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2010 | Book

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Lehrbuch der Bodenkunde

Authors: Professor Dr. Dr. h.c. Hans-Peter Blume, Professor Dr. Gerhard W. Brümmer, Professor Dr. Rainer Horn, Professor Dr. Ellen Kandeler, Professor Dr. Ingrid Kögel-Knabner, Professor Dr. Ruben Kretzschmar, Professor Dr. Karl Stahr, Professor Dr. Dr. Berndt-Michael Wilke, Professor Dr. Sören Thiele-Bruhn, Priv.-Doz. Dr. Gerhard Welp

Publisher: Spektrum Akademischer Verlag

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About this book

Böden sind eine unserer wichtigsten Lebensgrundlagen. Sie liefern Wasser und Nährstoffe an die Pflanzen, die uns ernähren, und halten Schadstoffe vom Grundwasser fern. Aber sie sind auf vielfältige Weise gefährdet. Ihr Schutz ist daher eine der wichtigsten Aufgaben für Wissenschaft, Politik und Gesellschaft.

Ein Team anerkannter Autoren beschreibt in der 16. Auflage dieses renommierten und erfolgreichen Lehrbuchs ·

die Vorgänge der Bodenbildung und -entwicklung, · die physikalischen, biologischen und chemischen Eigenschaften der Böden, · Nähr- und Schadstoffe, · die verschiedenen Bodensystematiken (Deutschland, USA, FAO-UNESCO, WRB), · die wichtigsten Böden und Bodenlandschaften Mitteleuropas und der Welt, · die Nutzungsbewertung der Böden · Grundsätze des Bodenschutzes

Die 16. Auflage wurde völlig neu bearbeitet und neu strukturiert. Für das Studium überflüssiges Wissen ist gekürzt. Einige Kapitel wurden aber auch stark erweitert, v.a. die Bodenbiologie. Die Grafiken sind erstmals 2-farbig und es gibt drei Tafel mit Farbfotos von Bodenprofilen.

Wer sich mit Böden befasst, braucht dieses Buch.

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Table of Contents

Frontmatter

1. Einleitung: Böden — die Haut der Erde

Zusammenfassung

Böden sind der belebte Teil der obersten Erdkruste. Sie besitzen eine Mächtigkeit von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Zehner Metern bei einer Dicke der Erdkruste von meist 5…40 km. Die Erdkruste ist wiederum Teil der im Mittel ca. 100 km dicken Lithosphäre, die sich aus den tektonischen Platten mit den Kontinenten zusammensetzt. Die gesamte Strecke von der Erdoberfläche bis zum Erdmittelpunkt beträgt 6.370 km. Bei diesen Größenverhältnissen wird deutlich, dass Böden die dünne und verletzliche Haut der Erde bilden, die besonderer Aufmerksamkeit bedarf.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

2. Anorganische Komponenten der Böden — Minerale und Gesteine

Zusammenfassung

Die Stellung der Böden im Stoffkreislauf der Lithosphäre (Abb. 2.1-1) zeigt, dass an der Gesteinsbildung, der Lithogenese, eine große Zahl von Prozessen in Form eines Kreislaufs beteiligt sind. Beim Abkühlen glutflüssigen Magmas entstehen am Beginn der Lithogenese Gesteine durch Kristallisation aus der Schmelze. Sie unterliegen weiteren vielfältigen Veränderungen durch die Prozesse Verwitterung, Abtragung, Transport, Ablagerung, Diagenese, Metamorphose und Anatexis, die sich zu einem Kreislauf zusammenschließen. In diesem Kreislauf sind die Böden eine bedeutsame Station. Sie sind einerseits das Ergebnis der Gesteinsumwandlung in Kontakt mit Atmosphäre und Biosphäre (Pedogenese) und liefern andererseits Material für die Bildung neuer Gesteine. Daher sind Böden nicht ohne Gesteinskenntnis zu verstehen und zu klassifizieren, ebenso wenig aber auch viele Gesteine nicht ohne Kenntnis der Böden (Kittrick 1985).

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

3. Organische Bodensubstanz

Zusammenfassung

Die Masse der organischen Bodensubstanz macht in den meisten Oberböden nur wenige Prozentanteile aus, hat aber entscheidenden Einfluss auf alle Bodenfunktionen und spielt eine zentrale Rolle im globalen Kreislauf des Kohlenstoffs. Der Kohlenstoffgehalt bzw. der Schwarzanteil der Bodenfarbe sind daher ein differenzierendes Kriterium bei der Profilansprache in der deutschen und in internationalen Klassifikationen.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

4. Bodenorganismen und ihr Lebensraum

Zusammenfassung

Die Gesamtheit der im Boden lebenden Organismen wird als Edaphon bezeichnet. Die Einteilung des Edaphons in Mikroflora, Mikrofauna, Mesofauna und Makrofauna erfolgt anhand des Körperdurchmessers der Organismen. Dies spiegelt den besiedelbaren Porenraum im Boden wider (Abb. 4.1-1). Mikroflora (Bakterien, Pilze, Algen) und Mikrofauna (Protozoen, Nematoden) bilden die Gemeinschaft der Mikroorganismen in Böden. Die Bodenorganismen beeinflussen die Bodenbildung (Pedogenese) direkt (z. B. durch Graben und Abbau organischer Substanz) oder indirekt (z. B. durch Fressen von Pflanzenwurzeln). Zu den permanenten Bodenorganismen gehören Bodenmikroorganismen und alle Bodentiere, die sämtliche Lebensstadien im Boden verbringen. Permanente Bodenorganismen können jedoch als Dauerformen (Cysten, Sporen) oder sorbiert an Staubpartikel äber die Atmosphäre verbreitet werden. Innerhalb des Bodenprofils kann ein aktiver oder passiver Transport von Bodenorganismen erfolgen.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

