WinterRapakivi_Di10/2

Als Restschrumpfung bezeichnet man ein fortgeschrittenes Stadium der Schrumpfung, in dem die Schrumpfung nicht mehr im gleichen Maße proportional zur Wasserabgabe ist, sondern geringer ausfällt, da es zu Kornkontakten kommt. X

X

Die KAK ist das Maß für den Kationenaustausch eines Bodens. Es ist die Summe der austauschbaren Kationen eines Bodens angegeben in Millimol pro Kilogramm.

Millimol= Atommasse * 10-3g /Wertigkeit
1 Millimol Ca= 40* 10-3g /2=20mg
Prozesse:
-Kationen aus der Bodenlösung sorbieren an den negativ geladenen Partikeloberflächen (TM, Huminstoffe) und gleichen Ladungen aus.

-Die Partikeloberflächen tragen permanente Ladungen, die durch ihren Aufbau bedingt sind (isomorpher Ersatz).
-Die Partikeloberflächen tragen auch variable Ladungen, die vom pH-Wert abhängig sind (funktionelle Gruppen [z.B. FeOOH] spalten bei viel H+ in der Lösung OH- ab sind dann positiv geladen [Anionentauscher] und bei wenig H+ in der Lösung werden H+ abgespalten, was zur negativen Ladung führt [Kationentauscher]).

Charakteristika:
-Transfer zwischen fester und flüssiger Phase
-ändert die Summe der Kationenladung nicht (äquivalente Mengen) -Voraussetzung: Vorhandensein von Wasser
-ist reversibel
-ist ein schneller Prozess 

X

Oberfläche (aufsteigend):
Kaolinit, Illit, Smectit, Huminstoffe, Allophane

KAK (aufsteigend):
Kaolinit, Illit+Allophane, Smectit, Huminstoffe 

X

potenzielle Kationenaustauschkapazität KAKpot: bei standardisiertem pH7 -höchstmögliche KAK, da variable Ladung maximal (Wasserstoff vollständig dissoziiert) effektive Kationenaustauschkapazität KAKeff: bei dem im Boden vorhandenen pH -Anteil der variablen Ladung abhängig vom sorbiertem Wasserstoff und pH
Bei pH<7 (saure Böden) ist KAKeff immer kleiner als KAKpot. 

X

• Basensättigung oder S-Wert:
  Der prozentuale Anteil der Summe von Ca2+, Mg2+, Na+, K+ an der KAK

  BS% = ((Ca²⁺ + Mg²⁺ + Na⁺ + K⁺) /KAK)*100 

• Die Differenz der BS zu 100% wird v.a. von H+ und Al3+, NH4+, den sauer wirksamen Ionen, gebildet 

X

-Ladung der Kationen: höherwertige Ionen werden stärker angezogen, bei Gleichwertigkeit größerer Radius entscheidend (Al3+>Mg2+>Na+)
-Hydrathülle: je kleiner die Hydrathülle, desto größer die Anziehung (K+>Na+>Li+). Bei Gleichwertigkeit gilt: je größer der Ionenradius, desto kleiner die Hydrathülle. Die Bindung der Hydrathülle ist bei kleinen Ionen stärker, die Hydrathülle muss aber bei der Sorption teilweise abgelegt werden. -Konzentration der Außenlösung: Die Kationen werden umso stärker an die Oberfläche gezogen, je höher die Konzentration in der Außenlösung ist.

Selektivitätsreihe: Na+<K+<<Mg2+<Ca2+<Al3+ 

X

Al3+: auf Grund seiner hohen Wertigkeit
Ca2+: auf Grund seiner kleineren Hydrathülle (als Mg2+) 

X

Ionenaustauscher mit hoher variabler Ladung (Abspaltung von OH- führt zur positiven Ladung) z.B. in eisen- und aluminium-oxidreichen tropischen Böden oder Tonminerale der Allophangruppe (nur variable Ladung) oder Huminstoffe mit entsprechenden funktionellen Gruppen. 

X

-Lessivierung (Tonverlagerung)
-Fähigkeit zur Speicherung, Pufferung und Freisetzung von Ionen (Nährstoffen)
-Stoffaustausch Boden/Pflanze, Boden/Grundwasser, Boden/Oberflächengewässer
-Stabilisierung des Stoffhaushaltes ganzer Landschaften 

X

Nährstoffe werden durch die KAK an Bodenpartikel gebunden. Dies kann bedeuten, dass die im Boden gespeicherten Nährstoffe nicht mehr pflanzenverfügbar sind (Kaliumfixierung) oder dass die Nährstoffe durch weiteren Ionenaustausch wieder freigegeben werden.

Letzteres passiert bei der Verwitterung der Bodenpartikel. Für die Pflanzen ist die Nachlieferung der Nährstoffionen entscheidender als die aktuelle Konzentration in der Bodenlösung. 

