Bodenkunde Flashcards
die Pedologie befasst sich mit:
(Pedo=Erdboden)
• der Entstehung von Böden
• der Entwicklung und Klassifizierung von Böden
• den Eigenschaften und Funktionen von Böden
• der Nutzung von Böden und den damit verbundenen Gefahren und Möglichkeiten
Boden ist:
- die dünne, oberste Schicht der Erdkruste
- durch komplexe Prozesse über lange Zeit entstanden
- ein dynamisches Gebilde
- Lebensraum für Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen
- Grundlage der Nahrungsmittelproduktion
- schutzbedürftig und schützenswert
Bodenprofil:
senkrechter Schnitt von der Oberfläche bis zum Muttergestein (Bodenausgangsmaterial)
Bodenhorizont:
deutlich unterscheidbare Zonen in Bodenprofil, die durch bodenbildende Prozesse entstanden sind.
Bodentyp:
Böden mit ähnlichen lithogenen und pedogenen Eigenschaften und mehr oder weniger gleichem Profilaufbau
Bodenart:
Die Textur eines Bodens oder eines Bodenhorizonts ergibt sich aus der Korngrößenzusammensetzung (Anteile Sand, Ton, Schluff). Die Textur hat wesentlichen Einfluss auf viele physikalische, chemische und biologische Eigenschaften des Bodens.
Humus:
alle abgestorbenen oder von Lebewesen ausgeschiedenen organischen Stoffe im Boden
Edaphon
Gesamtheit der in und auf dem Erdboden lebenden Kleinlebewesen (Pflanzen und Tiere)
Bestandteile des Bodens
Luft 25%
Wasser 23%
organische Substanz 7%
mineralische Substanz 45%
Mineralische Substanz des Bodens
Es gibt 3 verschiedene Gestein-Typen:
Mineralische Komponente: kommt aus dem Gestein, Lithosphäre. Typen: Magmatite Sedimentite Metamorphite
Plutonite
Tiefengesteine, Steine die im Erdinneren entstehen
Vulkanite
Erdgussgesteine, Steine die an der Erdoberfläche entstehen
Sedimentgestein Bildung (Reihenfolge)
- Verwitterung
- Erosion
- Transport
- Sedimentation
- Versenkung
- Diagenese (Verfestigung von Lockersedimenten)
Wie viel % machen Sedimente und Sedimentite der Erdkruste aus?
Sedimente und Sedimentite machen ca. 8% der Erdkruste (Magmatite 65%) aus, bedecken aber 75% der Erdoberfläche
Bestandteile des Bodens - Sedimentite (Aufzählung: größtes bis kleinstes)
- grobkörnige Sedimente (Psephite): >2mm, hohe Transportkraft
• Schutt (eckig): Grus-Breccie
• Schotter (rund): Kies-Konglomerat (z.B. Nagelfluh) - Sande und Sandsteine (Psammite): 2mm‐0.063mm
- Schluffe und Schluffsteine (Silte): 63μm‐2μm, Löss
- Tone und Tonsteine (Pelite): <2μm
- Kalkgesteine (>75% Carbonat) und Mergel (25‐75% Carbonat)
Metamorphit Entstehung
und 2 Arten von Metamorphose
entstehen durch hohen Druck, hohe Temperatur und durch Bewegung aus magmatischen (Ortho‐) und sedimentären (Para‐) Gesteinen
- Regionalmetamorphose
- Kontaktmetamorphose
Mineralische Substanz in Gestein (% Anteil)
O 50%
Si 25%
Rest: Al, Fe, Ca, Mg, Na, K 25%
lithogene Mineralien (Bedeutung + Bsp)
aus dem Muttergestein stammende (primäre) Mineralien, entstehen durch Verwitterung.
- Silicate
- Quarz
- Calciumcarbonat
pedogene Mineralien (Bedeutung + Bsp)
Entstehen durch Umwandlung und Neubildung (sekundäre) Mineralien
- Tonminerale
- Oxide und Hydroxide
Tonminerale Bedeutung im Boden:
Tonminerale: Verwitterungsprodukte primärer Silikate
Bedeutung im Boden:
• verleihen Plastizität
• Quellfähigkeit
• absorbieren Ionen und Moleküle
Was sind primäre Oxide?
