich der Überflutunstage im "Eichwald" mit der Toleranzgrenze

nach DIESTER (1983)

Überflutungsdauer in Tagen

40

Überflutungstoleranz außerhalb der Vegetationsperiode

35

30

Überflutungstoleranz i. d. Vegetationsperiode

25

g

e 20

Ta 15

10

5

0

1997 1987 1984 1983 1982 1977 1968 1965 1958 1947 1941 1940 1938

Jahre

(Datenquelle: Wasser- und Schifffahrtsamt Eberswalde, abgeleitet aus Wasserstandsganglinien 1935-02; mit den Daten von

DIESTER (1983) verknüpft)

In den Jahren 1938-04 gab es im ,,Eichwald" keine Überflutungsereignisse, die den von DIESTER

(1983) festgelegten Richtwert von 25 Tagen Überflutung überschreitet. Das sog.

,,Jahrhunderthochwasser 1997" der Oder ist mit 22 Tagen Überflutung in der Vegetationsperiode dem

Orientierungswert von DIESTER (1983) mit 25 Tagen am nächsten.

Zu berücksichtigen bleibt aber die Tatsache, dass auf Grund des Reliefs (z. T. große Mulden, Senken,

Gräben, Teiche) das Überflutungswasser im ,,Eichwald" bis zu mehreren Wochen nach dem

Überflutungsereignis z. T. großflächig in der Aue steht (GREISER, mdl. Mitteilung, 2004). Ein

weiterer Grund für das in der Aue ,,stehende" Wasser ist die Einbürgerung des ,,Elbe"- Bibers an der

Oder (vgl. Abschnitt 5.1.). Als Folge der Anstauung des Wassers ist hier an einigen Stellen ein

mosaikartig verteiltes Absterben der Schwarz- Erle

(Alnus glutinosa)

als Resultat der durch den Biber

verursachten Anstauung zu erkennen.

In dem episodisch überfluteten Auenwald Brieskow wirkte sich das ,,Jahrhundert- Hochwasser" des

Jahrgangs 1997 mit einer Überflutung von etwas mehr als 20 Tagen aus. Andere

Überflutungsereignisse konnten aufgrund der Eindeichung um das Jahr 1670 nicht verzeichnet werden.

61

---

5.3 Schlussfolgerungen

Aus dem

Standortsvergleich

beider Untersuchungsflächen (,,Eichwald" und Brieskow) lassen sich

folgende Schlussfolgerungen ableiten:

-

Beide Standorte weisen eine Ähnlichkeit bezüglich der prozentualen

Korngrößenverteilung

auf. Daraus lässt sich eine gewisse Homogenität zwischen beiden Standorten ableiten. Die

größte Gewichtung liegt auf der Korngrößenfraktion des Schluffes.

-

Bezüglich des

Wasserhaushaltes

verhalten sich beide Untersuchungsflächen

erwartungsgemäß unterschiedlich. Der periodisch überflutete ,,Eichwald" mit seinen

(jährlichen) Überflutungen kann nach SCHULZE (1996) der Grundwasserform:

kurzzeitig

stark überwässert

zugeordnet werden. Im episodisch überfluteten Auenwald Brieskow findet

sich hingegen als Folge der Eindeichung die Grundwasserform:

kurzzeitig stark grundsumpfig

(SCHULZE, 1996).

-

In der

Bodenacidität

weist der Standort Brieskow höhere Reaktionswerte als der Standort

,,Eichwald" auf. In Brieskow befinden sich die ermittelten Ergebnisse im

Carbonat

-

Pufferbereich (pH >= 6,3), während sich im ,,Eichwald" die Reaktionswerte dem

Silikat

-

Pufferbereich (pH 5,1-6,3) im Oberboden zuordnen lassen.

-

Beide Standorte weisen in ihrem

C/ N- Verhältnis

eine Abnormität auf. Die für einen

Auenstandort zu erwartenden typischen

engen (10-12)

C/ N- Verhältnisse konnten nicht

ermittelt werden. Nach dem Bewertungsrahmen der BZE (1997) siedeln sich die C/ N-

Verhältnisse stattdessen im

mittleren (16-20)

Bereich an.

-

Aufgrund der Disharmonie, d h. in Relation zur Basenversorgung und der Bodenacidität weite

C/ N- Verhältnisse können beide Standorte bezüglich ihres

Humusstatus

nicht der für die

Auenstandorte typischen Humusform

Mull

zugeordnet werden. Vielmehr erfolgt eine

Abstufung auf die Humusform:

mullartiger Moder

.

