Faktoren und Prozesse der Bodenbildung

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Die Faktoren der Bodenbildung 1 2.1 Das Klima
2.2 Das Ausgangsgestein
2.3 Das Relief
2.4 Das Wasser
2.5 Die Flora und Fauna
2.6 Der Mensch
2.7 Die Zeit

3. Die Prozesse der Bodenbildung
3.1 Die Bildung von Humusformen
3.2 Der Ablauf der Entbasung
3.3 Der Prozesse der Verbraunung und Verlehmung
3.4 Der Prozess der Lessivierung
3.5 Der Vorgang der Podsolierung
3.6 Die Abläufe der Versalzung
3.7 Die Bildung von Gefügeformen
3.8 Die Vorgänge der Vergleyung und Pseudovergleyung
3.9 Die Formen der Turbation

4. Literaturverzeichnis

5. Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

Boden stellt eine Basis für Pflanzen- und Tierwachstum dar und ist eine Vorraussetzung für ein Leben außerhalb des Wassers. Aufgrund dieser großen Bedeutung des Bodens gibt es eine Vielzahl verschiedener Definitionen vom Pedon. Eine mögliche Definition bezeichnet Böden als „Naturkörper unterschiedlichen Alters, die je nach Art des Ausgangsgesteins und Reliefs unter einem bestimmten Klima und damit einer bestimmten streuliefernden Vegetation mit charakteristischen Lebensgemeinschaften (Biozönosen) durch bodenbildende Prozesse entstanden sind.“ (SCHEFFER u.a., 2002, S. 1). Es ergeben sich daraus einige Faktoren, die die Bodenbildung beeinflussen und deren Bedeutung im nächsten Abschnitt näher erläutert wird.

2. Die Faktoren der Bodenbildung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1 b Quelle: Skupin, 2002, S. 1

In der Abbildung 1 sind wichtigsten Faktoren der Bodenbildung (Klima, Ausgangsgestein, Relief, Wasser, Organismen (Flora und Fauna) und der Mensch) abgebildet. Als weiterer, nicht abgebildeter Faktor spielt auch die Zeit eine Rolle bei der Bodenbildung.

2.1 Das Klima

Bei der Bodenentwicklung spielt die Sonnenenergie die größte Rolle. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei die Strahlungsbilanz, d.h. die Differenz aus der ein- und ausgehenden Sonnenenergie. So beeinflusst die von der Strahlungsbilanz abhängige Bodentemperatur, die auf die Prozesse der Zersetzung, Verwitterung und Mineralisierung in dem Sinne wirkt, dass diese umso intensiver ablaufen, desto höher die Bodentemperatur ist. Die Lufttemperatur hat ähnliche Auswirkungen. Die Intensität der Zersetzung und chemischen Verwitterung nimmt mit steigender Lufttemperatur zu. Die Lufttemperatur hat auch Auswirkungen auf die Vegetation, da mit steigender Temperatur die Vegetation zunimmt und damit die Produktion von Streu, dem Ausgangmaterial der Humusbildung, wächst. Der Niederschlag als weiterer bodenwirksamer Faktor ergänzt dass Bodenwasser und macht als Sickerwasser Lösungs- und Verlagerungsvorgänge möglich (SCHEFFER u.a., 2002, S. 440). Im Zusammenwirken mit der Temperatur bestimmt die niederschlagsabhängige Bodenfeuchte die Richtung der Wasserbewegung im Boden und damit die Richtung der Verlagerungen. Wenn ausreichend Feuchtigkeit im Boden vorherrscht, ist die Wasserrichtung im Boden abwärts (=deszendent). Bei hohen Temperaturen in trockenen Gebieten und einer damit hohen Verdunstung, kann die Wasserbewegung umgedreht werden und das Wasser fließt nach oben (=aszendent) (EITEL, 2001, S. 14-15). Der Wind als letzter Klimafaktor führt zu einer Erhöhung der Verdunstung und „kann bei Trockenheit, besonders auf vegetationsfreien Flächen, […] Erosion verursachen“ (SCHEFFER u.a., 2002, S. 441).

