Thema dieser Masterarbeit ist der Einfluss des rezenten Landnutzungswandels auf das Erosionsgeschehens in einem kleinen Untersuchungsraum im semiariden Südosten Spaniens im Zeitraum von 1981 bis 2011. In diesem Zusammenhang werden die Einflussfaktoren der Bodenerosion in semiariden Regionen untersucht.
Da die Ergebnisse dieser Arbeit einen Beitrag zum Verständnis der anthropogen bedingten Bodenerosion leisten sollen, besteht das erste Ziel in der Analyse der anthropogenen Einflussfaktoren auf das Erosionsgeschehen mittels GIS-gestützter Methoden. Diese umfassen Landnutzungsveränderungen und Veränderungen des Erosionsschutzes in Form von Terrassenstrukturen. Auf eine Kartierung der Landnutzung und der Terrassenstrukturen mittels GIS-technischer Methoden, soll eine Auswertung der Landnutzungsveränderungen für die beiden Vergleichsjahre in ArcGIS erfolgen. Die graphische Darstellung der Landnutzungsveränderungen in Form von Karten soll Rückschlüsse auf räumliche Verteilungsmuster erlauben. Das zweite Ziel besteht in der Quantifizierung des Bodenabtrags der beiden Vergleichsjahre. Hierfür wird das Erosions- und Sedimentationsgeschehen für die Jahre 2011 und 1981 mittels des Erosionsmodells LAPSUS simuliert. Mittels GIS-technischer Methoden erfolgt die Aufbereitung der Inputdaten. Um den Einfluss der Landnutzungsveränderungen auf den Bodenabtrag zu bestimmen, sollen für die natürlichen Eingabeparameter konstante Werte angenommen werden.
Anhand der Ergebnisse aus der GIS-gestützten Landnutzungsanalyse und der Ergebnisse aus der Erosionsmodellierung soll abschließend die Veränderung des Bodenerosionsrisikos diskutiert werden.
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Fotoverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1. Einführung
1.1 Fragestellung und Zielsetzung der Arbeit
1.2 Aufbau der Arbeit
2. Bodenerosion und Landnutzungswandel
2.1 Definition von Bodenerosion
2.2 Bodenerosion durch Wasser
2.3 Erosionsschäden
2.4 Erosionsschutzmaßnahmen
2.5 Rezente Landnutzungsveränderungen und Bodenerosion
3. Das Untersuchungsgebiet
3.1 Lage des Untersuchungsgebietes
3.2 Klima
3.3 Geologie
3.4 Geomorphologie
3.5 Böden
3.6 Vegetation
3.7 Landnutzung
4. Daten und Methoden
4.1 GIS-gestützte Analyse der Landnutzung
4.1.1 Daten
4.2 Erosionsmodellierung mit LAPSUS
4.2.1 Modellauswahl und Modellbeschreibung
4.2.2 Eingabedaten und Datenaufbereitung
4.2.3 Ausgabedaten
4.2.4 Kalibrierung und Validierung
5. Ergebnisse
5.1 Ergebnisse der GIS gestützten Analyse der Landnutzung
5.1.1 Landnutzung
5.1.2 Veränderung der Hangneigung je Landnutzung
5.1.3 Terrassenstrukturen
5.2 Ergebnisse der Bodenerosionsmodellierung
5.2.1 DGM-Anpassung
5.2.2 Modellkalibrierung
5.2.3 Oberflächenabfluss
5.2.4 Bodenverlagerungsprozesse
6 Diskussion
6.1 Bewertung der DGM Anpassung
6.2 Bewertung der Eingabedaten
6.3 Bewertung der Kalibrierung
6.4 Diskussion der Bodenerosion
6.4.1 Bodenerosion je Landnutzung
6.5 Veränderungen im Erosionsgeschehen je Landnutzung
6.6 Entwicklung des Erosionsgeschehen im Untersuchungsgebiet
6.7 Vergleich der Landnutzung im Untersuchungsgebiet und in der Region
7. Zusammenfassung und Fazit
Literaturverzeichnis
Anhang A
Anhang B
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Bodenerosion durch Wasser
Abb. 2: Künstliche Terrassierung des Hangs
Abb. 3: Schematischer Aufbau einer step terrace
Abb. 4: Lage des Untersuchungsgebietes in Spanien
Abb. 5:Untersuchungsgebiet
Abb. 6: Schematischer Aufbau der Betischen Kordilleren
Abb. 7: Geologische Karte der Region Murcia
Abb. 8: Topographie des Untersuchungsgebietes
Abb. 9: Bodenkarte 1: 100.000 der Region Murcia
Abb. 10: Degradationsstadien des mediterranen Walds
Abb. 11: Prozentuale Verteilung der Landbedeckung in der Region Murcia für 1981.
Abb. 12: Prozentuale Verteilung der Landbedeckung in der Region Murcia für 2013.
Abb. 33: Schematische Darstellung der DGM-Glättung
Abb. 14: Methode A - Einfügen von Terrassenstrukturen
Abb. 15: Methode B - Einfügen von Terrassenstrukturen
Abb. 16: Synthese der LAPSUS-Inputdaten
Abb. 17: Prozentualer Anteil der Landnutzungsklassen 1981
Abb. 18: Prozentualer Anteil der Landnutzungsklassen 2011
Abb. 19: Hangneigungskarte
Abb. 20: Veränderung der Terrassenanzahl
Abb. 21: step terraces auf agrarischen Nutzflächen
Abb. 22: check dams auf agrarischen Nutzflächen
Abb. 23: step terraces auf nicht agrarischen Nutzflächen
Abb. 24: Geländeoberfläche DGM 2009
Abb. 25: Geglättetes DGM
Abb. 26: Geländeoberfläche DGM 2009
Abb. 27: Geländeoberfläche mit 0,5 m hohen Terrassen
Abb. 28: Geländeoberfläche mit 0,5 m hohen Terrassen und aufgefüllten Senken
Abb. 29: Geländeoberfläche nach Hochpassfilterung
Abb. 30: Oberflächenabflusskoeffizient je Landnutzungsklasse
Abb. 31: Bruttobodenabtrag je Landnutzungsklasse
Abb. 32: Nettobodenabtrag je Landnutzungsklasse
Abb. 53: Abflussvolumen Flutereignis 27. - 28. Februar 1999 .
Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Langjährige Monatsmittelniederschläge und Monatsmitteltemperaturen ...
Tab. 2: K-Faktoren je Bodentyp...
Tab. 3: Bodenmächtigkeit je Bodentyp
Tab. 4: Landnutzungsparameter je Landnutzung .
Tab. 5: Kalibrierungsszenarien
Tab. 6: Hangneigung je Landnutzungsklasse...
Tab. 7: Ergebnisse der Modellkalibrierung ..
