In der Arbeit wird das Thema der bodenbildenden Faktoren behandelt. Dieses Thema verliert nicht an Aktualität, da Böden sich ihrer Umwelt und ihrem Umfeld anpassen und sich verändern und diese ständig variieren. Es kommt zu unterschiedlichen Niederschlägen, Sonneneinstrahlungen, Vegetationserscheinungen etc. In dieser Arbeit wird ein Grundstein gelegt, der den Eindruck vermittelt, was für ein großes Spektrum dieses Themengebiet abdeckt. Wegen diesem großen Spektrum wird in dieser Arbeit jeder Faktor nur oberflächlich beschrieben und erklärt.
Welche Faktoren spielen in diesem Themengebiet eine Rolle? Ist der Mensch in der Lage den Boden durch sein enormes eingreifen in die Natur maßgeblich zu verändern? Wie spielen diese Faktoren zusammen oder ist es möglich die Faktoren klar zu trennen? Der Begriff des Bodens wird für viele Untergründe verwendet, obwohl es ein Begriff ist der kompliziert ist und nicht beliebig für jeden Untergrund verwendet werden kann. Diese Arbeit gibt einen groben Überblick über Begrifflichkeiten, Bodenbildungsfaktoren und deren Bedeutsamkeit in der Pedogenese.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
1 Einleitung
2 Definitionen
2.1 Pedosphäre
2.2 Pedogenese
3 Bodenbildende Faktoren
3.1 Bodenbildungsfaktor Ausgangsgestein
3.2 Bodenbildungsfaktor Klima
3.2.1 Intensität und Vielfalt des Klimafaktors
3.2.2 Beispiel in den Tropen
3.2.3 Beispiel in kalten Klimaten
3.3 Bodenbildungsfaktor Wasser
3.4 Bodenbildungsfaktoren Fauna und Flora
3.5 Bodenbildungsfaktor Relief und Geomorphodynamik
3.6 Bodenbildungsfaktor Mensch
3.7 Bodenbildungsfaktor Zeit
4 Fazit und Ausblick
Literaturverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Verwitterung und Bodenbildung. Das Profil von der polnahen Region bis zum Äquator zeigt das Klimaabhängige Ausmaß, das in den Tropen so tief reicht, dass dort kaum unverwitterte Gesteine an der Oberfläche anstehen (H.-P. Blume et al. (2010))
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Beziehungen zwischen Niederschlagsmenge (N) und Eigenschaften von Böden aus Löss (mittlere Jahrestemperatur 11,1°C)
1 Einleitung
In der folgenden Arbeit wird das Thema der bodenbildenden Faktoren behandelt. Dieses Thema verliert nicht an Aktualität, da Böden sich ihrer Umwelt und ihrem Umfeld anpassen und sich verändern und diese ständig variieren. Es kommt zu unterschiedlichen Niederschlägen, Sonneneinstrahlungen, Vegetationserscheinungen etc. In dieser Arbeit wird ein Grundstein gelegt, der den Eindruck vermittelt, was für ein großes Spektrum dieses Themengebiet abdeckt. Wegen diesem großen Spektrum wird in dieser Arbeit jeder Faktor nur oberflächlich beschrieben und erklärt. Welche Faktoren spielen in diesem Themengebiet eine Rolle? Ist der Mensch in der Lage den Boden durch sein enormes eingreifen in die Natur maßgeblich zu verändern? Wie spielen diese Faktoren zusammen oder ist es möglich die Faktoren klar zu trennen? Der Begriff des Bodens wird für viele Untergründe verwendet, obwohl es ein Begriff ist der kompliziert ist und nicht beliebig für jeden Untergrund verwendet werden kann. Diese Arbeit gibt einen groben Überblick über Begrifflichkeiten, Bodenbildungsfaktoren und deren Bedeutsamkeit in der Pedogenese.