X

von links nach rechts: Halloysit, Smectit, Gibbsit    

X

-Tonminerale
-Huminstoffe
-Fe-/Al-Oxide 

X

X

X

X

X

X

X

X

- Lebensgrundlage und Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen

    - Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen

    - Abbau-, Ausgleichs und Aufbaumedium für stoffliche Einwirkungen aufgrund der Filter-, Puffer- und Stoffumwandlungseigenschaften, insbesondere auch zum Schutz des Grundwassers

1. Natürliche Bodenfunktionen 

2. Funktion als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte  

3. Nutzungsfunktionen als Rohstoffe, Land- und Forstwirtschaft, wirtschaftliche und öffentliche Nutzungen, Verkehr, Ver- und Entsorgung 

Gefährdung durch Industrie, Gewerbe, Siedlung und Verkehr

• Imissionen über den Luftpfad und den Wasserpfad
• Ablagerung fester und flüssiger Abfälle
• Versiegelung 
• Flächenverbrauch (ca. 130 ha/Tag, ca. 475 km²/Jahr = 0,1 % der Gesamtfläche)

Gefährdung durch die Landwirtschaft und Forstwirtschaft

• Eintrag von Pflanzenschutzmitteln und Pflanzennährstoffen
• Eintrag von Schadstoffen durch Ablagerung von Klärschlämmen und Düngemitteln
• Bodenverdichtung (z. B. mit land-, forstwirtschaftlichen Maschinen)
• Bodenerosion (ohne Landwirtschaft gäbe es in Mitteleuropa kaum Bodenerosion)

geschiebeführende, ungeschichtete, polygenetische Lage (Decke) aus unterschiedlichen Sandkörnungen,  meist Schluffhaltig, die im Periglazial unterschiedlichen kryogenen, fluvialen, äolischen, pedogenen oder biogenen Umwandlungsprozessen ausgesetzt war, carbonatfrei, meist < 1m mächtig; 

wenn über eiszeitlichem Sand, dann schluffiger als dieser;

wenn über Geschiebelehm, dann sandiger und tonärmer, aber schluffiger als dieser

Beispiel:  Flugsand über kryoturbaten schluffigen Lehmen (Kryobatlehmen) über Schmelzwassersanden.

• Bodenhorizonte sind durch Prozesse der Bodenbildung aus dem Gestein gebildete, horizontale Lagen (Bereiche oder Zonen) eines Bodens, deren Merkmale sich bei der Geländeansprache erkennen lassen.
• Die charakteristische Abfolge von Bodenhorizonten bestimmt die boden-systematischen Einheiten.
• Die Bodenhorizonte werden mit Großbuchstaben (Hauptsymbole) gekennzeichnet, die durch Kleinbuchstaben (Zusatzsymbole) näher beschrieben werden.
• Vorangesetzte Kleinbuchstaben beschreiben geogene oder anthropogene Merkmale, nachgestellte Kleinbuchstaben kennzeichnen pedogene Merkmale.
• Nicht alle Horizontsymbole können frei kombiniert werden (Kartieranleitung, AG BODEN 2005).

• Geschiebemergel (Till) 

• Geschiebelehm 

• Geschiebesand 

Böden, die sich in früheren geologischen Epochen unter andersartigen Bedingungen bildeten und durch neue Sedimente überdeckt und in ihrer weiteren Entwicklung unterbrochen wurden.

Reliktböden an der Erdoberfläche, welche nunmehr einer Bodenentwicklung mit heutigen Bedingungen entspricht.

Grobboden  (>2 mm, z.B. Steine)

Feinboden    (< 2mm), 

    Sand (körnig)            (2 – 0,63 mm)

    Schluff (mehlig)            (0,63 – 0,002 mm)

    Ton (feucht klebrig)        (< 0,002 mm)

Die Waldhumusform beschreibt den Aufbau der Horizonte der organischen Auflage und des oberen Mineralbodenhorizonts.

Sickerwasser

z.B. bei Podsol

typisch für gemäßigte Zone

Kapillar nach oben steigendes Wasser (Verdunstungswasser)

typisch für Tropen

Salze und Karbonate werden nach oben transportiert

->Kalkrete für Pflanzen schwer durchdringbar

Erodierendes Wasser (Nährstofftransport)

->Kolluvisole (Umgelagerte Stoffe (Humus) werden in Senken abgelagert)

Grundwasser ->Gley

Stauwasser ->Pseudogley

nach BBodSchG (Bodenschutzgesetz)

§ 2 (1) Boden im Sinne dieses Gesetzes ist
die obere Schicht der Erdkruste,
soweit sie Träger der in Absatz 2 genannten Bodenfunktionen ist,

einschließlich der flüssigen Bestandteile (Bodenlösung) und der gasförmigen Bestandteile (Bodenluft),
ohne Grundwasser und Gewässerbetten 

Relief

Klima

Zeit

Tiere

Mensch

Gestein

Entkalkung

Humusbildung

Verbraunug

Tonverlagerung (Lessivierung)

Podsolierung

(Pseudo-)Vergleyung

ca 49,5% fest -> Substanzvolumen

ca 0,5% belebt -> Substanzvolumen

ca 25% flüssig -> Porenvolumen

ca 25% gasförmig -> Porenvolumen

Produktionsfunktion

Regelungsfunktion

Lebensraumfunktion

Geschichtliche Funktion

Standortfunktion