Fotoverzeichnis
Foto 1: Profil einer step terrace
Foto 2: Hang mit step terraces
Foto 3: Rambla mit step terraces
Foto 4: check dams auf einem Getreidefeld in der Tiefenlinie
Foto 5: check dam auf einer Mandelplantage
Foto 6: step terraces auf Orthophoto
Foto 7: check dams auf Orthophoto in der Tiefenlinie
Foto 8: Mandelplantage
Foto 9: Olivenplantage
Foto 10: Trockenfeldbau
Foto 11: Hang mit Matorralvegetation
Foto 12: Niederwüchsiger Matorral
Foto 13: Abandonados
Foto 14: Gully- und Ramblasystem
Foto 15: Verlust landwirtschaftlicher Flächen durch Gullyausweitung
Foto 16: Nadelwald
Foto 17: Abandonados auf Orthophoto
Foto 18: Agrarische Nutzflächen auf Orthophoto
Foto 19: Gully- und Ramblasystem auf Orthophoto
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
1. Einführung
Spanien gehört zu den am stärksten von Bodenerosion betroffenen Ländern in Europa. Der Prozess der Bodenerosion wird im mediterranen Mittelmeerraum durch den natürlichen Wir- kungskomplex Klima, Gestein, Boden, Relief und Vegetation begünstigt. In Südost-Spanien fallen die Niederschläge meistens in Form von Starkregen in den Herbstmonaten. Da die Bö- den nach der sommerlichen Trockenheit nur bedingt in der Lage sind, Wasser zu speichern, fließt der Niederschlag als Oberflächenabfluss ab, was sich besonders erosiv auf den Boden auswirkt. Dazu kommen weitere natürliche Faktoren, die der Bodenerosion besonders förder- lich sind, wie die zur Kalkkrustenbildung neigenden Böden, Böden aus Lockermaterial mit wenig Biomassenanteil, ein unebenes Relief mit steilen Hängen und eine von Natur aus lichte Vegetationsbedeckung (FAUST 1995: 712, SOLÉ-BENET 2006: 332).
Neben den physischen Einflussgrößen wird der Bodenabtrag insbesondere durch die anthro- pogene Nutzung bestimmt. Der mediterrane Raum gehört zu den ältesten Kulturräumen der Erde, was eine jahrhundertelange Nutzung der natürlichen Ressourcen zur Folge hat. Tempo- räre Anstiege der Bevölkerung führten unter anderem zur Bewirtschaftung von marginalen Standorten, zur Überweidung und zu Waldrodungen zur Energiegewinnung. Die Beseitigung der natürlichen Vegetationsbedeckung und unangepasste landwirtschaftliche Nutzungen machten Böden seit Beginn des menschlichen Einflusses besonders anfällig für Bodenerosion. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts haben wirtschaftliche und soziale Entwicklungen zum jüngs- ten Landnutzungswandel in Südost-Spanien geführt. Die zu beobachtenden Landnutzungsver- änderungen sind neben arbeitsbedingter Land-Stadt-Migration und der Mechanisierung der Landwirtschaft vor allem in einem engen Zusammenhang mit der Agrarpolitik der EU zu se- hen (GARCÍA-RUIZ 2010: 2-3; BELLIN et al. 2009: 114 ff.; EITEL 1999: 144).
Zum Erosionsschutz sowie zur Bewirtschaftung von steileren Lagen wurden in Südost- Spanien traditionell Terrassenstrukturen angelegt. Sie wirken als boden- und wasserkonser- vierende Maßnahme, da sie erodiertes Material aufhalten und die hydrologische Konnektivität unterbrechen. Im Zuge der Umstrukturierung von landwirtschaftlichen Nutzflächen im Ver- lauf des 20. Jahrhunderts kam es zur Planierung der Erdoberfläche, der zahlreiche Terrassen- strukturen zum Opfer gefallen sind (BELLIN et al. 2009: 114 ff.).
1.1 Fragestellung und Zielsetzung der Arbeit
Thema dieser Masterarbeit ist der Einfluss des rezenten Landnutzungswandels auf das Erosi- onsgeschehens in einem kleinen Untersuchungsraum im semiariden Südosten Spaniens im Zeitraum von 1981 bis 2011. In diesem Zusammenhang werden die Einflussfaktoren der Bo- denerosion in semiariden Regionen untersucht.
Da die Ergebnisse dieser Arbeit einen Beitrag zum Verständnis der anthropogen bedingten Bodenerosion leisten sollen, besteht das erste Ziel in der Analyse der anthropogenen Einfluss- faktoren auf das Erosionsgeschehen mittels GIS-gestützter Methoden. Diese umfassen Land- nutzungsveränderungen und Veränderungen des Erosionsschutzes in Form von Terrassen- strukturen. Auf eine Kartierung der Landnutzung und der Terrassenstrukturen mittels GIS- technischer Methoden, soll eine Auswertung der Landnutzungsveränderungen für die beiden Vergleichsjahre in ArcGIS erfolgen. Die graphische Darstellung der Landnutzungsverände- rungen in Form von Karten soll Rückschlüsse auf räumliche Verteilungsmuster erlauben.
Das zweite Ziel besteht in der Quantifizierung des Bodenabtrags der beiden Vergleichsjahre. Hierfür wird das Erosions- und Sedimentationsgeschehen für die Jahre 2011 und 1981 mittels des Erosionsmodells LAPSUS simuliert. Mittels GIS-technischer Methoden erfolgt die Auf- bereitung der Inputdaten. Um den Einfluss der Landnutzungsveränderungen auf den Boden- abtrag zu bestimmen, sollen für die natürlichen Eingabeparameter konstante Werte ange- nommen werden.
Anhand der Ergebnisse aus der GIS-gestützten Landnutzungsanalyse und der Ergebnisse aus der Erosionsmodellierung soll abschließend die Veränderung des Bodenerosionsrisikos disku- tiert werden.
Aus den oben genannten Zielen ergeben sich die folgenden Fragen:
I. Veränderung der Landnutzung und der Terrassierung als Erosionsschutz:
- Wie sind die Landnutzungsklassen im Einzugsgebiet verteilt und wie hat sich die Land- nutzung verändert?
- Wie hat sich die Anzahl der Terrassenstrukturen verändert?
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen Landnutzungsformen, Terrassenstrukturen und
Hangneigung?
II. Veränderung des Erosionsgeschehens
- Welchen Einfluss haben die Landnutzungsklassen auf das Erosionsgeschehen?
- Wie haben sich Landnutzungsveränderungen und Veränderungen der Terrassenstruktur auf die Erosions- und Sedimentationsmengen zwischen 1981 und 2011 ausgewirkt?
- Sind räumliche Verteilungsmuster erkennbar?
1.2 Aufbau der Arbeit
K apitel 1 umfasst eine kurze Einleitung zum Thema mit Problemstellung und Zielsetzung der Forschungsarbeit. Das anschließende Kapitel 2 widmet sich als Einleitung zur Erosionsmo- dellierung den theoretischen Grundlagen der Bodenerosion durch Wasser. Im Kapitel 3 wird das Untersuchungsgebiet vorgestellt. Neben einer naturräumlichen Einordnung wird die anth- ropogene Nutzung erläutert. Im folgenden Kapitel 4 werden die Methoden für die Analyse der Landnutzungsveränderungen sowie für die Erosionsmodellierung beschrieben. Darauf folgt in Kapitel 5 die Ergebnisdarstellung mittels geeigneter Methoden und Beschreibung der Ergebnisse. Kapitel 6 beinhaltet neben der Bewertung der Ergebnisse im Zusammenhang mit den angewandten Methoden eine Diskussion der Entwicklung des Erosionsrisikos. Im ab- schließenden Kapitel 7 wird eine Zusammenfassung der Arbeit gegeben.
