THEMA 6: Bodenprozesse und Risiken

1. Merkmale eines Bodens

Die Untersuchung von Böden erfordert die Erstellung eines Kosten-Datenblatts; im Profil ist der Übergang zum Fels zu erkennen. Böden zeigen aufeinander folgende horizontale Schichten, genannt Horizonte, die zusammen das Bodenprofil bilden.

Horizont A

A-Horizont: Dies ist die obere Schicht, oberflächlich von Verwitterung geprägt. Sie enthält Humus (Abbau organischer Materie) und Lebewesen. Auch als A-Horizont bezeichnet, weil wasserlösliche Verbindungen und mineralische Fragmente in tiefere Horizonte ausgewaschen werden. Er liefert Nährstoffe für Pflanzen und wird in der Landwirtschaft als Ackerboden bezeichnet.

Horizont B

B-Horizont: Die B-Schicht ist innerlich dichter, aber weniger verwittert; sie enthält weniger Humus und Pflanzenwurzeln erreichen sie meist nicht. Sie ist eine Zone der Anreicherung (Illuvation) oder Ausfällung.

Horizont C

C-Horizont: Besteht aus Ausgangsgesteinfragmenten ohne Humus, kaum von atmosphärischen Gasen verändert und für Wurzeln schwer erreichbar. Er wird als Übergangsbereich zum ungestörten Ausgangsgestein gesehen. Unterhalb des C-Horizonts liegt das unveränderte Ausgangsgestein.

2. Bauteile eines Bodens

Die Bestandteile eines Bodens liegen in fester, flüssiger oder gasförmiger Phase vor:

• Festphase: besteht aus mineralischer und organischer Substanz.
• Flüssigphase: besteht aus einer wässrigen Lösung, meist Salze. Sie ist das Transportmedium für gelöste chemische Stoffe.
• Gasförmige Phase: gebildet durch atmosphärische Gase, z. B. O₂ und CO₂.

Komponenten der Festphase

Die Komponenten der Festphase unterteilen sich in anorganische und organische:

Anorganische Bestandteile

Sie haben ihren Ursprung in der chemischen und physikalischen Verwitterung der Gesteine in der oberflächennahen Schicht der Erde. Die wichtigsten Materialien sind anorganische Silikate (Ton und Sand). Hydroxide und Oxide kommen ebenfalls häufig vor.

• Ton: zeigt ein expansives Verhalten.
• Metalloxide und -hydroxide: Eisenoxide (z. B. Hämatit) geben dem Boden Farbe; Aluminiumhydroxid ist ebenfalls verbreitet.
• Carbonate (Calcit, Dolomit): typisch für trockene und halbtrockene Gebiete und verursachen weißliche Verfärbungen.
• Sulfate: z. B. Gips tritt vor allem in trockenen Klimabereichen auf.
• Chloride: Das Vorhandensein von Chloriden ist für Pflanzen meist sehr schädlich.

Organische Bestandteile

Überreste lebender Organismen, Fermentationsprodukte und Humus:

• Pflanzen: Die Hauptquelle organischer Substanz ist die oberirdische Vegetation, da Pflanzenreste an der Oberfläche verbleiben, sich zersetzen und schrittweise eingelagert werden.
• Tiere und Mikroorganismen: liefern Ausscheidungen und Stoffwechselprodukte.

Mineralisierung: Zersetzer (Bakterien, Pilze) nutzen tote Biomasse als Energiequelle und wandeln organische Substanz in anorganische Verbindungen um.

3. Eigenschaften eines Bodens

• Textur: Feine Fraktionen sind Ton; Schluff (Silt) ist mittelfein; Sand ist grobkörnig.
• Struktur: Ergebnis der Gruppierung unterschiedlicher mineralischer Partikel zu größeren Einheiten, den sogenannten Aggregaten.
• Porosität: Der Raum, der nicht von Festpartikeln eingenommen wird, ausgedrückt als Prozentsatz des Gesamtvolumens. Porosität = Porenvolumen / Gesamtvolumen (z. B. Volumen der Probe; in manchen Fällen genannt: DataTraveler 100).

Wasserhaushalt: Die Menge an Bodenwasser hängt von den Niederschlägen, vom Abfluss und von der Rückhaltung (Retention) ab.

Temperatur: Sie ergibt sich aus dem Wärmeeintrag, insbesondere der solaren Einstrahlung und den Wärmeverlusten. Diese Eigenschaft definiert das Bodenklima in Bezug auf Temperatur und Feuchtigkeit.

Farbe: Dunkle Farben weisen auf hohen Gehalt an organischer Substanz hin. Niedrige organische Gehalte führen zu helleren Farben; rötliche Färbungen entstehen durch Eisenoxide, bräunliche durch Mn-Oxide, weiße durch Carbonate (Kreide).

Profundität: (Tiefe des Bodenmaterials) — ein wichtiges Merkmal für Pflanzengrundlagen.

Salzgehalt: Der Boden kann verschiedene Salze enthalten, die durch hohe Löslichkeit in Wasser gekennzeichnet sind. Diese Salze sammeln sich oft durch einen Prozess namens Versalzung an.

4. Bodentypen: Bodenklassifikation

Verschiedene Bodentypen werden klassifiziert, zum Beispiel:

• Voll entwickelte Böden: Laterit, Löss (äolisch), Tschernoseme (Steppe/Schwarzerden), graue Waldböden, Podsole, Tundraboren.
• Intrazonale Böden: treten lokal auf, z. B. Torfböden oder Böden auf alkalischen Substraten.
• Sonderböden: steinige (skeletthaltige) Böden sowie alluviale Böden in Flussniederungen.

Der entscheidende Faktor für die Verbreitung von Bodentypen ist in der Regel das Klima.

5. Faktoren, die die Bodenbildung beeinflussen

• Bildende Faktoren: Klima, Organismen, Ausgangsgestein (Substrat), Zeit.
• Zerstörende Faktoren: anthropogene Einflüsse (Umweltverschmutzung, Entwaldung usw.), Erosion.
• Konstante Faktoren: Hangneigung und Relief (Topographie).

Wenn die bildenden Faktoren dominieren, entwickelt sich der Boden; wenn die zerstörerischen Faktoren überwiegen, nimmt der Bodenabtrag bzw. die Bodendicke ab.

6. Risiken: Erosion und Wüstenbildung

Zu den Risiken für Böden zählen Erosion und Wüstenbildung (Desertifikation), was Bodendegradation und den Verlust fruchtbarer Böden bedeutet.

Bodenerosion

Man unterscheidet verschiedene Erosionsarten: Wassererosion (durch fließendes Wasser), Gletschereis-Erosion, Winderosion, biologische Erosion (durch die Aktivität lebender Organismen) und anthropogene Erosion (durch den Menschen).

Erosivität und Erosionsanfälligkeit

Erosivität: die erosive Kapazität der vorherrschenden Kräfte in einem bestimmten Gebiet (z. B. Wasser, Wind).

Erosionsanfälligkeit: das Ausmaß, in dem ein Boden abtragungsanfällig ist; ein Faktor, der von der Art des Bodens, dem Gelände und der Vegetation abhängt.