-

Aufgrund der Hohen Calcium (Ca)- Vorräte weisen beide Standorte eine

Basensättigung

von

nahezu 100 % auf. Daraus resultierend kann der ermittelte

S- Wert

(Gehalt austauschbarer

basisch wirkenden Kationen) als Näherungsmaß der pflanzenverfügbaren Nährstoffe

sehr hoch

im Wertebereich eingestuft werden.

-

Die essentiellen

Nährelemente

Eisen (Fe) und Kalium (K) sind auf beiden Standorten nach

dem Bewertungsrahmen der BZE (1997) als

sehr gering

eingestuft worden. Erst eine im Labor

durchgeführte Blattanalyse kann Aufschluss darüber geben, ob Fe- und K-Mangel bei der Flora

besteht.

-

Beide Standorte wurden auf

Schwermetallgehalte

untersucht. Dabei wurden im ,,Eichwald"

erheblich höhere SM- Gehalte bei den untersuchten Elementen: Kupfer (Cu), Blei (Pb) und

Zink (Zn) im Oberboden festgestellt. Es ist zu vermuten, dass auch andere SM mit erhöhten

Werten im Boden angereichert sind. Da die z. T. in erhöhter Form toxisch wirkenden SM über

62

---

die Nahrungskette auch bis zum Menschen gelangen können, empfiehlt sich hier eine weitere

detailliertere statistisch gesicherte Untersuchung durchzuführen.

Der Vergleich der

Standortsansprüche der Esche

aus der Literaturrecherche mit den eigenen Daten

erzielt folgendes Resümee:

-

Die bodenchemisch äußerst anspruchsvolle Baumart Esche könnte sich nach BINNER et al.

(2000) auf Grund der

Basensättigung

des Bodens von nahezu 100 % auf beiden Standorten

etablieren. Anzumerken wären allerdings die im Vergleich mit KNORR (1983) als

sehr gering

bewerteten

Nährstoffvorräte

an Eisen (Fe)- und Kalium (K) Gehalte des Bodens. Sie könnten

sich wuchsmindernd auf die Esche auswirken.

-

Bezüglich der

Hochwassertoleranz

der Esche, die nach DIESTER (1983) mit 25 Tagen in der

Vegetationsperiode und 35-40 Tagen außerhalb der Vegetationsperiode als Orientierungswert

angegeben ist, gab es in dem Zeitraum 1938-04 keine Überflutungsereignisse, die diesen

Orientierungswert erreichen. Aufgrund des Reliefs (Gräben, Senken, Teiche) im

Untersuchungsgebiet ,,Eichwald" kann das anstehende Überflutungswasser aber mosaikartig

länger als der angegebene Orientierungswert von DIESTER (1983) auf einigen Teilen der

Fläche stehen. Zu berücksichtigen sind auch die Aktivitäten (Anstauen von Wasser) des von

der Elbe an die Oder eingebürgerten Bibers.

Die Frage warum sich letztendlich die Esche, als typischer Vertreter der Hartholzaue nicht auf diesem

Standort etablieren konnte, hat dieser

Fallstudie

fußend, keine bodenkundlichen Ursachen. Am

wahrscheinlichsten ist die These einer Verknüpfung folgender Parameter:

-

Zu

hohe Schalenwildbestände

, d h. eine möglich aufkommende Naturverjüngung der Esche

kann sich aufgrund von Wildverbissschäden nicht einstellen (vgl. Abb. 18 und 19).

-

Der

Eisgang der Oder

, d h. mit durchschnittlich 28 Eistagen pro Jahr (Kap. 2.4) im

Untersuchungsgebiet kann dies für die spätfrostempfindliche Esche nach AAS (2002) ein

möglichen wuchsmindernden Faktor darstellen.

-

Der

Lichtfaktor am Boden

, d h. Stiel- Eiche im Oberstand und Flatter- Ulme im

Zwischenstand (Kap. 2.5) lassen den Boden z. T. erheblich ausdunkeln. Für die Pionierbaumart

Esche dürfte sich diese Tatsache wegen fehlender mosaikartiger Bestandesstrukturen u. U.

wuchsmindernd auswirken.