2. Bodenerosion und Landnutzungswandel
2.1 Definition von Bodenerosion
Nach BLUME e t al. (2010: 506) wird unter Bodenerosion „die Ablösung und der Transport von Bodenteilchen (Primärteilchen oder Aggregate) entlang der Bodenoberfläche“ verstan- den. Je nach Transportmedium wird unterschieden zwischen Wasser- und Winderosion. Eine Sonderform stellt die durch anthropogene Bodenbearbeitung ausgelöste, in der englischen Literatur als tillage erosion bezeichnete, Bodenerosion dar (B LUME et al. 2010: 506).
BREBURDA & RICHTER (1998: 21) differenzieren zwischen „normaler Erosion“ und „kultur- bedingter Erosion“. Bei der „normalen Erosion“ findet auf vegetationsbedeckten Flächen eine kaum messbare Verlagerung von festen Bodenanteilen durch Wind und Wasser statt, die durch Verwitterung und Bodenneubildung ausgeglichen wird.
Der wirtschaftende Mensch verschiebt dieses Gleichgewicht, indem er die schützende Vegeta- tionsdecke beseitigt. Die natürliche Vegetation wird durch Ackerbau und Weidewirtschaft ersetzt. Freiflächen zwischen den Nutzpflanzen, nicht kontinuierlicher Vegetationsbewuchs bzw. unangepasste Weidenutzung führen bei beiden Bewirtschaftungsformen zu Bodenver- lusten. In Anbetracht der weit verbreiteten ackerbaulichen Nutzung der Erdoberfläche stellt die „kulturbedingte Erosion“ ein fast erdumfassendes Phänomen dar. Bodenerosion und Landnutzungsveränderungen stehen daher in einem engen Zusammenhang. Um dem Boden- abtrag entgegenzuwirken ist ein genaues Verständnis der Faktoren, durch welche die Bodene- rosionsrate beeinflusst wird, wie Niederschlag, Oberflächenabfluss, Relief und Vegetations- bedeckung, notwendig (BREBURDA & RICHTER 1998: 21; MORGAN 1999: 2).
2.2 Bodenerosion durch Wasser
Die folgenden Teilprozesse sind für die Bodenerosion durch Wasser relevant (siehe Abbil- dung 1):
1) Ablösung von Bodenteilchen durch den Aufprall von Regentropfen (Aggregatzerstö- rung/-zerkleinerung) sowie durch die Strömungskraft des Oberflächenabflusses
2) Partikeltransport mit dem abfließenden Wasser (BLUME et al. 2010: 508).
Zu 1)
Bei starken Niederschlägen, d. h. bei einer schnellen Befeuchtung des Bodens wird Luft in die Bodenaggregate eingeschlossen und kann nicht mehr entweichen. Durch diesen Prozess ent- stehen Überdrücke, die zu Rissbildung und schließlich zur Sprengung von Aggregaten führen. Je ausgetrockneter das Bodenmaterial ist, umso mehr Luft wird eingeschlossen und umso größer sind die entstehenden Drücke. Die durch Risse ausgelöste Zerteilung der Aggregate in transportierbare Mikroaggregate (ca. 0,2-1 mm) können zusätzlich dispergiert werden (AUER- SWALD 1998: 33; BLUME et al. 2010: 508).
Be i der Planschwirkung (engl.: splash effect) wird durch die kinetische Energie der auftref- fenden Regentropfen die Partikelablösung fortgesetzt. Je größer der Durchmesser bzw. die Masse eines Regentropfens ist, umso größer ist die kinetische Energie der Tropfen. Da auch die Fallgeschwindigkeit der Regentropfen mit zunehmendem Durchmesser größer wird, nimmt die kinetische Energie der Tropfen mit steigender Regenintensität überproportional zu (A UERSWALD 1998: 34-35; MORGAN 1999: 8; BLUME et al. 2010: 508).
Die Infiltrationsgeschwindigkeit entspricht nicht der Fallgeschwindigkeit, sodass das Wasser des Regentropfens beim Aufprall entlang der Bodenoberfläche radial nach außen weichen muss. Die Geschwindigkeit des nach außen weichenden Wassers ist fast doppelt so groß wie die Fallgeschwindigkeit, was zur Folge hat, dass durch hohe Scherspannungen Teilchen aus dem Aggregatverband gerissen werden. Die abgelösten Bodenbestandteile fliegen zusammen mit dem Tropfenwasser bis zu 1,5 m zur Seite und in die Höhe. Da die Regentropfen hangab- wärts weiter fliegen als hangaufwärts, kommt es zu einem hangabwärts gerichteten Net- totransport (AUERSWALD 1998: 34-35; BLUME et al. 2010: 508-509).
Ist die Transportkapazität groß genug, wird das durch Planschwirkung entstandene Feinmate- rial über den Oberflächenabfluss abtransportiert. Reicht die Transportkapazität nicht aus, kommt es zu einem Verschlämmungseffekt, bei dem das feine Bodenmaterial mit dem infilt- rierenden Wasser in den Boden geschwemmt wird und größere Poren verstopft. Mit zuneh- mender Niederschlagsintensität verliert der Boden seine Fähigkeit, Wasser aufzunehmen und verschlämmt. Als Folge nehmen der Anteil und die Geschwindigkeit des oberflächlich abflie- ßenden Regenwassers zu, sodass das gesamte durch Regentropfen gelockerte Material aufge- nommen werden kann. Bei zunehmender Regenintensität lässt die Planschwirkung der Regen- tropfen nach. Der Oberflächenabfluss beginnt, sich in die Bodenoberfläche einzuschneiden und Feinmaterial abzulösen, sobald das durch Regentropfen gelockerte Material nicht mehr die Transportkapazität auslastet (AUERSWALD 1998: 35). Zu 2)
Der Transport durch den Oberflächenabfluss ist im Vergleich zur Planschwirkung wesentlich effektiver. Die Transportkapazität steigt in Abhängigkeit von der Fließgeschwindigkeit, die wegen der Eigenfestigkeit des Bodens einen bestimmten Schwellenwert überschreiten muss bevor Erosion einsetzt. Die Fließgeschwindigkeit nimmt mit zunehmender Schichtdecke des Wassers und der Hangneigung bei gleichzeitiger Abnahme der Oberflächenrauigkeit zu. In Abflussbahnen, in denen sich das Wasser konzentriert, ist die Transportkapazität ausreichend, um sogar Steine von mehreren Zentimetern Durchmesser zu transportieren (AUERSWALD 1998: 36-37; MORGAN 1999: 15; BLUME et al. 2010: 509).
