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Tutorium Physische Geographie im SS 2009 Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden.

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1 Tutorium Physische Geographie im SS 2009 Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut für Physische Geographie und Quantitative Methoden Prof. Dr. Jucundus Jacobeit 4. Sitzung am Tutorin: Claudia Weitnauer

2 Tutorium Claudia Weitnauer im SS Klausurfragen 1.Nenne jeweils zwei Translokations-, Transformations- und Turbationsprozesse! Was unterscheidet diese Prozesse? 2.Welche Vorraussetzungen bestehen zur Tonverlagerung? Wie läuft der Prozess ab? 3.Was passiert bei der Mineralisierung? 4.Bei welchen Klima- und Bodenverhältnissen läuft der Prozess der Podsolierung bevorzugt ab? 5.Was unterscheidet den Ranker vom Rendzina, den Syrosem vom Regosol? 6.Zu welchen Böden gehören folgende Horizontabfolgen? Ah/C, Ah/Al/Bt/C, (O)/Ah/Ae/Bh/Bs/C, Ah/Go/Gr/C

3 Bodenbildungsprozesse 1. Translokationsprozesse Verlagerungsprozesse: Verbraunung/ Verlehmung Verbraunung/ Verlehmung Tonverlagerung (Lessivierung)‏ Tonverlagerung (Lessivierung)‏ Podsolierung Podsolierung Karbonat-, Gips-, Salz- Verlagerung Karbonat-, Gips-, Salz- Verlagerung Rubefizierung, Xanthisierung Rubefizierung, Xanthisierung Ferralitisierung (Desilifizierung)‏ Ferralitisierung (Desilifizierung)‏ Lateritisierung (Plinthisation)‏ Lateritisierung (Plinthisation)‏ Hydromorphierung (Vergleyung, Pseudovergleyung)‏ Hydromorphierung (Vergleyung, Pseudovergleyung)‏

4 Bodenbildungsprozesse 2. Turbation Durchmischungsprozesse: Bioturbation Bioturbation Peloturbation (Hydraturbation)‏ Peloturbation (Hydraturbation)‏ Kryoturbation Kryoturbation

5 Bodenbildungsprozesse 3. Transformationsprozesse Verwitterung (physikalisch, chemisch)‏ Verwitterung (physikalisch, chemisch)‏ Mineralneubildung einschließlich Ionenaustausch und Redoxprozessen Mineralneubildung einschließlich Ionenaustausch und Redoxprozessen Mineralisierung und Humusbildung Mineralisierung und Humusbildung Gefügebildung Gefügebildung

6 Bodenbildungsprozesse Anthropogene Bodenumformungen:  Modifizierende Maßnahmen (Entwässerung, Bewässerung, Drainage, Düngung, Pflügen, Verdichtung,…)‏  Auslösen sekundärer Prozesse (sek. Podsolierung, Versalzen, Alkalisierung,…)‏  Schaffung anthropomorpher Böden (Auftragung, Mischung)‏  Verursachung von Bodenabtrag  Kontaminierung

7 Bodenprofil = ist ein senkrechter Bodenausschnitt, der den Bodenaufbau von der Oberfläche bis zum unverwitterten Ausgangsgestein zeigt.  Bodenmerkmale/- eigenschaften: charakteristische Kennzeichen eines Bodenkörpers; stellen die Gesamtheit der als Ergebnis der Bodenbildung entstandenen Eigenschaften dar  Kornfraktionen  Bodenart  Pedogenese  Bodentyp

8 Kausalkette der Pedogenese  Pedogenese: Bodenbildung  Pedon: ein vollständiger Einzelboden  Catena: regelhafte Abfolge von Böden (Bodenkette) in bestimmten Relieftypen bzw. auf bestimmten Gesteinstypen Faktoren der Bodenbildung BodenbildungsprozesseBodenmerkmale

9 Bodenhorizonte  Bodenhorizonte: annähernd parallel zur Bodenoberfläche verlaufende, durch Prozesse der Pedogenese entstandene und überwiegend einheitliche ausgeprägte Bereiche des Bodens (=Lagen gleicher Bodenmerkmale)‏  Kennzeichnung durch Buchstaben- &/oder Zahlensymbole  i.d.R. Großbuchstaben für Hauptbodenhorizonte

10 Bodenhorizonte  Generelle Unterscheidung:  Oberboden A  Unterboden B  Ausgangsgestein C  Unterteilung der Haupthorizonte in Subhorizonte  Merkmalssymbole (beigestellte Kleinbuchstaben)‏  Bodentyp: terrestrischer Oberboden (A), humos (h)‏ terrestrischer Unterboden (B), verbraunt (v)‏ terrestrischer Unterboden (B), verbraunt (v)‏ Ausgangsgestein (C)‏ Ausgangsgestein (C)‏  Profil : Ah – Bv - C

