W7 Bodenbestandteile Flashcards
Pedosphäre
GR pédon = Boden
Boden als Schnittstelle untersch. Sphären, nicht isoliert betrachtbar
Sphären um Pedosphäre zu bilden
Athmosphäre
Biosphäre
Lithosphäre
Hydrosphäre
Athmosphäre Einfluss
Bodenluft, Licht und Wärme der Sonne, Niederschlag, Wind
Biosphäre Einfluss
Biomasse, Humus, alle lebende Organismen in und auf Boden, Mikroorganismen, Nährstoffkreislauf, Vegetationsbedeckung
Lithosphäre Einfluss
Bodenpartikel, grobe und kleine Partikel, feste Gesteinsschicht, oberer Erdmantel, Mineralien, Topographie
Hydrosphäre Einfluss
Grundwasser, durch Kapillarkräfte nach oben gezogen, Feuchtigkeit, Nährstofftransport durch Gravitationskraft
Beispiele untersch. Pedosphären Komposition
Lithosphäre sehr stark prominent, Biosphäre sehr schwach
Lithosphäre zeigt mineralische Substanz, Biosphäre nimmt mehr Platz ein
Grundwasser prägt, graue Färbung = feucht mit hohem Grundwasserspiegel & Reduktion von Eisen
Wechselwirkungen der Sphären
Additions: äussere Zugaben
Internal reactions: Stoffumwandlungen
Losses: Abflüsse
Internal movement: Sickerung, Mikroorganismen
Abbau/Umbau/Verlagerung an/organ. Stoffe
Nährstoffkreislauf
Pflanze will Biomasse herstellen, nimmt durch Mineralien der Lithos Nährstoffe & Wasser aus dem Boden auf, Sonnenlicht für Photosynthese, hergestellte Biomasse/abfallende Blätter auf Boden deponiert, Nährstoffe wieder abgebaut, in Boden zurück, Mineralisierung
Bodenbildende Faktoren f(…)
Klima
Gestein
Relief
Wasser
Biota
Mensch
Zeit
… (unspez. Faktoren, lokale Wirkung)
Merkspruch Faktoren
Kluge Gemsen Reden Wenig Beim Morgendlichen Zelten
Faktor Klima
sehr starke Einflüsse, 3 Einteilungen:
Niederschlag/Verdunstung
Temparatur
Wind
Niederschlag/Temparatur
Wasserverfügbarkeit, Transportprozesse
Einfluss auf Biomassenproduktion, Feuchtigkeit
beeinflussen humide/aride Bedingungen
humide vs aride Bedingungen
humid: Niederschlag > Verdunstung, überschüssiges Wasser, gute Bedingungen Vegetaion, Boden durchgewaschen
arid: Verdunstung > Niederschlag, häufige Trockenheit, knappe Wasserquellen, Gefahr Bodenversalzung, Grundwasser aufgezogen
Temparatur
Chem/Phys Verwitterung, Ausdehnungen, schnellere Reaktionen bei wärmeren Temp.
Wind
Transportprozesse, Nährstoffe von Sahara in trop. Regenwälder, Einfluss Vegetationswachstum
Wassili Wassiliwic Dokutschajew
bei Reisen durch Russland Feststellungen gemacht, hoher Norden sehr kalt, südlich sehr warm
Zusammenhänge Stratifizierung & Bodenbildung
Beispiele Boden versch. Klimazonen
Parabraunerde: nördliche Hemisphäre, mässige Temp, viel oran. Material
Podsol: sehr kalt, nährstoffarm
Ferrasol: Äquator, tiefere Böden durch längere Entstehungszeit, wenig organ. Substanz
Faktor Gestein
Zusammensetzung Boden, 3 Einteilungen:
Mineralisches Substrat Bodenbildung
Einfluss Chemismus/Farbe/Gefüge
Geschwindigkeit der Gesteinsverwitterung
Mineralisches Substrat Bodenbildung
Ausgangssubstrat für Boden, versch. Mineralien haben untersch. Chemismus, heisst untersch. Reaktionsfähigkeit und chem. Zusammensetzung
Einfluss auf Chemismus/Farbe/Gefüge
ganzer Aufbau des Bodens beeinflusst, Oxidation/Reduktion von Eisen, Anordnung fester Bestandteile
Geschwindigkeit der Gesteinsverwitterung
abhängig von versch. Faktoren:
Klüftung: Spalten
Grob/Feinkristalle: leichter aufspalten/zersetzen
Porosität: Hohlräume gross = stärkere Erosionsproz.