Der Übergang zwischen dem Transport durch Planschwirkung und dem Transport durch Oberflächenabfluss wird als Dünnschichtabfluss bezeichnet. Auch wenn die Schichtdecke des Wassers noch nicht für einen ganzflächigen Abflusstransport ausreichend ist, wird reichlich Feststoff transportiert, da durch Turbulenzen der Planschwirkung Feinmaterial in Suspension gehalten wird. Diese Transportform dominiert im Bereich zwischen Abflussbahnen sowie an kurzen Hängen (BLUME et al. 2010: 509).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 1: Bodenerosion durch Wasser (BLUME et al. 2010)
2.2.1 Formen der Bodenerosion durch Wasser
F lächenhafte Erosion
Bei der flächenhaften Erosion wirken Luftsprengung, Dispergierung der Aggregate und Re- gentropfen gleichmäßig auf die Bodenoberfläche, sodass die Ablösung und der Transport oh- ne räumliche Differenzierung stattfinden. Der Oberflächenabfluss findet in Form von flachen Rinnsalen unendlicher Breite statt. Dadurch dass nur kleinkörniges Material transportiert wird, bleiben ausgeprägte Akkumulationen aus. Da die flächenhafte Erosion mit dem bloßen Auge nicht erkennbar ist, wird diese Form der Bodenerosion häufig unterschätzt (AUERS- WALD 1998: 37-38; MORGAN 1999: 8).
Rillenerosion
Die Kräfte des Oberflächenabflusses wirken dagegen eher kleinräumig. Durch Einschneiden in den Oberboden kommt es zur Ausbildung von linearen Erosionsformen. Wenn die Scher- festigkeit des Bodens schon von relativ geringen Abflüssen überwunden werden kann, schneidet sich der Oberflächenabfluss an vielen Stellen ein und es entstehen flache Rillen (ca. 10 cm) mit geringen Zwischenabständen (ca. 1 m). Die Zerrillung ist abhängig von vorge- prägten Rillen, wie Fahrspuren und Saatzeilen, und nimmt mit abnehmender Kohäsivität zu. Im Gelände ist der Übergang zwischen flächenhafter Erosion und Rillenerosion fließend, da im Zwischenrillenbereich weiterhin die Flächenerosion wirksam ist (AUERSWALD 1998: 38; BLUME et al. 2010: 509).
Rinnenerosion
Mit zunehmender Konzentration des Oberflächenabflusses nehmen Ablösung und Transport zu, sodass die Erosionsformen tiefer und breiter werden. Der Abstand zwischen den linearen Eintiefungen wird größer und die Ablösung im Zwischenbereich verliert an Bedeutung. Ero- sionsformen, die bis zu 30 cm tief sind, werden als Rinnen bezeichnet. Im englischen Sprach- gebrauch wird diese Form der Bodenerosion als ephemeral gully erosion bezeichnet, da sie durch Bodenbearbeitung nachhaltig verfüllbar ist (A UERSWALD 1998: 38; BLUME et al. 2010: 509).
G u lly-Erosion
Die Gully-Erosion oder Grabenerosion dagegen ist durch Bodenverfüllung nicht mehr rever- sibel. Die Höhe und Breite der Gräben kann mehrere Meter betragen. Bei dieser Erosionsform sind die Ablösung und der Transport von Bodenmaterial durch Regentropfen weniger rele- vant, als der Verschlämmungseffekt von Regentropfen in unmittelbarer Nähe des Grabens, wodurch sich der Oberflächenabfluss, der im Graben zusammenläuft und ihn ausräumt, er- höht (AUERSWALD 1998: 38; BLUME et al. 2010: 509).
Tunnelerosion
Be i der Tunnelerosion (engl.: piping) ist die Planschwirkung von Regentropfen weniger rele- vant, da hier das Regenwasser in den Boden infiltriert, unterirdisch hangabwärts fließt und dabei Bodenmaterial aufnimmt und transportiert, sodass sich ein Tunnel mit bis zu 2 m Durchmesser bildet. Voraussetzung für dieses Phänomen ist, dass der Unterboden instabiler als der Oberboden ist. Dies ist bei Schlämmkrusten der Fall, die in ariden bis semiariden Ge- bieten vorkommen. Über Risse in den trockenen Krusten infiltriert Wasser in den Boden und fließt unterirdisch ab. Mit zunehmender Größe der Tunnels nimmt die Stabilität der Deck- schicht ab und bricht schließlich ein, sodass großflächige Gully-Systeme mit vertikalen Wän- den entstehen (AUERSWALD 1998: 38; ROMERO DÍAZ et al. 2007: 283).
2.3 Erosionsschäden
Die Folgen der Bodenerosion treten sowohl am Ort der Abtragung (on-site) als auch an ande- rer Stelle (off-site) auf. Unter on-site -Folgen werden Auswirkungen im Bereich von landwirt- schaftlichen Flächen zusammengefasst. Die Umverteilung des Bodens innerhalb einer Acker- fläche, in der Regel Bodenabtrag am Hang und Akkumulation am Hangfuß, führt mit der Verkürzung der Bodenprofile zu einer Verminderung der kultivierbaren Bodentiefe und zu einem Zusammenbruch des Bodengefüges. Damit verbunden ist ein Nährstoffmangel in den Böden durch den Verlust der Fähigkeit Nährstoffe zu binden, eine Abnahme der Wasserspei- cherkapazität und der organischen Substanz sowie eine ungleichmäßige Verteilung von Pesti- ziden. Auch die Bewirtschaftung der von Bodenerosion betroffenen Flächen wird durch Ero- sionsformen wie Rinnen und Gullys erschwert. Letztendlich haben alle on-site -Folgen eine Verringerung der Bodenfruchtbarkeit zur Folge (M ORGAN 1999: 1; RICHTER 1998: 83; BLU- ME et al. 2010: 512).
Off-site -Folgen treten in den nachgeordneten Ökosystemen, wie Akkumulationsflächen, Tal- auen und Flußsystemen, auf. Beispielhaft hierfür ist die Verlandung bzw. Aufsedimentierung von Gewässern sowie der Eintrag von Pestiziden, Nährstoffen und Schwermetallen in Gewäs- ser zu nennen (RICHTER 1998: 89; BLUME et al. 2010: 512).
2.4 Erosionsschutzmaßnahmen
Im Südosten von Spanien dienen Terrassenstrukturen als boden- und wasserkonservierende Maßnahmen. Ihren Ursprung haben diese Strukturen im 17. und 18. Jahrhundert als infolge des Bevölkerungsdrucks Terrassenstrukturen angelegt wurden, um auch steilere Hanglagen im Hinterland agrarisch nutzbar zu machen.
Im Untersuchungsgebiet kommen zwei Formen von Terrassen vor, die sich in ihrer Funktion und Struktur unterscheiden. Für beide Terrassentypen ist jedoch charakteristisch, dass die Terrassenhänge ausschließlich aus Bodenmaterial bestehen und auf Steine zur Stabilisierung verzichtet wurde (BELLIN et al. 2009: 116).
