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Tutorium Physische Geographie im SS 2008 2. Sitzung am 30.04.2008 Tutorin: Claudia Weitnauer Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut.

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Präsentation zum Thema: "Tutorium Physische Geographie im SS 2008 2. Sitzung am 30.04.2008 Tutorin: Claudia Weitnauer Universität Augsburg Fakultät für Angewandte Informatik Institut."—  Präsentation transkript:

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

2 Unterschied Hydrolyse- Hydratation Hydrolyse: Chemische Reaktion, bei der eine Verbindung durch die Reaktion mit Wasser gespalten wird (d.h. Spaltung einer Atombindung). Hydrolyse: Chemische Reaktion, bei der eine Verbindung durch die Reaktion mit Wasser gespalten wird (d.h. Spaltung einer Atombindung). Hydratation: Adsorption von Wassermolekülen an die Mineral- bzw. Bodenteilchenoberfläche; Hydratation: Adsorption von Wassermolekülen an die Mineral- bzw. Bodenteilchenoberfläche; Prozess der Hydratation bildet die Vorstufe zur sowie zur Lösungsverwitterung und beeinflusst in geringerem Maße auch die mechanische Verwitterung (z.B. thermische Verwitterung) Prozess der Hydratation bildet die Vorstufe zur Hydrolyse sowie zur Lösungsverwitterung und beeinflusst in geringerem Maße auch die mechanische Verwitterung (z.B. thermische Verwitterung) Lösungsverwitterung Hydrolyse Lösungsverwitterung

3 Verbesserung Klausur WS 07/08 1. Welchen Sachverhalt beschreibt das Wien´sche Verschiebungsgesetz? 2. Erläutern Sie potentielle klimatische Auswirkungen großflächiger Waldrodungen. 3. Was versteht man unter Inversion- welche Entstehungsmechanismen lassen sich unterscheiden?

4 Verbesserung Klausur WS 07/08 Zu 1.: Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Lage des Strahlungsmaximums Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Lage des Strahlungsmaximums Λ max * T=const. Λ max * T=const. Λ max =Wellenlänge max. Energie T= Temperatur Je höher die Temperatur eines Körpers ist, desto kürzer ist die Wellenlänge, bei der das Intensitätsmaximum ausgesandt wird. Je höher die Temperatur eines Körpers ist, desto kürzer ist die Wellenlänge, bei der das Intensitätsmaximum ausgesandt wird.

5 Verbesserung Klausur WS 07/08 Zu 2.: Reflexion/Albedo der EOF ändert sich Terrestrische Ausstrahlung erhöht Fühlbarer Wärmestrom W wird größer Latente Wärme V wird kleiner Niedrigere Sauerstoffproduktion, dafür mehr CO 2

6 Verbesserung Klausur WS 07/08 Zu 3.: Inversion= besonders stabile Schichtung, d.h. keine vertikale Durchmischung; Temperaturzunahme mit der Höhe Inversion= besonders stabile Schichtung, d.h. keine vertikale Durchmischung; Temperaturzunahme mit der Höhe Ausstrahlungsinversion, Aufgleitinversion, dynamische Absinkinversion Ausstrahlungsinversion, Aufgleitinversion, dynamische Absinkinversion

7 Mineralisierung und Humusbildung Humus im Boden: im organischen Auflagehorizont, im humosen Mineralbodenhorizont Humus im Boden: im organischen Auflagehorizont, im humosen Mineralbodenhorizont Eigenschaften von Humus: Eigenschaften von Humus: 1. Wichtiger Gefügebildner 2. Verursacht charakteristische Braunfärbung 3. Steuert entscheidend Wasser-, Wärme- und Lufthaushalt des Bodens 4. Beeinflusst Wasserspeichervermögen, Puffer- und Filterfunktion der Böden 5. Lieferant vieler Pflanzennährstoffe 6. Nur ca.5% Humus nehmen am jährl. Umsatz der organ. Substanzen teil

8 Mineralisierung und Humusbildung Zersetzung organischer Ausgangssubstanzen: Verwesung/Mineralisierung: Alle Prozesse, bei denen es zu Umwandlung organ. Materials in einfache anorgan. (mineralische) Substanzen (z.B. CO2, H2O, Nährstoffe) kommt Humifizierung: Prozesse, durch die organ. Material unter Verlust der ursprünglichen Zell- oder Gewebestruktur in braun- bis schwarzgefärbte, stickstoffenthaltende Humussubstanzen (Huminstoffe) umgewandelt wird.