Schieferung: situierte Lagerung Mineralien aufeinander
Lagerung: kompakt oder Abstände
Chem. Zsmsetzung: vollständig zersetzen bei Verwitterung
Faktor Relief
Oberflächengestalt beeinflusst, 3 Einteilungen:
Lage der Geländeoberfläche
Grundwasserspiegel/Wasserflussrichtung
Erosion/Deflation/Deposition
Lage der Geländeoberfläche
hoch/tief Gebiet, Höhenstufen, Steigung, Exposition NSOW für Sonneneinstrahlung, eingetragene Energie, Baumgrenze
Grundwasserspiegel/Wasserflussrichtung
Richtung des Wasserabfluss in und auf Boden, Überflutung, wasserkarg
Erosion/Deflation/Deposition
Deflation = Abtrag durch Wind, versch. Erosionsbedingungen, abgetragenes wieder abgelagert, Gletscher Abtragungen
Faktor Wasser
Katalysator/Auslöser für Prozesse im Boden, 4 Einteilungen:
Verwitterung
Aktivität von Biota
Stoffverlagerung
Anreicherung organ. Substanz
Verwitterung
phys/chem/bio, Abbau/Verkleinerung von Teilen, Forstsprengung, Säure transportieren
Aktivität von Biota
Lebewesen brauchen Wasser zum Überleben
Stoffverlagerung
viel Niederschlag = mehr, starke Verlagerung von oberen Bodenprofil in Tiefe, Auswaschung
Anreicherung organ. Substanz
Moor, besteht aus grosser Menge nicht abgebauter organ. Substanz, durch hohen Wasserspiegel ohne Sauerstoff
Faktor Biota
2 Einteilungen:
Einfluss der Vegetation
Bodenleben
Einfluss der Vegetation
Athmosphärische Einflüsse: Temp. ausgleich, Schatten = kühler, Windschutz, weniger Erosion
Organ. Stoffein/austräge: Nährstoffe in Boden, beeinflusst Art der Vegetation, Bedingungen
Bodenleben (Edaphon)
Stoffumwandlung: Mineralisierung, Verkleinerung der Substanz, Kaskade von Organismen, sonst keine Nährstoffaufnahme
Bodendurchmischung: Bioturbation, Maulwurf & Regenwürmer, horizontale & vertikale Durchwühlung, perf. Stratifizierung verhindern
Faktor Mensch
anthropogen, 2 Einteilungen:
Bodenaufbau
Stoffhaushalt
Bodenaufbau
Pflügen/Rodung/Feldfruchtanbau: Nutzbarkeit des Bodens, Einfluss Bodenbildung/erosion, Änderung der Bodenvegetation ändert Boden, schlechte Nährstoffaufnahme
Stoffhaushalt
Nährstoffabgabe/entzug: Düngung & Ernte, Pflanzenwachstum anpassen, Bodenraub führt zu abn. Bodenbildung
Schadstoffe: Pestizide, Mikroplastik, abn. Qualität des Boden
Versalzung durch Bewässerung: südl. Gebiete aufgrund Wassermangel, nicht reines H2O sondern mit Salzen, von Pflanze aufgenommen aber auch verdunstet, Bildung Salzkruste, unfruchtbare Böden & Biota
Faktor Zeit
alle bodenbildende Faktoren stark von Zeit abhängig, je länger Faktor einfliesst desto stärker kann er wirken
Pedogenese = initiale Bodenbildung
Pedogenese
aus Gestein ensteht einfacher Boden, Rohboden/Initialboden
Initialboden Prozess
Unverwittertes Gestein, parent material, monolithisch - Risse durch Frost/Hitze/Wasser - Verwitterung & Pflanzenansiedlung - lose Bruchstücke, weitere Pflanzen
Reihenfolge phys/chem/bio Verwitterung, sobald bio. V. eingesetzt schnellerer Prozess
Bodenbestandteile Einteilung
- Feste Bodenbestandteil; Min/Organ.