Quarz
Was sind sekundäre Oxide und Hydroxide?
von Al, Fe, Mn, teilweise von Si und Ti
Beispiele für Anthropogene Substrate im Boden (umgelagerte, natürliche Substrate)
- Bodenabtrag von Planierungen
- Bodenaushub von Baumaßnahmen
- Halden bei der Gewinnung von Bodenschätzen (Kohle, Erz): Pyrit
- Gleisschotter
Beispiele für Anthropogene Substrate im Boden (technogene Substrate - vom Menschen geschaffen oder stark verändert)
- Bauschutt: v.a. Ziegel und Mörtel
- Schlacke
- Müll
- Klärschlamm
- Asche: Flug‐ und Kesselasche
Technosol, Definition
Internationaler Begriff für Stadtböden
Organische Substanz in Böden - Definition
2 Sichtweisen betreffend Humus:
Entweder man betrachtet nur den toten Teil oder auch den lebenden (Wurzeln etc)
Definition 1: „Alle in und auf dem Mineralboden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Streustoffe und deren organische Umwandlungsprodukte, inklusive der durch menschliche Tätigkeit eingebrachten organischen Stoffe (z.B. Pestizide, organische Abfälle)“
Definition 2: Zu allem in Definition 1 wird die lebende Biomasse (Edaphon und Wurzeln) dazugezähltalle Bodenbestandteile belebten Ursprungs (Bodenökologen)
organische Substanz eingeteilt nach Zersetzungsgrad (je nach dem wie alt sie sind):
- Streustoffe
• abgestorbene Pflanzenreste, tote Wurzeln und Bodenorganismen
• leichte organische Fraktion: Lipide, Proteine, Polysaccharide, Lignin
• kurze Verweilzeit, aktiver pool - Huminstoffe
• stark umgewandelte Substanzen ohne makroskopisch erkennbare Gewebestruktur
• schwere oder feine organische Fraktion
• hohe Verweilzeit, resistenter pool
organische Substanz besteht aus
- Kohlenstoff (ca. 50%)
- Wasserstoff
- Sauerstoff
- Stickstoff
- Schwefel
- Phosphor
- Metalle in austauschbarer (Ca, Mg) oder gebundener Form (Cu, Mn, Zn, Al, Fe)
Was ist ausschlaggebend für die Bodenbildung/ was beeinflusst die Bodenbildung
Ausgangsmaterial: Gefüge, Mineralbestand und Körnung des Gesteins
Ausgangsmaterials beeinflusst Bodenbildung durch
• potentiell entstehenden Tongehalt
• Menge an basischen Metallen (Na, K, Ca, Mg) und Fe
• Durchlässigkeit des Gesteins
was ist der Kulminationsbereich von Erhebungen
flacher Bereich einer Erhebung
Bodenethik berücksichtigt folgende Dimensionen:
- Boden ist selber Leben
- ist ein absolut endliches Gut
- ist in jedem Fall eine Gabe
Hauptentstehungsart von Gesteinen:
- Magmatismus: Erstarrung einer Gesteinsschmelze
- Sedimentation: im Meer oder auf dem Festland
- Metamorphose: Umwandlung unter Druck- und Hitzeeinwirkung
Psephite
ist die Bezeichnung für grobkörnige Sedimente mit Korngrößen über 2 mm
-> hohe Transportkraft
Psammite
Psammit (Sande und Sandsteine) ist die Bezeichnung für mittelklastische Sedimentgesteine mit Korngrößen von 0,063 bis 2 mm
-> Sade und Sandgestein
Silte
Schluffe und Schluffsteine: Sedimentgestein, in dem Mineralkörner mit einer Korngröße von 2 bis 63 um vorkommen
-> Löss
Pelite
Tone und Tonsteine: Sedimentgestein, in dem Mineralkörner mit einer Korngröße von <2um vorkommen
Evaporation
ist ein Begriff, der die Verdunstung von Wasser auf unbewachsenen bzw. freien Land- oder Wasserflächen bezeichnet.