2 Definitionen
2.1 Pedosphäre
Die Pedosphäre ist der Bereich der Erdoberfläche, in dem durch Zufuhr von Sonnenenergie, Luft und Wasser eine Wechselwirkung zwischen Organismen standfindet. Infolge dessen werden anorganische und organische Stoffe umgelagert, abgebaut und es entstehen neue Substanzen. Der Boden ist der Kernbereich der Biosphäre auf der Landoberfläche. In der Bodenschicht werden die Minerale und Nährstoffe bereitgehalten (H. Strahler & N. Strahler (1999), S. 505). Durch unterschiedliche Gewichtung der einzelnen bodenbildenden Faktoren werden unterschiedliche Prozesse im Boden ausgelöst, die zu einer unterschiedlichen Zusammensetzung der Substrate im Boden führen. Daraus entstehen meist markante Merkmale wie beispielweise eine einzigartige Konsistenz oder auch eine besondere Farbgebung (B. Eitel & D.Faust (2013), S.15).
2.2 Pedogenese
Die Bodengenetik, oder auch die Pedogenese, ist die Lehre von der Entwicklung von Böden. Ein Boden ist eine natürliche Oberfläche, die je nach Intensität von verschiedenen Faktoren eine andere Zusammensetzung aufweist. So sind beispielsweise das Ausgangsgestein mit seiner mineralischen Zusammensetzung, das Klima und die dazugehörigen Faktoren wie die Intensität der Sonne und der vorherrschende Niederschlag die wichtigsten Faktoren, die eine Bodenbildung beeinflussen. Hinzu kommen noch Schwerkraft und Relief, das Wasservorkommen, Flora und Fauna, der zeitliche Aspekt und seit ca. 5000 Jahren auch der menschliche Einfluss, der die Bodenbildung maßgeblich beeinflusst. (H.-P.Blume et. al. (2010), S. 273 f.).
3 Bodenbildende Faktoren
3.1 Bodenbildungsfaktor Ausgangsgestein
Das Ausgangsgestein ist das Substrat der Bodenbildung und liefert durch seine Bestandteile die Grundlage der Minerale im Boden (W. Blum (2012), S.82). Das Ausgangsgestein ist der bodenbildende Faktor, der die Art des Bodens, den Mineralbestand, das Bodengefüge und die Farbe des Bodens erheblich beeinflusst. Den wichtigsten Einfluss hat das Gestein auf die physikalische und die chemische Verwitterung. Somit hängt die Intensität der Verwitterung davon ab welche Eigenschaften das jeweilige Gestein hat. Die wichtigsten Faktoren sind dabei, ob es locker oder fest ist, schiefrig oder massig und grobkristallin oder feinkristallin. (H. Gebhardt et. al (2011), S.470). Der Faktor Ausgangsgestein ist in den Mittelbreiten durch seine geringere Intensität viel wirksamer, als in den Breiten, in denen die chemische Verwitterung stärker eingreift. Dadurch verliert das Ausgangsgestein an Einfluss auf die Bodenbildung. Es gibt verschiedene Ausgangsgesteine wie zum Beispiel die natürlichen Gesteine worunter Lockergesteine und Festgesteine fallen. Hinzu kommen noch künstliche, also anthropogene Substrate wie zum Beispiel Bauschutt, Aschen oder sogar Müll, der durch Verwitterungsprozesse in den Boden eingearbeitet wird (Kuntze et. al. (1994), S.217 f.).
3.2 Bodenbildungsfaktor Klima
Das Klima ist ein einzigartiges Phänomen, da es sich je nach Breitanlage anders verhält. Diese Eigenschaft zeigt sich in vielen Hinsichten auf der ganzen Welt. Es ist möglich anhand von Pflanzen, Gesteinen, Tieren etc. auf das jeweilig vorherrschende Klima zu schließen. Des Weiteren wirkt das Klima über Niederschlag, Verdunstung, Temperatur und Wind. Dies sind alles von dem Klima beeinflusste Attribute, die sich ebenfalls auf den Boden und die Bodenbildung auswirken. Das Klima ist häufig der stärkste Faktor, der die Umwelt beeinflusst. Ein ebenfalls wichtiges Element, das die Umwelt vehement beeinflusst, ist die Schwankung des Tages- und Jahresklimaverlaufes (B.Eitel & D. Faust (2013), S.16).