- Bodenwasser
- Bodenluft
alle 3 wirken zsm. zu einem Boden
Bodenbestandteile Phasensystem
Böden sind Dreiphasensysteme:
Festphase 50 Vol%, Min/Organ
Flüssigphase 20-50 Vol%, Bodenlösung
Gasphase 0-30 Vol%, Bodenluft
Zusammenhang Flüssig/Gasphase Anteil
Gasphase sehr variabel, ist Gegensatz von Flüssigphase, abhänig von Niederschlag, hoch = Flüssigph. nimmt mehr Raum ein, Gasphase oft weiter oben
Feste Bodenbestandteile: Mineralische
entsteht durch Zusammensetzung von Ausgansgestein & Verwitterungsbedingungen
Einteilung:
-Silikate
-Tonminerale
-Oxide (& Hydroxide)
-Karbonate/Phosphate/Sulfide
Silikate
Grundbausteine SiO4 Tetraeder & Al(OH)6 Oktaeder
Silikatstruktur
neg. Nettoladung, Kationen für Ladungsausgleich (zB Sauerstoff)
Austausch Si => Al, Hydroxid Ionen als Kationen
Beispiele Silikatstrukturen
Inselsilikat: Olivin, Zirkon
Kettensilikat: Pyroxene; Augit
Bandsilikat: Amphibole; Hornblende
Schichtsilikat: Muskovit, Talk
Gerüstsilikat: Feldspäte
Tonminerale
entstehen durch Verwitterungsprozess silikathaltigem Gestein
2 oder 3 Schicht Tonminerale
isomorpher Ersatz von Komposition erhöht neg. Ladung, Si4+ => Al3+ => Fe2+/Mg2+,
braucht zunehmende pos. Ladung
2-Schicht-Tonminerale
Kaolinit, 2 Schichten: Si4+, Al3+, teilen die Sauerstoffatomen, leere Zwischenschicht, Wasserstoffbrücken der nächsten Schicht halten Teile zsm
3-Schicht-Tonminerale
Illit/Vermiculit, 3 Schichten: Si4+ & Al3+, Al3+, Si4+ & Al3+, teilen von Sauerstoffatomen, in leerer Zwischenschicht Anlagerung der Kationen durch neg. Ladungsüberschuss, dann wieder Anfangsschicht
Oxide & Hydroxide
entstehen bei Verwitterung & Mineralneubildung, nicht automatisch verhanden, einfache chem. Zsmsetzung, führt auch zu Gelb/Braun/Rotfärbung des Bodens
Chem. Zusammensetzung Beispiele
Goethit: Eisenhydroxid, FeOOH, Gelb/Braun
Hämatit: Eisenoxid, Fe2O3, Rot
Karbonate/Phosphate/Sulfide
K: Calcit CaCO3, Dolomit CaMgCO3
P: Apatit Ca-Phosphat, Vivianit Fe-Phosphat
S: Pyrit FeS2
Karbonate
grösstenteils marinen Ursprungs aus Depositionen, marine Sedimente, grosser Einfluss auf pH Wert von Boden, Säurepuffer
Phosphate
wichtiger Pflanzennährstoff
Sulfide
Eisensulfid, eisenhaltige Minerale
Feste Bodenbestandteile: Organische
1-4% organ. Kohlenstoff in mineral. Böden gespeichert, im oberen Bodenprofil angereichert, Dunkelfärbung
Unterscheidung:
-tote organ. Substanz
-Bodenleben
-lebende Pflanzenwurzeln
Zusammensetzung Unterscheidung Bodenbestandteile
Tote organ. Subst/Humus: 80-85%
Bodenleben: 5-10%
lebende Pflanzenwurzeln: 10%
CO2 in Böden Klimawandel?
Speichrung von CO2 in Boden, in mineral. Boden weniger organ. Substanz, also kann mehr CO2 speichern
tote organische Substanz/Humus
abgestorbene & umgewandelte pflanz. & tierische Substanzen, Zersetzung von Streu in versch. Schritten: mech. Zerkleinerung, mikrobieller Abbau zu Ausgangsstoffen wie Wasser/CO2/Pflanzennährstoffe (Mineralisierung)
warum Mineralisierung?