Der häufiger vorkommende Typ sind klassische Terrassen, in der englischen Literatur als step terraces oder bench terraces bezeichnet. Primäres Ziel der step terraces ist eine Verringerung des Bodenabtrags sowie eine Unterbrechung des Oberflächenabflusses durch Reduzierung der Hangneigung. Step terraces liegen traditionell an steilen Hängen oder im Bereich von tro- ckengefallenen Flussbetten, den Ramblas (siehe Fotos 2 und 3) (L ESSCHEN et al. 2008: 1575). Abbildung 2 zeigt, wie sich die Hangneigung durch Terrassierung verringert, indem Material von Bereich A abgetragen und im Bereich B angehäuft wird.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 2: Künstliche Terrassierung des Hangs. A: verlagertes Material; B: Angehäuftes Material aus tiefer gelegenen B ere ichen (verändert nach LESSCHEN et al. 2008)
In der Literatur heißt es, dass Terrassenlänge und Feldlänge identisch sind. Geländeuntersu- chungen haben gezeigt, dass es im Untersuchungsgebiet an vielen Stellen zu Abweichungen von dieser Norm kommt. Oftmals reichen die Terrassenstrukturen nicht über die gesamte Feldlänge (siehe Foto 6).
In Abbildung 3 ist der schematische Aufbau einer step terrace dargestellt. Die Terrassenhöhe beträgt nach B ELLIN et al. (2009: 116) durchschnittlich 150 cm, von denen 30 cm den Terras- sensims, einen über die Terrassenkante senkrecht nach oben ragenden Wall, ausmachen. Die Terrassenhöhe der im Gelände aufgenommenen Stichprobe (n = 30) liegt zwischen 0,5 m und 3 m, der Terrassensims zwischen 0,1 m und 0,6 m sowie die Terrassenbreite zwischen 0,9 m und 3 m (siehe Foto 1). Die Terrassenhänge sind in der Regel mit Gräsern und knie- bis hüft- hohe Sträuchern bewachsen.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 3: Schematischer Aufbau einer step terrace (verändert nach BELLIN et al. 2009)
Be im zweiten Terrassentyp handelt es sich um Dämme (engl.: check dams). Sie liegen wie die step terraces senkrecht zur Hangneigung. Nach B ELLIN e t al. (2009: 116) befinden sich check dams im Gegensatz zu step terraces innerhalb von Getreidefeldern mit welligem Relief im Bereich der Tiefenlinie zur gezielten Reduzierung des Oberflächenabflusses (siehe Fotos 4 und 7). Check dams sind normalerweise kürzer als step terraces. Auf ebenen Flächen sind die Flanken der check dams gleich lang. Im Untersuchungsgebiet beschränkt sich das Vorkom- men von check dams nicht ausschließlich auf flache Ackerflächen, sondern sind auch auf Mandel- bzw. Olivenplantagen an Hanglagen vorzufinden (siehe Foto 5). In steileren Lagen ähnelt ihr Aufbau mit einem längeren hangabwärts gerichteten Hang und einem kürzeren hangaufwärts gerichteten Hang dem von step terraces. Aufgrund dieser Mischformen ist eine eindeutige Differenzierung der beiden Terrassentypen an einigen Stellen mit Schwierigkeiten behaftet.
Eine künstliche Terrassierung wirkt sich nicht ausschließlich positiv auf das Erosionsgesche- hen aus. Durch die Verlagerung von Bodenmaterial, gelangt unverwittertes Material an die Oberfläche. Folglich ist der Unterboden im Bereich A weniger fruchtbar und erosionsanfälli- ger aufgrund fehlender Bodenstruktur und organischer Substanz (siehe Abb. 2). Trotz der künstlich reduzierten Hangneigung, machen die Veränderungen des Bodengefüges und der Topographie den Boden im Bereich des Terrassensims anfällig für Tunnel- und Gully-Erosion (LESSCHEN et al. 2008: 1575).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 1: Profil einer step terrace (eigene Aufnahme)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 2: Hang mit step terraces (eigene Aufnahme)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 3: Rambla mit step terraces (eigene Aufnahme)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 4: check dams auf einem Getreidefeld in der Tiefenl- nie (blauer Pfeil) (eigene Aufnahme)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 5: check dam auf einer Mandelplantage (eigene Auf- nahme)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 6: step terraces auf Orthophoto (Orthophoto 2011, IGN)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Foto 7: check dams auf Orthophoto in der Tiefenlinie (blauer Pfeil) (Orthophoto 2011, IGN)
2.5 Rezente Landnutzungsveränderungen und Bodenerosion
Das Erosionsgeschehen wird auf den verschiedenen Maßstabsebenen neben den natürlichen Faktoren Vegetation, Boden, Relief und Klima auch maßgeblich durch die aktuelle Landnut- zung bestimmt. Veränderungen der Landnutzung haben daher einen direkten Effekt auf den Bodenabtrag (MARZOLFF 2003: 145).
Die in dieser Forschungsarbeit untersuchten Landnutzungsveränderungen sind anthropogenen Ursprungs. Im Folgenden soll ein Überblick über die rezenten Landnutzungsveränderungen gegeben werden. Der Landnutzungswandel in Spanien zeigt parallel verlaufende Intensivie- rungs- und Extensivierungstendenzen. Bei beiden Varianten werden die Veränderungen durch einen sozioökonomischen Strukturwandel im Zusammenhang mit Modernisierungsprozessen bedingt. Viele der Landnutzungsveränderungen in Südost-Spanien stehen in einem engen Zu- sammenhang mit der Globalisierung der Märkte und mit der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) der EU (BREUER 2008: 90).
Intensivierung
Bei der Intensivierung wird durch einen erhöhten Einsatz von Technik und Kapital die Er- tragshöhe erhöht. Weit verbreitet ist der Einsatz von ertragssichernden und -steigender Be- triebsmittel wie Dünger und Herbizid- und Pestizidschutz. Die Ertragshöhe wird entweder je Hektar landwirtschaftlich genutzte Fläche oder pro Betrieb bzw. pro Produktionsgebiet ange- geben. Neben dem Ertrag bezieht sich die Intensivierung aber auch auf die Anbautechnik, beispielsweise die Bodenbearbeitung und die Fruchtfolge sowie den Arbeitsaufwand (BREUER 2008: 90; HABER 2014: 197-198).
In Spanien sind Intensivierungstendenzen vor allem im Obst- und Gemüseanbau zu beobach- ten. Auf vergleichsweise kleinen Flächen wird mit großem technischem Aufwand durch Be- wässerung und Folienanbau Obst und Gemüse gewinnmaximierend angebaut. Der Anbau in Gewächshäusern konzentriert sich nicht mehr nur auf ebene Flächen sondern expandiert aus Platzmangel auch in Hanglagen, wo durch eine künstliche Terrassierung der Anbau ermög- licht wird. Dabei werden nicht nur die natürlichen Landschaftselemente ausgeräumt sondern auch die Bodenerosion gefördert (RIES 2003: 14 f.).