2.2 Das Ausgangsgestein

Das Ausgangsgestein als mineralisches Substrat ist, neben der Streu, das Ausgangsmaterial der Bodenbildung (SCHEFFER u.a., 2002, S. 441). „Böden können aus Fest- und Lockergesteinen entstehen“ (KUNTZE u.a., 1994, S. 217), wobei die Bodenentwicklung stark vom Gefüge, dem Mineralbestand und der Körnung abhängt. Bei Festgesteinen ist das Gefüge entscheidend. So bieten Gesteine mit grobem Gefüge der physikalischen Verwitterung größere Angriffsmöglichkeiten und verwittern stärker, als Gesteine mit feinem Gefüge. Deswegen verwittern stark geschichtete Sedimente auch einfacher als gebankte. Körnung und Lagerungsdichte bestimmen bei Lockergesteinen die Permeabilität.

Je grobkörniger die Gesteine sind, umso mehr wird die Perkolation erleichtert und damit die Verlagerungsvorgänge im Boden. So sinkt mit steigender Feinkörnigkeit des Gesteins die Durchlässigkeit und die Wahrscheinlichkeit des Wasserstaus im Boden nimmt zu. In Hanglagen kann dies zu einem vermehrten, erosionsfördernden, Oberflächenabfluss führen (SCHEFFER u.a., 2002, S. 442).

2.3 Das Relief

Das Relief beeinflusst die Bodengenese in vielfältiger Art und Weise (EITEL, 2001, S.16), indem es die Wirkung der anderen Faktoren der Bodenbildung verändert. Von entscheidendem Einfluss sind hier die Höhenlage, die Geländeform und die Exposition. Die Höhenlage bestimmt vor allem das Klima. Mit zunehmender Höhe sinkt die Temperatur und die Bodenfeuchte nimmt zu. Die Geländeform wird in Makro- und Mikrorelief unterschieden. Makrorelief bezeichnet Formen wie ebene Flächen, Erhebungen, Hohlformen und Hänge mit verschiedenen Bereichen (Ober-, Mittel-, Unterhang). Mikrorelief meint alle anderen Formen, die eine genauere Beschreibung durch Adjektive ermöglichen, wie rillig, stufig, glatt oder höckerig (SCHEFFER u.a., 2002, S. 443). Die Exposition von Hängen wirkt sich über die unterschiedlichen Sonneneinstrahlungen und daraus resultierenden unterschiedlichen Temperaturen des Bodens auf die Bodenentwicklung aus. Dadurch weisen Böden an Schattenhängen niedrigere Temperaturen, einen höheren Wassergehalt und eine tiefgründigere Durchfeuchtung als Böden auf Sonnenhängen, da diese häufiger und länger Trockenheit ausgesetzt sind (KUNTZE u.a., 1994, S. 221).

2.4 Das Wasser

Für die Bodenbildung ist Wasser in Form von Grund-, Stau-, Sicker- und Haftwasser von Bedeutung (KUNTZE u.a., 1994, S. 223). So ergänzt das Grundwasser die Bodenlösung mit Wasser und gelösten Stoffen. Durch hoch anstehendes Grundwasser wiederum wird die Luft aus den Bodenporen verdrängt und die entstehenden anaeroben Verhältnisse hemmen die mikrobielle Zersetzung. Dieses führt zur Ausbildung von Mooren und Anmooren (SCHEFFER u.a., 2002, S. 444). Das durch Niederschläge entstandene Sickerwasser ist die Vorraussetzung für jegliche Verlagerungsvorgänge im Boden (EITEL, 2001, S. 17).

Auch stehende und fließende Gewässer können bodenbildenden Einfluss haben. So überfluten Gewässer periodisch den Uferbereich und führen zu Ablagerungen oder Erosionen. Dieses kann die Bodenentwicklung verzögern und teilweise rückgängig machen (SCHEFFER u.a., 2002, S. 444).