63

---

6. Zusammenfassung

In der vorliegenden

Fallstudie

wurde zum einen ein periodisch- und zum anderen ein episodisch

überfluteter Auenwaldrelikt an der Oder standortskundlich untersucht. Dabei sollten zwei

Fragestellungen geklärt werden: Wie veränderte sich das Untersuchungsgebiet Brieskow standorts-

bzw. bodenkundlich infolge der Eindeichung gegenüber dem periodisch überflutetem Eichwald? Gibt

es standortsbedingte Gründe warum die Gemeine Esche (

Fraxinus excelsior

L.) als typischer Vertreter

der Hartholzaue in diesem Gebiet nicht vorkommt?

Zur Beantwortung der Fragestellungen wurden in jedem Auenwald an einer repräsentativen Stelle

jeweils eine Profilgrube angelegt. Die Untersuchungen wurden untergliedert in: Geländeaufnahmen

(Bodenfarbe, Lagerungsdichte, Skelettanteile, Wasserhaushalt, Morphologie der Profilgrube) und

Laboranalysen (Körnung, Bodenacidität, C/ N- Verhältnis, Nährstoffvorräte, Basensättigung,

Schwermetalle, Humusstatus).

Die aus der Untersuchung hervorgegangenen bodenphysikalischen- und bodenchemischen Ergebnisse

wurden mit Hilfe von verschiedenen Bewertungsrahmen (BZE 1997, SEA, KNORR 1987 usw.)

ausgewertet. Dabei wurden u. a. erhöhte Schwermetallgehalte, sehr hohe Calcium (Ca)-Vorräte,

Nährelementmangel an Eisen (Fe) und Kalium (K) festgestellt. In der anschließenden Diskussion

wurden zum einen die Ergebnisse beider Untersuchungsflächen miteinander verglichen und zum

anderen ein Vergleich der eigenen laboranalytischen Daten mit den Standortsansprüche der Esche

(Literatur) angestellt.

Der Vergleich der beiden Standorte erbrachte u. a. erwartungsgemäß viele Gemeinsamkeiten, wie hohe

Ca- Vorräte, Fe- Mangel, aber auch Unterschiede z. B. im Wasserhaushalt der Böden und der

Bodenreaktion. Der Vergleich der laboranalytischen Daten mit den Literaturangaben zur Esche lässt

schlussfolgern, dass beide Untersuchungsgebiete auf Grund ihrer Boden- und Standortsbedingungen

durchaus (u. a. sehr hohe Basensättigung) in der Lage sind die bodenchemisch sehr anspruchsvolle

Baumart Esche zu tragen.

64

---

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68

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8. Danksagung

An dieser Stelle möchte ich mich bei allen bedanken, die zum Gelingen der Diplomarbeit beigetragen

haben:

-

Prof. Dr. W. Riek, dem Betreuer der Diplomarbeit, der mir wichtige inhaltliche Anregungen

für meine Diplomarbeit gegeben hat und stets ein offenes Ohr für meine Fragen und Bedenken

hatte.

-

Prof. Dr. H. Schill, der mich insbesondere bei der Ausarbeitung der Thematik zur

Eschenproblematik unterstützte und mir über das Forschungsprojekt der FH- Eberswalde

(Renaturierung von Auenwäldern) die Anregung gab, diese Diplomarbeit anzufertigen.

-

Dipl. Ing. (FH) A. Koj, die mir zum einen schnell und unbürokratisch das Bodenkunde- Labor

zur Verfügung stellte, um die bodenphysikalisch- und bodenchemischen Analysen durchführen

zu können und zum anderen für die tatkräftige Unterstützung bei offenen fachlichen Fragen.

-

Frau Schönfelder und Frau Kraft (Mitarbeiterinnen der LFE Brandenburg), die mir u. a. bei der

Bestimmung der Korngrößenfraktionen geholfen haben.

-

Kommilitone P. Kunze (9. Sem. Forstwirtschaft), der mir u. a. bei der Morphologie der

Bodenprofile wichtige Hinweise gab und mit dessen Hilfe die Profilgruben ausgehoben

wurden.

-

Jagdpächter Greiser, der mir bei einer Exkursion durch den ,,Eichwald" viele standörtliche

Besonderheiten (u.a. Biberproblematik) zeigte und von dem ich viele wichtige Hinweise zur

historisch- anthropogenen Beeinflussung des Untersuchungsgebietes bekam.

69

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