viele Nährstoffe die Pflanzen brauchen sind anorganisch (ohne CO2), organ. Stoffe werden abgebaut um verfügbar zu machen, bei Abbau in anorg. Form umgewandelt
Beispiel Mineralisierung
Stickstoff => Ammonium => Nitrat
Phosphor => Phosphat
Schwefel => Sulfat
Kaskade
Zerkleinerung durch Mirkoorganismen, von grösserer auf kleinere Stufe, von frisch gefallenem Blatt zu Partikel
Humusformen
Mull
Moder
Rohhumus
Mull
schwach sauer/neutraler pH, günstiger Wasser & Luftgehalt für hohe bio. Aktivität (Bioturbatoin), rascher Abbau leicht zersetzbarer Streu, wenig organ. Substanz sichbar, wurde sofort umgewandelt; Wiesen & Äcker
Moder
Zwischenstellung Mull & Rohhumus, Spätsommer im Laubwald, gute Bedingungen für Mikroorganismen aber kaltes Mirkoklima, organ. Substanz nicht sofort abgebaut; Laubwald
Rohhumus
saurer pH, kühles Klima, dadurch geringe bio. Aktivität, gehemmter Streuabbau & Ausbildung von Auflagehumus über Mineralboden, starke Anreicherung organ. Substanz, dicke Schicht an Tannenadeln; Nadelwälder & Heiden
Bodenleben
Edaphon, starke Beteiligung an Umwandlungsprozessen, dies stark abhängig von Jahreszeit (Temp, Niederschlag) & Ausgangsmaterial (Streu, pH von Humus)
Beteiligung Umwandlungsprozesse
Zerkleinerung organ. Substanz Mineralisierung, Stoffumlagerung Bioturbation, Im/Mobilisierung von Nährstoffen aus miner/organ. Bodenbestandteilen
Lebewesen des Edaphon
riesige Menge in Boden, Pilze die Minerale aufgelöst haben (rock eating fungi), Ameisen durch Gänge Bioturbation, Actinomyceten Bakterien, Lebewesen auf dem Boden wie Kühe, Anzahl Lebewesen auf Hektare
Pflanzenwurzeln
Bodendurchwurzelung, beeinflusst Standfestigkeit der Pflanzen & Wasser/Nährstoffversorgung, Rhizosphäre als hot spot von Interaktion zw. Boden/Mikroorganismen/Pflanzen
Rhizosphäre
Wurzelbereichdie meisten Nährstoffe werden von Pflanzen durch Wurzeln aus Boden aufgenommen, durch Pflanzen gebund. CO2 kommt hinab, Aktivierung mikrobiologischer Aktivität anderer Organismen, Mikroorganismen profitieren von abgestorbenen Feinwurzeln
Bodenwasser
Lieferant von lebensnotwendigem Wasser für Bodenorganismen, Träger von Nährstoffen die Organismen aus Bodenlösung aufnehmen müssen (nicht aus Festphase),
Unterscheidung Bodenwasserarten:
- Haftwasser: Adsorptions/Kapillarwasser
- Sickerwasser
Unterscheidung Wasserarten:
- Oberflächenwasser
- Grundwasser
Haftwasser
zurückgehalten ggn. Schwerkraft, durch Adhäsions & Kohäsionskräfte in Boden gehalten
Adsoprtionsw: umhüllt feste Partikel, ohne Meniskenbildung, haftet sich an Oberflächen fest
Kapillarw: durch Meniskenzug (Adhäsion+Kohäsion) aufsteigendes Grundwasser
Menisken/Kohäsions & Adhäsionskraft
gekrümmte Oberflächen die Flüssigkeiten annehmen, wenn sie mit festen Oberflächen in Kontakt kommen, entstehen durch Wechselwirkung zwischen Kohäsionskräften & Adhäsionskräften
Kohäsionskraft: Anziehungskräfte innerhalb der Flüssigkeit
Adhäsionskräften: Anziehungskräfte zwischen der Flüssigkeit und der festen Oberfläche
Sickerwasser
versickert direk von Boden in Grundwasser
Oberflächenwasser
fliesst direkt auf Oberfläche ab, kein Eindringen in Boden
Grundwasser
Wasser unterhalb Boden, wird über Kapillarkräfte nach oben gezogen
Bodenluft
Gegenspieler Wasser für Bodenporenvolumen, durch Atmungstätigkeit der Bodenorganismen & red. Gasaustausch oft erhöhte CO2 Konzentration in Oberböden in Vergleich zu Athmosphäre, je tiefer desto weniger O, wichtig für Atmung der Bodelebewesen & Bodenentwicklung (Redox Gley), erleichteter Luftaustausch mit Athmosphäre
Oxidation-Reduktion im Gley
Ah: Oberboden, humus
Go: Grundwassereinfluss, oxididert (O verfügbar), Eisen Oxid & Hydroxid
Gr: grau, Eisen reduziert, Grundwassereinfluss, reduziert (O n verf), deshalb Mikroorganismen nicht da