Transpiration
Als Transpiration wird die Verdunstung von Wasser über die Blätter der Pflanzen, vor allem über deren regulierbare Spaltöffnungen aber auch über deren übrige Außenhaut, beschrieben.
Die Bodenbildung ist von mehreren Faktoren abhängig:
Relief, Klima, Organismen, Nutzung, Ausgangsgestein
-> (Gestein + Streu) x Zeit
Ausgangsmaterials beeinflusst Bodenbildung durch:
- potentiell entstehenden Tongehalt
- Menge an basischen Metallen (Na, K, Ca, Mg) und Fe
- Durchlässigkeit des Gesteins
Entwicklungsreihe von Böden:
- > Gestein
- > Rohboden -> Ranker
- > Braunerde -> Podsol
physikalische Verwitterungsarten
- Temperatursprengung, bis 50 MPa (Ungleichgewicht an Spannungen)
- Frostsprengung (Kryoklastik), bis 210 MPa
- Salzsprengung
- Druckentlastung (Exfoliation)
- Abrieb, Abrasion
chemische Verwitterungsarten
- Wasser spielt entscheidende Rolle: Reagens, Transportmittel für andere Reagenzien, Transportmittel für die Abfuhr von chemischen Verwitterungsprodukten
- Lösungsverwitterung (verändert nicht das Gestein, ist reversibel)
- Kohlensäureverwitterung
- Hydrolyse (früher Silikatverwitterung): wichtigste chemische Verwitterungsart, verwittert alle Silikate -> verändert Zusammensetzung des Minerals (ganz anderes Mineral)
- Oxidationsverwitterung (ein Element gibt Elektron ab -> Wertigkeit verändert sich)
- Hydratation: Wasser wird in die Mineralstruktur eingebaut -> Aufquellung und Sprengung
biologische Verwitterungsarten
- physikalisch-biogen: Wurzelsprengung
- chemisch-biogen: Flechten (Pioniere) auf bloßem Stein, produzieren Säure und lösen Mineralien heraus, können Kraft entwickeln, bereiten Schicht vor für andere Organismen
Mineralneubildungs Prozess
Ausgangsmaterial: Gesteine, Minerale
Abbauprozesse: Verwitterung
Aufbauprozesse: Mineralneubildung
sekundäre Neubildung: Tonminerale, Oxide, Hydroxide
Lessivierung
Tonverlagerung: mechanische Verfrachtung der Feintonfraktion durch Sickerwasser aus dem Oberboden in tiefere Bodenbereiche
Carbonatisierung:
Sekundäre Ausfällung von Carbonaten
Podsolierung:
Verlagerung von Silicat-Bruchstücken (Sesquioxide)
Zersetzungsphasen
- biochemische Initialphase
- > Hydrolyse und Oxidation hochpolymerer Verbindungen
- > Auswaschung wasserlöslicher Komponenten
- Zerkelinerungsphase
• Oberfläche des Materials wird durch die Zerkleinerung vergrößert wodurch noch mehr Mikroorganismen Platz haben - Ab‐ und Umbauphase
- > enzymatische Aufspaltung
- > Mineralisation
Turbations Arten
- Bioturbation: Vermischung durch Bodenorganismen
- Kryoturbation: durch Bodenfrost induzierte Vermischung
- Peloturbation: häufige Feuchtewechsel in tonreichen Böden führen zu Vermischung
- anthropogene Bodenbearbeitung
Pflanzen die Säureanzeigen sind für
stark saure, saure und neutral bis schwach saure Böden
stark sauer: Heidelbeere, Preiselbeere, Adelerfarn, Arnika
sauer: Flatterhirse, Schafschwingel
neutral bis schwach sauer: Pastinake, Wiesensalbei
Funktion der Wurzel
- Aufnahme von Nährstoffen
- Speicherorgan
- hilft Porensystem zu erweitern
- unterschiedliche Typen von Wurzeln