Der Niederschlag gilt als starker Faktor in der Bodenbildung. Der Anteil des Niederschlags, der als Sickerwasser passiert und einen Teil des Bodens durchläuft, hat eine wichtige Rolle. Das Sickerwasser ist dafür verantwortlich, dass Transformationen und Neosynthesen vorherrschen, also die vertikalen und horizontalen Austauschprozesse und die Neubildung von Stoffen in der Pedosphäre (B. Eitel & D. Faust (2001), S. 15).
3.2.1 Intensität und Vielfalt des Klimafaktors
Das Klima ist der Faktor, der die Erde und ihre Oberfläche am intensivsten beeinflusst. Das zeigt sich in vieler Hinsicht, unter anderem in Böden gleicher Art, die aus dem gleichen Gestein und demselben Relief bestehen. So zeigt sich bei einer Untersuchung von Lössböden, dass bei ähnlicher Temperatur und dem gleichen Gehalt der Minerale andere Muster der Zusammensetzung das Ergebnis sind. Grund dafür ist der Unterschied in der Intensität des Niederschlages.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Tabelle 1 : Beziehungen zwischen Niederschlagsmenge (N) und Eigenschaften von Böden aus Löss (mittlere Jahrestemperatur 11,1°C)
In der Tabelle 1 ist der Tongehalt, der Kalkgehalt und der pH-Wert zu erkennen, in Abhängigkeit vom Ausmaß des Niederschlages. So ist zu bemerken, dass es umso höhere Tongehalte im Boden gibt, je höher die Niederschlagsmasse ist. So ist bei einem Niederschlag von 370mm ein Kalkgehalt von 15% vorhanden und bei 900mm schon 26%. Das gleiche gilt für den Gehalt des Kalks im Boden, der steigt, wenn die Niederschläge zunehmen. Die einzig antiproportionale Entwicklung im Boden zeigt sich bei dem pH-Wert. Hier ist zu erkennen, dass der pH-Wert bei wenig Niederschlag mit 7,8 eher basisch ist und bei höheren Niederschlägen saurer, bis zu 5,2 bei einem Niederschlag von 900mm. Grund dafür ist die zunehmende Durchfeuchtung des Boden, wodurch die chemische Verwitterung der Silikate und die Transformation von Tonmineralen verstärkt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Auswaschung der Ionen von Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium ein (H.-P. Blume et. al. (2013), S. 276).
Das Klima trägt zudem noch zum Materialtransport an der Erdoberfläche bei, was dazu führen kann, dass geomorphologische Prozesse bis an die Pedosphäre gelangen können.
3.2.2 Beispiel in den Tropen
Die Strahlungsbilanz wirkt sich direkt auf die Prozesse, die in dem Boden ablaufen aus. Dazu zählen hauptsächlich die Zersetzung von Stoffen, die Verwitterung und die Mineralneubildung. Insbesondere die Verwitterung und die Zersetzung hängen stark von der vorherrschenden Temperatur ab. So werden die Intensität der Zersetzung und der Verwitterung am stärksten in den Tropen, da dort eine durchgängig hohe Temperatur und eine ständig hohe Niederschlagsmenge mit dementsprechender Luftfeuchtigkeit vorliegt. Somit setzt in diesen Breitengraden die Zersetzung und Verwitterung in großen Ausmaße ein. Die hohe Intensivierung der Verwitterung in den Böden ist allerdings nicht nur abhängig von der starken Sonneneinstrahlung oder hohen Temperaturen, sondern auch beeinflusst durch die starke Streu, die von der Vegetation produziert wird. In Böden, die eine höhere Temperatur aufweisen laufen mehrere chemische Prozesse ab und primär auch schneller, da die dort vorkommenden Organismen sich an der Zersetzung der Streu beteiligen und die Verwitterung beschleunigen (H.-P. Blume et. al. (2013), S. 275 f.).