9 Verwesung 1. Biochemische Initialphase: Hydrolyse und Oxidation zerlegen hochpolymere Verbindungen des Tier- und Pflanzenmaterials in ihre Einzelbausteine Hydrolyse und Oxidation zerlegen hochpolymere Verbindungen des Tier- und Pflanzenmaterials in ihre Einzelbausteine Z.B. Stärke  Eiweiß Z.B. Stärke  Eiweiß Eiweiß  Aminosäuren Eiweiß  Aminosäuren Streu wird biegsam und weich Streu wird biegsam und weich Braunfärbung äußeres Zeichen Braunfärbung äußeres Zeichen

10 Verwesung 2. Mechanische Zerteilungs- und Vermischungsphase Substanzen sind aufgelockert und weich Substanzen sind aufgelockert und weich Makrofauna (Regenwürmer, Schnecken) frisst und zerbeisst Substanzen und scheidet sie modifiziert wieder aus Makrofauna (Regenwürmer, Schnecken) frisst und zerbeisst Substanzen und scheidet sie modifiziert wieder aus Mikrobodenfauna (Einzeller, Fadenwürmer) vermischen Substanzen mit dem Boden Mikrobodenfauna (Einzeller, Fadenwürmer) vermischen Substanzen mit dem Boden Weiterverwertung durch Mesofauna (Milben, etc.) Weiterverwertung durch Mesofauna (Milben, etc.)

11 Verwesung 3. Mikrobielle Umbauphase Bodenorganismen spalten enzymatisch organ. Verbindungen in deren Grundbausteine, die für Bau- und Betriebsstoffwechsel benötigt werden Bodenorganismen spalten enzymatisch organ. Verbindungen in deren Grundbausteine, die für Bau- und Betriebsstoffwechsel benötigt werden Mikrobielle Oxidation (Veratmung) der organ. Verbindungen unter Freisetzung von CO2, H2O und Energie= Mineralisierung Mikrobielle Oxidation (Veratmung) der organ. Verbindungen unter Freisetzung von CO2, H2O und Energie= Mineralisierung Dabei Freisetzung von Stickstoff, Mineralstoffen, Spurenelementen Dabei Freisetzung von Stickstoff, Mineralstoffen, Spurenelementen

12 Bodenfauna

13 Humusformen 1. Terrestrische Humusformen 2. Semiterrestrische Humusformen 3. Subhydrische Humusformen

14 Humusformen 1. Terrestrische Humusformen: Entstehungsbedingungen: unter Wald- oder Steppenvegetation und Sauerstoffeinwirkung  Rohhumus, Tangelhumus  Moder  Mull

15 Humusformen 2. Semiterrestrische Humusformen Entstehungsbedingungen: bei zeitweisem oder dauerhaftem Grund-, Stau- oder Regenwassereinfluss und Luftabschluss  Jahreszeitl. Vernässung: Feuchthumusformen: Feuchtmoder, -mull, -rohhumus  Ganzjährige Vernässung: Anmoor, Torf

16 Humusformen 3. Subhydrische (aquatische) Humusformen Entstehungsbedingungen: unter Luftabschluss und unter Wasser in Gewässern unterschiedlicher Trophie (Nährstoff- und Sauerstoffgehalt)  Gyttja (Grauschlamm)  Dy (Braunschlamm)  Sapropel (Faulschlamm)

17 Bodengasphase Bedeutung: Bodenluft wichtig für Atmung von Pflanzen und Bodenorganismen Bodenluft wichtig für Atmung von Pflanzen und Bodenorganismen Bedeutsam für Bodenbildung Bedeutsam für Bodenbildung Gehalt von Bodenluft und Bodenwasser bedingen sich gegenseitig Gehalt von Bodenluft und Bodenwasser bedingen sich gegenseitigZusammensetzung: Unterschiedlich zur atmosphärischen Luft Unterschiedlich zur atmosphärischen Luft Gewisser Gasaustausch (Bodenatmung) zwischen Boden und Atmosphäre durch Diffusion, Luftbewegung, Niederschlag Gewisser Gasaustausch (Bodenatmung) zwischen Boden und Atmosphäre durch Diffusion, Luftbewegung, Niederschlag

18 Bodengasphase Poren: sind Hohlräume zwischen der Bodenfestsubstanz, die entweder Luft- oder Wassergefüllt sind Poren: sind Hohlräume zwischen der Bodenfestsubstanz, die entweder Luft- oder Wassergefüllt sind Poren unterscheiden sich nach Größe, Gestalt, Entstehung, Funktion: Poren unterscheiden sich nach Größe, Gestalt, Entstehung, Funktion: (>10 μm): besiedelt durch Nematoden, Milben, Wurzeln u.a. Grobporen (>10 μm): besiedelt durch Nematoden, Milben, Wurzeln u.a. Funktion: Wasserabzug, Luftzufuhr, Infiltration, Durchwurzelung usw. Mittelporen (0,2- 10μm): besiedelt durch Pilze, Algen, Bakterien, Wurzelhaare u.a. Funktion: Speicherung von Pflanzenverfügbarem Wasser Feinporen (< 0,2 μm): unbesiedelt Funktion: Speicherung von Totwasser