Im Untersuchungsgebiet ist weniger die Expansion von Gewächshauskulturen als die Auswei- tung von Mandelplantagen auf zuvor maschinell begradigten Flächen als eine direkte Folge von EU-Subventionen zu beobachten (OÑATE & PECO 2005: 109; RIES 2003: 14 f.). Die Zu- schüsse für den Mandelanbau waren in den 1980er Jahren nicht von der Produktionsmenge sondern von der Anbaufläche abhängig, was zu einer enormen Expansion der Mandelanbau- fläche führte. Traditionell wurden Mandeln auf Glacisflächen in unteren Hanglagen angebaut. Der erhöhte Flächenbedarf führte dazu, dass marginale Standorte, häufig Brachflächen an steilen Hängen, in Mandelplantagen umgewandelt wurden (GARCÍA-RUIZ 2010: 7).
Die geoökologischen Folgen der Intensivierungsmaßnahmen sind sehr weitreichend. Insbe- sondere die Bewässerungswirtschaft ist in vielerlei Hinsicht kritisch zu betrachten. Die chro- nische Wasserknappheit Südost-Spaniens steht im Widerspruch zum Anbau von künstlich bewässerten Obst- und Gemüsesorten. Des Weiteren wird durch die Methode der Bewässe- rung in Form von mobilen bzw. festinstallierten und rotierenden Sprinkleranlagen der Prozess der Bodenverschlämmung und -erosion begünstigt. Die häufig starke Übernutzung der Was- serressourcen für die Bewässerung kann zu einer Versalzung des Grundwassers führen (BREUER 2008: 90; OÑATE & PECO 2005: 109; RIES 2003: 14 f.).
Extensivierung
Im traditionellen Sprachgebrauch meint der Begriff „Extensivierung“ die Vergrößerung bzw. Ausdehnung der Anbaufläche. Gegenwärtig ist damit aber in erster Linie die Umkehr bzw. Rückgängigmachung von Intensivierungstendenzen gemeint. Im Gegensatz zur Intensivierung betrifft die Extensivierung in der Regel große Flächen (HABER 2014: 198).
Im Untersuchungsraum findet die für Spanien typische Extremform der Extensivierung statt: Ehemals ackerbaulich genutzte Flächen fallen brach und werden extensiven Nutzungen zuge- führt. Die Flächenaufgabe ist unter anderem eine Folge der arbeitsbedingten Bevölkerungs- abwanderung aus dem ländlichen Raum in Richtung der Städte und Küsten (BREUER 2008: 91). Viele Flächenaufgaben sind jedoch in einem engen Zusammenhang mit der GAP der EU zu sehen. Nachdem die EU-Agrarpolitik zuerst die Intensivierung der Landwirtschaft geför- dert hat, fand im Laufe der 1980er Jahre ein durch Reformen ausgelöster Wandel statt. Pro- duktionsabhängige Prämienzahlungen wurden eingestellt und stattdessen die Flächenstillle- gung zum Abbau der Überproduktion im Ackerbau durch Prämien gefördert. Ein weiterer Grund für diese Entwicklung war, dass die agrarische Produktion im semiariden Südost- Spanien in Konkurrenz mit Mitteleuropa als unrentabel eingestuft wurde. Für die durch Flä- chenstilllegung entstandenen Einkommensverluste erhalten die Landwirte bis heute Prämien in einer bestimmten Höhe je Hektar (GARCÍA-RUIZ 2010: 2).
Extensivierungstendenzen sind mit einer Veränderung der Vegetationsbedeckung sowie der geomorphologischen Prozessdynamik auf den veränderten Flächen verbunden (MARZOLFF 2003: 145). In der Regel werden die aufgelassenen Flächen der Selbstbegrünung überlassen. Das Einstellen der Bodenbearbeitung führt auf den brachgefallenen Flächen durch die Bil- dung von Schlämmkrusten zu einem eingeschränkten Pflanzenwachstum (HABER 2014: 203; RIES 2003: 16). Erst seit dem Jahr 2000 finden Umweltaspekte Eingang in die GAP. Beim GAP-Gesundheitscheck im Jahr 2010 fand der Schutz der Ökosysteme nochmals besonders Beachtung (OÑATE & PECO 2005: 109).
3. Das Untersuchungsgebiet
3.1 Lage des Untersuchungsgebietes
Das Untersuchungsgebiet liegt im Südosten Spaniens in der Region Murcia ca. 25 km west- lich von der Regionshauptstadt Murcia, zwischen 37°55‘30“ und 38°1‘30“ nördlicher Breite und 1°17‘30“ und 1°30‘30“ westlicher Länge (siehe Abb. 4). Im Untersuchungsraum liegt das Einzugsgebiet (EZG) der Rambla de Salada und Teile des EZGes der Rambla de Albudeite (siehe Abb. 5). Das Untersuchungsgebiet, mit einer Gesamtfläche von ca. 113 km², erstreckt sich von Nord nach Süd über eine maximale Länge von ca. 18 km und von West nach Ost über eine maximale Breite von ca. 10 km.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 4: Lage des Untersuchungsgebietes in Spanien (Verändert nach National Geographic und Esri)
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Abb. 5:Untersuchungsgebiet (Kartenhintergrund: Orthophoto 1:50.000, IGN)
3.2 Klima
K lima der Iberischen Halbinsel im globalen Kontext
Das Klima der Iberischen Halbinsel wird als mediterranes Klima bezeichnet, das sich durch trockene Sommer und niederschlagsreiche Winter auszeichnet. Die Variabilität des Nieder- schlags im Jahresgang wird durch die jahreszeitliche Verschiebung der großen zonalen Wind- gürtel bedingt. Die Niederschläge im Winterhalbjahr kommen durch die Verschiebung der Tiefdruckgebiete der Westwindzone in Richtung Äquator zu Stande. Bei einer westlichen Zirkulation werden im Bereich der Iberischen Halbinsel nur die Fronten von Zyklonen, die mit Zentrum über Südengland nach Osten ziehen, wetterwirksam, da die atlantischen Tief- druckgebiete die Iberische Halbinsel nur selten überqueren.
Für die zentralen und östlichen sowie die südöstlichen Teile Spaniens sind ein sekundäres Niederschlagsminimum im Winter, ein absolutes Niederschlagsmaximum im Herbst und ein sekundäres Niederschlagsmaximum im Frühjahr charakteristisch. Wenn sich die atmosphäri- sche Zirkulation im Herbst und im Frühjahr umstellt, kommt es zur „ blocking “- Situation über Europa bei der sich durch Blockierung der zonalen von West nach Ost gerichteten Strömung eine meridionale Zirkulation entwickeln kann. Polare Kaltluft gelangt über die Rhône-Furche nach Süden ins Mittelmeer und löst vor allem im Herbst, wenn die untersten Luftschichten durch die hohen Wassertemperaturen des Mittelmeers feuchtigkeitsgesättigt sind und dadurch eine instabile Schichtung aufweisen, heftige Niederschläge aus (B REUER 2008: 53-54).