3.2.3 Beispiel in kalten Klimaten
Trotz einer geringeren Biomasseproduktion in den Böden in den kühleren Klimaten, gibt es dort eine höhere Akkumulation von Humus als in den tropischen Gebieten. Selbst antarktische Böden können mehr Humus pro m² enthalten als in den Tropen. Dies ist möglich, da die Jahresmitteltemperatur in der Antarktis bei ca. -9°C liegt, die bodennahe Luftschicht aber zeitweise bei +10°C liegt. So ist es der Vegetation möglich sich dort in geringstem Maße auszubreiten. Die arktischen Böden enthalten ca. 8-10 Kg Humus/m². Zum Vergleich in Mooren, wo es die höchste Konzentration von Humus gibt, liegt der Wert bei ca. 20Kg/m². Ein beträchtlicher Faktor, der berücksichtigt werden muss ist der, dass die Bodentemperaturen in den arktischen Klimaten immer sehr niedrig sind, so kann sich die organismische Aktivität nicht ausbreiten und bleibt sehr gering, somit kann nur wenig organische Substanz im Boden abgebaut werden (H.-P. Blume et. al. (2013), S. 276).
In kalten Klimaten kann es ebenfalls vorkommen, dass die Böden durch den Gefrier-Tau-Zyklus beeinflusst werden. Bei Frost oder Permafrost ruht die Pedogenese fast gänzlich, da die Aktivität der Organismen gegen null geht und keine Vegetation vorhanden ist (B. Eitel & D. Faust (2013), S.16).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1 : Verwitterung und Bodenbildung. Das Profil von der polnahen Region bis zum Äquator zeigt das Klimaabhängige Ausmaß, das in den Tropen so tief reicht, dass dort kaum unverwitterte Gesteine an der Oberfläche anstehen (H.-P. Blume et al. (2010))
In Abbildung 1 wird deutlich, wie stark die Verwitterung eingreif, in Abhängigkeit vom Niederschlag, der Verdunstung und der pflanzlichen Produktion. Hier ist erkennbar, dass in den Tropen die meiste Bodenbildung vorherrscht. Der Trend nimmt in Richtung der Pole ab, wobei die Verwitterung und Bodenbildung in den Halbwüsten und Wüsten nahe gegen null gehen. Zwischen den Steppen und den Polregionen nimmt die Bodenbildung wieder zu, da sich dort der Niederschlag wieder bemerkbar macht und die Verdunstung nicht mehr der stärkste Faktor ist.
3.3 Bodenbildungsfaktor Wasser
Die Bodenentwicklung wird besonders von dem Bodenwasser so stark beeinflusst, dass es in der Bodensystematik in Deutschland als wichtiger Faktor der Pedogenese gilt (Kuntze et. al. (1994), S.223). Das Wasser ist in fast allen bodenbildenden Prozessen beteiligt. Es ist möglich, dass Wasser in mehrere Bereiche zu gliedern. Zum einen gibt es das Grundwasser, das Sickerwasser, das Stauwasser und das Haftwasser. Die Verfügbarkeit von Wasser hängt von mehreren Faktoren ab. Darunter fallen zum Beispiel die Lage des Bodens, das Relief, den klimatischen Bedingungen und die Bodenart. Das Wasser kann primär von der verdrängten Luft im Boden kapillar aufsteigen und sorgt so für den Austausch von Mineralen im Boden und treibt die bodenbildenden Prozesse an (B. Eitel & D. Faust (2013), S.18). Beispielsweise treibt das oberflächennahe Wasser den Wachstum und die Ausbreitung der Vegetation an und unterstützt die Zersetzbarkeit der Streu. Hoch ansteigendes Grundwasser kann für anaerobe Verhältnisse sorgen, da die Bodenluft verdrängt wird und die Zersetzung gehemmt wird. Die Folgen können unter anderem Anmoore und Moore sein. An Küsten passiert es, dass es bei Überflutungen zum Einschluss von unverwitterten Mineralen und gelöster Salze kommt. An der Küste kommt es vor allem zur Akkumulation von NaCl und Mg- Salzen, was zu seiner Verzögerung oder sogar zu einer Rückentwicklung des Bodens führt (H.-P. Blume et. al. (2013), S.278 f.).