2.5 Die Flora und Fauna

Die Vegetation liefert mit der Streu das organische Ausgangsmaterial des Bodens. Dieses wird von den Bodentieren und Mikroorganismen in Huminstoffe umgewandelt (SCHEFFER u.a., 2002, S. 445). Die Vegetation entzieht dem Boden Wasser, was zur Verlangsamung der Verlagerungsvorgänge führt. Gleichzeitig lagert sie aber Nährstoffe vom Unter- in den Oberboden um, indem sie Nährstoffe über die Wurzel aufnimmt und als Streu wieder an den Boden zurückgibt (KUNTZE u.a., 1994, S. 223). Die Flora hat darüber hinaus eine Schutzfunktion für den Boden, in dem sie den Aufprall von Regentropfen mildert und einen Teil des Niederschlags speichert (SCHEFFER u.a., 2002, S. 445). Das Edaphon, d.h. der im Boden lebende Anteil von Fauna und Flora (SCHEFFER u.a., 2002, S. 444), lockert durch Wühlen und Graben den Boden, mischt und wälzt einzelne Stoffe oder Schichten des Bodens um (EITEL, 2001, S. 18).

2.6 Der Mensch

Durch Bodennutzung wirkt der Mensch direkt auf die Böden ein. Dies geschieht entweder über Kultur- oder über Baumaßnahmen. Eine indirekte Beeinflussung geschieht über die Veränderung der anderen Faktoren der Bodenbildung (SCHEFFER u.a., 2002, S. 445). Durch den Ackerbau wird der obere Profilbereich bearbeitet und gemischt. Dadurch wird die Stoffverlagerung in den Unterboden gemindert und es entsteht ein künstlicher Ap-Horizont (KUNTZE u.a., 1994, S. 225). Die Rohdung von Wäldern verringert die Transpiration, was zur Erhöhung der Sickerwasserrate führt. Dieses führt zu einer verstärkten Auswaschung des Bodens bzw. in Hanglagen zu einem vermehrten Oberflächenabfluss und damit verbundener Erosion. Baumaßnahmen führen meist zu einem Abbruch der Bodenentwicklung, z.B. bei Bodenversieglungen.

Der Mensch greift darüber hinaus über Abgase und Abfälle in die Bodenentwicklung ein. Die Abgase führen zu einer Anreicherung von Ammoniak, Nitrat und Schwefeldioxid in der Atmosphäre, welche dann als Säuren durch den Niederschlag in die Böden gelangen und die Versauerung intensivieren. Abfälle hingegen führen zu einem Nährstoffeintrag in den Boden und zu einer Erhöhung der pH-Werts, welches zu einer Hemmung von Verwitterung und Podsolierung führt (SCHEFFER u.a., 2002, S. 445 f).

2.7 Die Zeit

Die Zeit ist „kein bodenbildender Faktor im engeren Sinne“ (http://www.geo.unizh.ch). Die Vorgänge der Bodenbildung sind zeitabhängig und verlaufen in sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten (KUNTZE u.a., 1994, S. 226). Vielmehr tritt die Zeit als Variable für die anderen Faktoren der Bodenbildung auf, deren Wirkung mehr oder weniger von der Zeit abhängt. Die einzelnen bodenbildenden Faktoren lösen durch ihr Zusammenwirken im Ausgangsgestein pedogenetische Prozesse aus, die je nach der Art, Intensität und Reihenfolge der Faktoreinwirkung, diese zu unterschiedlichen Bodentypen umformen (KUNTZE u.a., 1994, S. 226). Diese bodenbildenden Prozesse werden im nachfolgen Kapitel näher vorgestellt.

3. Prozesse der Bodenbildung

Als Prozesse der Bodenbildung werden alle Abläufe, Vorgänge und Reaktionen bezeichnet, die an der Entstehung und Entwicklung der Böden beteiligt sind (SCHROEDER, 1992, S. 90). Die Unterteilung dieser Prozesse erfolgt in Umwandlungsprozesse (Transformationsprozesse) und Verlagerungsprozesse (Translokationsprozesse) (SCHEFFER u.a., 2002, S. 447).

3.1 Die Bildung von Humusformen

Humus bezeichnet die Gesamtheit der im und auf dem Boden befindlichen abgestorbenen Substanzen tierischer und pflanzlicher Herkunft, sowie deren Umwandlungsprodukte (GEBHARDT u.a., 2007, S. 376).

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