K limatische Bedingungen im Untersuchungsgebiet
Das Untersuchungsgebiet liegt nach KÖPPEN & GEIGER im Übergangsbereich vom kalten Steppenklima (BSk) der kontinentaleren Bereiche zum heißen Steppenklima (BSh) der Süd- ostküste.
Mit der Station in Alcantarilla (37°57’28“ N, 1°13’47“ W) liegt die nächste meteorologische Station in ca. 15 km Entfernung zum Untersuchungsgebiet. Tabelle 1 enthält die langjährigen Monatsmittelniederschläge sowie die langjährigen Monatsmitteltemperaturen für den Zeit- raum von 1971 bis 2000 der Klimastation Alcantarilla. Der durchschnittliche Jahresnieder- schlag für den Zeitraum von 1971 bis 2000 liegt bei 300,6 mm. Die langjährigen Monatsmit- telniederschläge zeigen ein absolutes Niederschlagsmaximum im Herbst und ein sekundäres im Frühjahr. In der langjährigen Niederschlagsreihe ist der Oktober mit durchschnittlich 43,6 mm Niederschlag der niederschlagreichste Monat und der Juli ist mit einem mittleren Nieder- schlag von 5,2 mm der trockenste Monat.
Die durchschnittliche Jahrestemperatur im gleichen Zeitraum liegt bei 18,37 °C. Der kälteste Monat ist der Januar mit 10 °C mittlerer Monatstemperatur und der September ist mit durch- schnittlich 23,9 °C der wärmste Monat.
Die mittlere jährliche Evapotranspiration für das EZG der Rambla Salada liegt nach LÓPEZ BERMÚDEZ et al. (2000) bei 850 mm.
Tab. 1: Langjährige Monatsmittelniederschläge und Monatsmitteltemperaturen (Quelle: Agencia Estatal de M e teorología (AEMET) & Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía)
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Hydrologie
Die Rambla Salada ist ein rechtsseitiger Zufluss des Flusses Segura. Das im Südosten Spani- ens liegende Einzugsgebiet des Segura umfasst eine Fläche von 18.870 km² und erstreckt sich über Teile der Provinzen Juan, Albacete, Murcia und Alicante. Der Segura entspringt bei San- tiago Pontones in der Provinz Jaén und mündet nach 325 km bei Guardamar del Segura ins Mittelmeer.
Die vorherrschenden semiariden Klimaverhältnisse im Einzugsgebiet des Segura haben eine ephemere Wasserführung vieler Zuflüsse zur Folge. Insbesondere in der Region Murcia um- fasst das EZG des Segura viele Ramblas, die wie die Rambla Salada nur bei sehr starken Nie- derschlagsereignissen Wasser in Form von Sturzfluten führen (GARCIA GALIANO 2006: 130- 131).
3.3 Geologie
Übersicht Südost-Spanien
Die Betischen Kordilleren erstrecken sich über eine Länge von ca. 600 km entlang der Süd- und Südostküste Spaniens. Die sich überwiegend aus metamorphen Gesteinsserien zusam- mensetzenden Gebirgsketten sind im Zuge der alpidischen Orogenese, als westlichster Zweig der europäischen perimediterranen Deckengebirge, entstanden (GUTIÉRREZ-ELORZA et al. 2002: 337; VÖLK 1979: 4).
Zu den Betischen Kordilleren gehören zwei Gruppen bzw. Gebiete, die sich bezüglich ihrer Lithologie und tektonischer Stellung grundlegend unterscheiden, sowie neogene Becken (sie- he Abb. 6). In der Literatur wird der nördliche Komplex, zusammengesetzt aus der Präbeti- schen Zone, Subbetischen Zone und den dazwischenliegenden Intermediären Einheiten, als Externzone bzw. Außenzone bezeichnet und der südliche Komplex als Internzone bzw. In- nenzone, die von Süden her auf die Externzone aufgeschoben wurde (TINTRUP GEN. SUNTRUP 2010: 37).
Die unmetamorphe aus mesozoischen und tertiären Sedimenten bestehende Außenzone bilde- te im Mesozoikum den Kontinentalrand des variszisch deformierten Iberischen Massivs. Die Innenzone besteht im Gegensatz zur Außenzone überwiegend aus paläozoischen Serien. Gro- ße Teile der Innenzone werden von alpinen metamorphen Gesteinen gebildet.
Die Sedimentfüllung der neogenen Becken hatte zunächst marinen Charakter und wurde nach und nach kontinental. Die neogenen Becken, tektonische Einbruchsbecken mit ausgeprägten tektonischen Randstufen, enthalten Schichten neogener Mergel, Tone, Schluffe und zum Teil Konglomerate in mariner Fazies. Auch Vulkanite kommen innerhalb der Sedimentschichten vor. Zu den größeren neogenen Becken gehört mit einer Länge von 350 km das Becken des Guadalquivir zwischen der Subbetischen Zone und dem Iberischen Massiv (GUTIÉRREZ- ELORZA et al. 2002: 337-338; VÖLK 1979: 4).
Das Becken des Segura liegt größtenteils im Bereich der Betischen Kordilleren. Nur der nörd- lichste Teil des EZG besteht aus geologisch älterem Material des Iberischen Massivs (CON- FEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL SEGURA).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 6: Schematischer Aufbau der Betischen Kordilleren. a: Iberisches Massiv; b: Internzone; c: Externzone; d: neogene und quartäre Becken; e: Störungen; f: Durch Seismotektonik kontrollierte Erdrutsche. Störungen: AF: Alpu- jarras; AMF: Alhama-Murcia; CAF: Cadiz-Alicante; CF: Carboneras; GF: Guadalquivir; PF: Palomares (verändert nach GUTIERREZ-ELORZA et al. 2002)
G e ologie des Untersuchungsgebietes
Das Untersuchungsgebiet liegt nordwestlich von der Sierra de Espuña und nordöstlich von der Sierra de Carrasco. Diese beiden Gebirgszüge gehören zum internen Subbetikum und setzten sich aus jurassischen Gesteinen zusammen. Die höher gelegenen Bereiche im Westen des Untersuchungsgebiets bestehen durch ihre Lage am Rand der Sierra de Espuña aus jurassi- schen Kalken und Dolomiten (siehe Abb. 7).