3.4 Bodenbildungsfaktoren Fauna und Flora
Die Vegetation schützt den Boden vor den atmosphärischen Einflüssen und reguliert die Temperatur. Insbesondere schützt die Vegetation den Boden vor Erosion und primär vor Deflation durch Abschirmung der Baumkronen. Die Pflanzen mildern oder bremsen den Aufprall von Niederschlägen, sodass das Bodengefüge nicht stark verändert wird. Einen Teil des Niederschlags wird von der Vegetation interzeptioniert (H.-P. Blume et. al. (2013), S. 279). Des Weiteren fördert die Vegetation die Infiltration von Niederschlagswasser, entzieht jedoch dem Boden Nährstoffe durch die Wurzeln, die durch die Streu als abgestorbene Substanz zum Teil wieder zugeführt werden (B. Eitel & D. Faust (2013), S.20).
Das Edaphon, die in dem Boden lebende Fauna und Flora, sorgen dafür, dass die von der Vegetation produzierten Streu remineralisiert werden bzw. humifiziert sie (B. Eitel (2001), S.18). Die Intensität des Edaphons wird von vielen Faktoren beeinflusst. Dazu zählen das Relief, das Geländeklima, das Bodengefüge und seine Bestandteile, der Organismen Aktivität und von der Vegetationsdecke selbst (B. Eitel & D. Faust (2013), S. 20f.).
3.5 Bodenbildungsfaktor Relief und Geomorphodynamik
Das Relief ist ein wesentlicher Faktor der Bodenentwicklung. Die beiden wichtigsten Elemente sind unter anderem die Höhenlage und die Hangneigung des Bodens, denn diese Faktoren bestimmen das auf den Boden einwirkende Klima und den Einfallswinkel sowie die Intensität der Sonneneinstrahlung. Des Weiteren spielt die Gravitationsenergie der Erde eine große Rolle in der Geomorphodynamik im Boden, denn sie beeinflusst die Transportvorgänge im Boden. In ebenen Böden verläuft die Transportrichtung hauptschlich vertikal, womit mit zunehmender Hangneigung laterale bzw. hangparallele Transportrichtungen zustande kommen können (B. Eitel & D. Faust (2006), S. 16). Hinzu kommt noch der Einfluss auf den Grad der Erosion, denn umso stärker die Neigung eines Reliefs ist, desto intensiver kann die Erosion eingreifen. Zum anderen kann eine Hangneigung das bodennahe Klima beeinflussen, wie zum Beispiel durch den bekannten Föneffekt, wobei sich auf der Luv und Lee Seite jeweils die klimatische Bedingungen unterscheiden, was sich natürlicherweise ebenso auf den Boden und seine Eigenschaften auswirkt. Die Hangneigung kann sich auch auf die Vegetation auswirken. Zum Beispiel können sich bestimmte Vegetationen auf die geringmächtigen Böden eines Hanges anpassen, wobei es sich auf den flachen Böden, wo es zur Faktorübergreifung des Menschen kommt, wieder andere Vegetation ausbilden kann. Hier wird deutlich, wie eng die einzelnen Faktoren zusammenwirken (A. Semmel (1993), S. 17). Des Weiteren ist es möglich, dass es zu einer Sonnenseite und zu einer Schattenseite des Hangs kommt.
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- Quote paper
- Maurice Maaß (Author), 2016, Bodenbildende Faktoren. Ein Überblick über die Pedogenese, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1268619
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