19 Bodenwasser

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21 Bodenwasser Adsorptionswasser: an Oberflächen fester Bodenpartikel gebunden (hydroskopisches Wasser) Adsorptionswasser: an Oberflächen fester Bodenpartikel gebunden (hydroskopisches Wasser) Kapillarwasser: in Kapillaren und Poren festgehaltenes Wasser Kapillarwasser: in Kapillaren und Poren festgehaltenes Wasser

22 Wasserbindung Bodenwasserspannung (Saugspannung): elektrostatische Anziehungskräfte Bodenwasserspannung (Saugspannung): elektrostatische Anziehungskräfte Adhäsionskräfte: zwischen H2O und Adhäsionskräfte: zwischen H2O undFestkörpergrenzflächen Kohäsionskräfte: zwischen Kohäsionskräfte: zwischen H2O und H2O  Wasser wird von diesen Kräften nur in Poren bis 10 μm durchschnittlich gehalten. Bei größeren Poren versickert das Wasser.

23 Wasserspannung Wird in cm Wassersäule (WS) oder den pF- Werten gemessen Wird in cm Wassersäule (WS) oder den pF- Werten gemessen pF= log [cm WS], z.B. Wasserspannung 1 bar= 10 3 cmWS= pF 3 pF= log [cm WS], z.B. Wasserspannung 1 bar= 10 3 cmWS= pF 3 gleiche Wassergehalte stehen bei verschiedenen Böden unter unterschiedlichen Spannungen, abhängig von Körnung (Textur), Humusgehalt, Gefüge gleiche Wassergehalte stehen bei verschiedenen Böden unter unterschiedlichen Spannungen, abhängig von Körnung (Textur), Humusgehalt, Gefüge

24 Wasserspannungskurven

25 Wasserbewegung Flüssiges Bodenwasser bewegt sich u.a. als Sickerwasser (schwerkraftbedingt), aber auch als Haftwasser (bodenwasserkraftbedingt). Flüssiges Bodenwasser bewegt sich u.a. als Sickerwasser (schwerkraftbedingt), aber auch als Haftwasser (bodenwasserkraftbedingt). Wasser fließt immer vom Feuchten zum Trockenen, vom Warmen zum Kalten Wasser fließt immer vom Feuchten zum Trockenen, vom Warmen zum Kalten Bewegung abhängig vom Sättigungsgrad, von der Wasserspannung und dem Leitungsquerschnitt der Großporen Bewegung abhängig vom Sättigungsgrad, von der Wasserspannung und dem Leitungsquerschnitt der Großporen

26 Wasserbewegung Bewegungsrichtungen: Bewegungsrichtungen: 1. Permeabilität: allgemeine Wasserdurchlässigkeit 2. Infiltrieren: Wassereintritt von oben in den Boden 3. Perkolieren: Wasserversickerung bis zum Grundwasser/Stauwasser 4. Kapillarer Aufstieg: Wasseraufstieg von Grund- und Stauwasser gegen die Schwerkraft aufgrund von Spannungsdifferenzen.

27 Wasserbewegung Gesättigte Wasserbewegung: Alle Poren sind mit Wasser gefüllt (z.B. im Grundwasser, hygroskopische Böden). Permeabilität abhängig von Körnung, Gefüge und vorwiegend der Porensituation. Bewegung erfolgt in Grobporen durch Gravitation und Druckdifferenz. Gesättigte Wasserbewegung: Alle Poren sind mit Wasser gefüllt (z.B. im Grundwasser, hygroskopische Böden). Permeabilität abhängig von Körnung, Gefüge und vorwiegend der Porensituation. Bewegung erfolgt in Grobporen durch Gravitation und Druckdifferenz. Ungesättigte Wasserbewegung: Poren sind nur teilweise mit Wasser gefüllt (z.B. terrestrische Böden). Permeabilität ist abhängig von Porengrößenverteilung und aktuellem Wassergehalt, insgesamt deutlich geringer als bei gesättigter Bewegung. Bewegung als Wasserdampf. Ungesättigte Wasserbewegung: Poren sind nur teilweise mit Wasser gefüllt (z.B. terrestrische Böden). Permeabilität ist abhängig von Porengrößenverteilung und aktuellem Wassergehalt, insgesamt deutlich geringer als bei gesättigter Bewegung. Bewegung als Wasserdampf.

28 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!


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