Die Talbereiche zwischen den großen betischen Einheiten, die weite Teile des Untersu- chungsgebietes ausmachen, sind mit tertiären und quartären Ablagerungen gefüllt. Auf Flä- chen der Ramblas bestehen diese Ablagerungen aus tertiären Konglomeraten, Sanden und Mergeln. Die jüngsten Bereiche zwischen den Ramblasystemen bestehen aus alluvialen Se- dimenten und kolluvialen Hangablagerungen in Form von quartären Tonen, Brekzien und Kalken.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb.7:Geologische Karte der Region Murcia, 1:100.000 (eigene DarsteUung nach lnstituto GeolOgico y Minero de Espaiia (IGME))
3.4 Geomorphologie
Wie im digitalen GeUindemodell (DGM) dargestellt, variiert die Hohe iiber NN im Untersu chungsgebiet zwischen ca. 120m und 600 m (siehe Abb. 8). Die hochsten Erhebungen liegen im Westen des Untersuchungsgebietes. Das Ge1iinde fallt von den auBeren Bereichen in Rich tung der im Zentrum des Untersuchungsgebietes verlaufenden Rambla Salada und Rambla de Albudeite ab. Die Rambla de Albudeite erstreckt sich vom Zentrum iiber den Norden des Un tersuchungsgebietes. Die Rambla Salada nimmt weite Teile des Zentrums und Westens ein. Als Ramblas werden im spanischen Sprachgebrauch ephemere Fliisse bezeichnet, die nur sehr unregelma.Big Wasser fiihren (LAUTENSACHS 1964: 612). Die Ursache fiir die Entstehung von Ramblas liegt in klimatischen Veranderungen mit zunehmender Trockenheit und Nieder- schlag, der in großen Abständen in Form von Starkregen fällt (GUTIÉRREZ ELORZA & BENITO 2005: 316).
In den Nebenarmen der Ramblas, den Barrancos (spanisch „Schlucht“), kommt es im Unter- suchungsraum zur Ausbildung von Gullysystemen. Gullys schneiden sich durch rückschrei- tende Erosion an den Steilwänden der Ramblas und Barrancos in die quartären Talfüllungen ein (POESEN et al. 2002: 240).
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abb. 8: Topographie des Untersuchungsgebietes (Kartenhintergrund: DGM Lidar MDT05, IGN)
3.5 Böden
Für die Region Murcia steht nur eine Bodenkarte im Maßstab 1:100.000 zur Verfügung, die im Zuge des internationalen Projektes LUCDEME (Proyecto de Lucha contra la Desertifica- ción en el Mediterráneo) entstanden ist (siehe Abb. 9).
Die hierbei vorgenommene Klassifizierung der Böden beruht auf der international geltenden Bodenklassifikation der WRB (World Reference Base of Soil Resources). Bei der Klassifizie- rung wurden kartographische Einheiten aus einem Bodentyp (z. B. Fluvisole) oder aus Bo- dengesellschaften mit zwei oder mehreren Bodentypen (z. B. Fluvisole, Regosole) gebildet. Namensgebung für die Bodengesellschaften sind die Bodentypen, die mindestens 20 % der Fläche ausmachen (MARTÍNEZ SÁNCHEZ et al. 2006: 186).
Im Untersuchungsgebiet wird die Bodenbildung in erster Linie durch das Ausgangssubstrat, in der Regel Kalkstein, sowie durch die semiariden bis ariden Klimaverhältnisse bestimmt. Die Vegetation als bodenbildender Faktor ist eher unbedeutend, da die Humusbildung auf- grund der schwer abbaubaren Blätter der Sklerophyllen erschwert ist. Ein Humushorizont ist daher vielerorts nicht existent oder sehr geringmächtig. Die Böden im Untersuchungsgebiet sind dementsprechend arm an organischem Material. Der Anteil an organischem Material schwankt zwischen 0,55 und 2,42 % (WAGNER 2001: 224).
Durch die Vergesellschaftung von Bodentypen ist eine Quantifizierung der einzelnen Boden- typen mit Schwierigkeiten behaftet. Dennoch kann festgehalten werden, dass über die Hälfte des Untersuchungsgebietes mit calcaric Regosolen bedeckt ist. Weitere weit verbreitete Bo- dentypen sind Auenböden (calcaric Fluvisole) im Bereich der Ramblas sowie Leptosole und calcic bzw. petrocalcic Gypsisole in den höher gelegenen Bereichen und Hanglagen.
Leptosole sind jung entwickelte Böden (A-C Profil), die im Untersuchungsraum an den stei- len Hängen im Westen dominieren. Da Leptosole stark von erosiven Prozessen beeinflusst sind, die bis zur Freilegung des Ausgangsgesteins führen können, wird ihnen eine geringe Mächtigkeit von ca. 0,25 m (FAO/UNESCO 1997) zugewiesen. Leptosole sind im Untersu- chungsgebiet sowohl mit calcaric Gypsisolen als auch mit haplic Phaeozemen vergesellschaf- tet (MARTÍNEZ SÁNCHEZ et al. 2006: 186).
Regosole entwickeln sich aus nicht verfestigtem Ausgangsmaterial. Da das Lockermaterial im Untersuchungsgebiet meist mergelig ist, handelt es sich um calcaric Regosole. Hohe Schluff- gehalte haben eine erhöhte Erosivität und geringmächtige Profile von ca. 0,7 m (FAO/UNESCO 1997) zur Folge. Die Erosionsanfälligkeit in Kombination mit geringen Nährstoffgehalten und eingeschränkter Permeabilität machen calcaric Regosole weniger ge- eignet für landwirtschaftliche Nutzung. Im Untersuchungsgebiet bilden calcaric Regosole entweder eine eigenständige Einheit oder eine Vergesellschaftung mit calcaric Gypsisolen (FAZ CANO 2003: 164).
Fluvisole kommen im Untersuchungsgebiet im Bereich der Ramblas und Barrancos vor, wo sie sich aus rezenten alluvialen Sedimenten entwickelt haben. Da es sich bei den Sedimenten im Untersuchungsgebiet um kalkhaltiges Material handelt, sind auch die Fluvisole kalzium- haltig
In den tiefliegenden Ramblas sammelt sich das aus höheren Lagen erodierte Material, sodass Fluvisole mit 1,2 m durchschnittlicher Mächtigkeit vergleichsweise tiefgründig sind. Charak- teristisch für Fluvisole ist ein hoher Anteil an organischem Material, wodurch sie sich als fruchtbare Böden gut für die Landwirtschaft eigenen. Lokal zeigen sie hydromorphe Merkma- le, die jedoch für eine Klassifikation als Gleye nicht stark genug ausgeprägt sind. Im Untersu- chungsgebiet treten sie als eigene Einheit auf bzw. vergesellschaftet mit calcaric Regosolen oder mit gleyic Solonchaken (FAZ CANO 2003: 163; MARTÍNEZ SÁNCHEZ et al. 2006: 188). Gypsisole, als typische Böden für aride Klimate, zeichnen sich durch sekundäre Gipsanrei- cherungen aus. Für die Gypsisole im Untersuchungsgebiet ist ein calcic Horizont charakteris- tisch. Hat sich der calcic Horizont zu einer Kalkkruste verhärtet, liegt ein petrocalcic Horizont vor. Ihre durchschnittliche Mächtigkeit liegt bei 0,7 m (FAO/UNESCO 1997). Calcic bzw. petrocalcic Gypsisole bilden entweder jeweils eine eigene Einheit oder sind miteinander assoziiert (MARTÍNEZ SÁNCHEZ et al. 2006: 192).
[...]
- Arbeit zitieren
- Isabelle St. (Autor:in), 2015, GIS-gestützte Analyse der Landnutzungsveränderungen und des Erosionsgeschehens für ein Kleineinzugsgebiet in Murcia (Spanien), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/458010
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