11 Horizontgrenzen  Variieren nach Form (Gestalt), Schärfe und Lage  Man unterscheidet folgende Formen: Ebenförmig, wellig, Zungen/Taschenförmig, Keil/Zapfförmig, tropfenförmig, fleckenförmig, unregelmäßig  Schärfe der Horizontgrenzen kann diffus, deutlich oder scharf ausgebildet sein  Lage der Grenzen kann horizontal oder geneigt sein  Unterscheidung in Haupthorizonte, Übergangshorizonte, Unter- bzw. Subhorizonte  Können in unterschiedlicher Kombination und Abfolge auftreten

12 Tutorium Claudia Weitnauer im SS

13 Tutorium Claudia Weitnauer im SS

14 Bodensystematik Gliederungsansätze: 1. Nach bodengenetischen Kriterien 2. Nach (Klima-) Zonalität 3. Nach diagnostischen Kriterien (physikal., chem., morpholog. Merkmale)‏ 4. Nach geogenen Kriterien (Ausgangsmaterial)‏ 5. Nach morphogenetischen Kriterien 6. Nach der World Reference Base for Soil Ressources (WRB)‏

15 Bodenklassifikationen  Faktoren – Systeme (z.B. Zonalitätsgliederung  Zonale, Intrazonale, Azonale Böden)  Dokutschajew  Merkmals – Systeme (An- oder Abwesenheit von bestimmten Merkmalen)  Soil Taxonomy  Kombinierte Systeme ( Faktoren, Prozesse und Merkmale werden gemeinsam betrachtet)  FAO, Klassifikationssystem der BRD, Morphogenetische System nach Schroeder

16 Tutorium Claudia Weitnauer im SS Zonalitätsgliederung  Zonale Böden: Böden und Bodenentwicklung sind maßgeblich durch das zonale Klima und die Vegetation geprägt, z.B. Schwarzerden  Steppengebiete der trockenen Mittelbreiten  Azonale Böden: Böden mit schwacher Profildifferenzierung aufgrund von geringem Alter, kommen in allen Klimazonen vor und haben keinen B- Horizont ausgebildet, z.B. Rohböden, Ranker, Rendzina  Intrazonale Böden: Böden bei deren Entwicklung Gesteins- und Reliefeinfluss bestimmend sind und die Klimaeinflüsse zurücktreten, kommen in vielen Klimazonen vor, geringe Profildifferenzierung, z.B. Gleye, vulkanische Böden

17 Beispiel: Klassifikation der BRD Hierarchisch aufgebaut nach mehreren Kategorien:  Abteilungen: untergliedert nach Wasserregime (Terrestrisch, semiterrestrisch, semisubhydrisch, subhydrisch, Moore)‏  Klassen: unterteilt nach Entwicklungsstand und Grad der Horizontdifferenzierung (z.B. Ah/C- Böden)‏  Typen: Bodentypen überwiegend gegliedert nach charakteristischen Horizonten und Horizontfolgen (z.B. Ranker oder Braunerde)‏

18 Beispiel: Klassifikation der BRD  Subtypen (Norm-, Abweichungs-, Übergangssubtyp): nach qualitativen Kriterien und Horizontfolge (Humusbraunerde)‏  Varietäten: qualitative Modifikationen von Subtypen  Subvarietäten: nach quantitativen Kriterien untergliederte Subtypen und Varietäten (z.B. Tiefe, pH- Wert, Färbung, etc.)‏

19 Tutorium Claudia Weitnauer im SS

20 Beispiel: Bodenzonen der Erde

21 Beispiel: Bodenklassifikation nach Schroeder

22 Beispiel: WRB- Bodensystematik

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24 Tutorium Claudia Weitnauer im SS

25 Tutorium Claudia Weitnauer im SS US Soil Taxonomy

26 Bodenentwicklungsreihen  Böden entwickeln sich mit der Zeit unter dem Einfluss der Bodenfaktoren weiter  Sind dynamische Systeme, reagieren auf äußere Einflüsse durch aufbauende Weiterentwicklung oder Abbau und Degradierung  Bei Änderung eines Faktors der Pedogenese und annähernder Konstanz der übrigen Faktoren können charakteristische Bodentypensequenzen auftreten.

27 Bodentypensequenzen  Chronosequenz (bei Änderung des Faktors Zeit, „Alterung“)‏  Klimasequenz (Änderung der klimatischen Einflussfaktoren, z.B. Niederschlag)‏  Reliefsequenz (Änderung der Hangneigung)‏

28 Bodentypensequenzen Beispiele: 1. Chronosequenz von Böden aus Sand im humiden Klima Gestein  Rohboden  Ranker  Braunerde  Podsol Zeit 1. Klimasequenz von Böden aus carbonathaltigem Löss gleichen Alters Rendzina/Ranker  Tschernosem  Braunerde- Tschernosem  Tschernosem-Braunerde-Lessive zunehmender Feuchte-Index

29 Bodengesellschaften  Zusammenfassung regional assoziierter Böden auf unterschiedlichem Gruppierungsniveau, je nach Größe des betrachteten Landschaftsraumes und in Abhängigkeit von der Variation der Faktoren der Pedogenese. Regionale Kategorien (groß  klein):  Bodenzone  Bodenregion  Bodenprovinz  Bodengebiet  Bodenbezirk  Bodeneinheit  Selten scharfe Grenzen  Fließende allmähliche Übergänge

30 Bodenzonen der Erde

31 Böden Deutschlands

32 Bodenfruchtbarkeit = Anteil der Ertragsfähigkeit, der ausschließlich auf Bodenfaktoren zurückzuführen ist  Standortertragsfähigkeit: Gesamte Ertragsfähigkeit eines Standorts einschließlich der durch Klimafaktoren, Pflanzeneigenschaften sowie Bearbeitungs- und Pflegemaßnahmen des Menschen bedingte Produktivität  Standorteigenschaften der Böden abhängig von: durchwurzeltem Bodenraum Wasser-, Luft- und Wärmehaushalt Nährstoffhaushalt

33 Wurzelraum Tiefe (dm)Bezeichnung 0- 1,5sehr flach 1,5-3flach 3-7mittel 7-12tief 12-20sehr tief > 20äußerst tief

34 Nährstoffhaushalt Höhere Pflanzen benötigen mindestens 13 mineralische Nährelemente: Hauptnährelemente: N, P, K, Ca, Mg, S Hauptnährelemente: N, P, K, Ca, Mg, S Spurenelemente: Fe, Mn, Cu, B, Mo, Zn, Cl Spurenelemente: Fe, Mn, Cu, B, Mo, Zn, Cl

35 Verfügbarkeit der Nährstoffe  Reserve- Fraktion (fest gebunden): schwer und nur langfristig verfügbar  Nachlieferbare Fraktion (schwach gebunden): mäßig und mittelfristig verfügbar  Austauschbare Fraktion (absorbierte Nährelemente): leicht und kurzfristig verfügbar  Wasserlösliche Fraktion (gelöste Nährelemente): sehr leicht und sofort vefügbar

36 Bodenbewertung  Maß für den Ertrag auf natürlichen Böden ist der jährliche Zuwachs an organischer Substanz  Maß für den Ertrag auf Kulturböden ist der jährliche Ernteertrag  Bodenbewertung erfolgt qualitativ durch Bodentyp und quantitativ durch Bodenschätzung  Bodenzahl: Relative Wertzahl, die nachhaltig erzielbaren Reinertrag eines Bodens zu dem des fruchtbarsten Bodens (Tschernosem der Magdeburger Börde = 100) setzt

37 Bodenschätzung  1934 das erste Mal durchgeführt  Ziel: Kulturböden nach dem erzielten Reinertrag ökonomisch zu bewerten  Für Acker- und Grünlandböden wird dazu jeweils Bodenzahl ermittelt  Bodenzahl: ungefähres Maß für Ertragsfähigkeit eines Bodens, basiert auf 3 Faktoren (Bodenart, geologisches Alter des Ausgangsgesteins, Zustandsstufe) der Böden  Zustandsstufe beschreibt Entwicklungsgrad der Böden von 1 (sehr günstig) bis 7 (sehr ungünstig)

38 Zustandsstufen

39 Zuordnung der wichtigsten Bodentypen zu den Zustandstufen der Bodenschätzung  Tschernosem: 1-2,5  Lessive: 2-4  Braunerde: 2-5  Rendzina: 4-6  Marsch: 1-5  Pseudogley: 3,5-5,5  Gley: 3-6  Pelosol: 4,5- 5,5  Niedermoor: 3-4  Hochmoor: 4,5- 6,5  Podsol: 5,5- 7  Ranker: 5- 6,5

40 Bodennutzung

41 Landnutzung Erfolgt durch: 1. Landwirtschaft (Obstbau, Weinbau, Ackerbau, Grünlandnutzung, Almwirtschaft)‏ 2. Forstwirtschaft 3. Jagd und Fischerei 4. Wasserwirtschaft (Gewässerausbau, Gewässerpflege)‏ 5. Verkehr (Straßenverkehr, Schienen-, Luft-, Binnenschifffhartsverkehr)‏ 6. Freizeit und Erholung 7. Siedlung und Industrie

42 Bodenbelastung Allgemeine Bodenabtragsgleichung: A = R * K * LS * C * P R = Erosivität der Niederschläge K = Erodierbarkeit der Böden LS = Hanglängen- und Neigungsfaktor C = Bodenbedeckungs- u. Bearbeitungsfaktor P = Erosionsschutz

43 Bodenbelastung … durch Rohstoffabbau (Kiesabbau, Torfabbau, Braunkohle, Steinkohle usw.)‏ … durch Kontamination (Gülle, Dünger, Chemische Abfälle, usw.)‏ … durch Abfallentsorgung (Siedlungsabfälle, Bergmaterial, Bauabfälle, Produzierendes Gewerbe, usw.)‏


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