5. Chemische Eigenschaften und Prozesse

Zusammenfassung

Viele Regelungsfunktionen von Böden (Kap. 10.1) beruhen auf biogeochemischen Prozessen und werden deshalb von den chemischen Eigenschaften der Böden beeinflusst. Beispiele hierfür sind die Speicherung und Nachlieferung von Nährstoffen, die Sorption und der Abbau von Schadstoffen sowie die Pufferung von Säureeinträgen. Chemische Prozesse an Grenzflächen sind dabei von herausragender Bedeutung. Etwa 40…60 % des Bodenvolumens bestehen aus Poren, die je nach aktueller Bodenfeuchte mit Wasser (Bodenlösung) und Gasen (Bodenluft) gefüllt sein können. Die feste Bodensubstanz besteht überwiegend aus Mineralen und kleineren Anteilen von organischen Substanzen. In diesem porösen System aus mineralischen und organischen Bodenpartikeln, Gasen, wässrigen Lösungen und Organismen bilden sich enorm große und chemisch reaktive Grenzflächen aus. An diesen Grenzflächen können Ionen und Moleküle adsorbiert, komplexiert, ausgefällt oder chemisch umgewandelt werden.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

6. Physikalische Eigenschaften und Prozesse

Zusammenfassung

Böden sind Naturkörper und als solche durch jeweils typische physikalische Eigenschaften gekennzeichnet; Farbe (Kap. 6.8) und Körnung (Kap. 6.1) fallen am meisten ins Auge. Sie sind daher wichtige Bestandteile einer jeden Bodenbeschreibung.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

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7. Bodenentwicklung und Bodensystematik

Zusammenfassurg

Die Bodengenetik ist die Lehre von der Entwicklung der Böden. Ein Boden ist ein Naturkörper, der an der Erdoberfläche unter einem bestimmten Klima, einer bestimmten streuliefernden Vegetation und Population von Bodenorganismen durch bodenbildende Prozesse (Verwitterung und Mineralbildung, Zersetzung und Humifizierung, Gefügebildung und verschiedene Stoffumlagerungen) aus einem Gestein entsteht.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

8. Bodenverbreitung

Zusammenfassung

Böden sind Naturkörper und als solche vierdimensionale Ausschnitte aus der Erdkruste, in denen sich Gestein, Wasser, Luft und Lebewelt durchdringen. Wichtig ist dabei, dass die Böden belebt sind. Sie dürfen nicht als Lebewesen, sondern müssen als ein komplexes Poren- und Festkörpersystem betrachtet werden. Böden bestehen dabei aus vier Phasen, aus der gasförmigen, der flüssigen, der festen mineralischen und der festen organischen Phase.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

9. Böden als Pflanzenstandorte

Zusammengassurg

Böden sind die natürlichen Standorte für alle Landpflanzen, die ihre Wurzeln im Bodenraum ausbilden und dadurch im Boden verankert sind sowie über ihr Wurzelsystem mit Wasser, Sauerstoff und Nährstoffen aus dem Boden versorgt werden. Hierfür ist eine gute Durchwurzelbarkeit und Gründigkeit der Böden erforderlich (Kap. 9.1). Außerdem müssen Böden genügend pflanzenverfügbares Wasser speichern können (Kap. 9.2), eine ausreichende Durchlüftung (Kap. 6.5 und 9.3) und Bodenwärme (Kap. 6.6 und 9.4) aufweisen sowie ausreichende Mengen an verfügbaren Pflanzennährstoffen enthalten (Kap. 9.5). Diese Eigenschaften werden ganz wesentlich von der Mächtigkeit des durchwurzelbaren Bodenraumes bestimmt. Fruchtbare Böden sind dabei die Grundlage für die Versorgung der wachsenden Menschheit mit Nahrungsmitteln. Da Böden ein nur begrenzt vorhandenes Gut sind, müssen sie vor Schädigungen und Zerstörung geschützt und ihre Fruchtbarkeit muss erhalten werden, wenn Hungerkatastrophen vermieden werden sollen.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

10. Gefährdung der Bodenfunktionen

Zusammenfassung

Böden als Teil von Ökosystemen erbringen eine Reihe von Funktionen für Mensch und Umwelt. Die Funktionen der Böden sind Lebensraum-, Nutzungs-, Transformator-, Filter-, Puffer- und Archivfunktion (s. Kap. 1). Sie sind potenziell durch menschliche Aktivitäten gefährdet. Dazu zählen zum einen stoffliche Belastungen wie industrielle Emissionen, Ausbringen von Schlämmen, Baggergut und nicht stoffliche Belastungen durch Erosion, Befahren mit schwerem Gerät oder Abgrabungen.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

11. Bodenbewertung und Bodenschutz

Zusammenfassung

Alle Böden unserer Erde sind nützlich. Sie dienen dem Naturhaushalt, der Pflanzen- und Tierproduktion oder vielfältigen Zwecken der Zivilisation (vgl. Kap. 1.2). Je größer die Bevölkerung unserer Erde wird, desto mehr konkurrieren verschiedene Nutzungen um ein und denselben Boden. Deshalb wird häufiger die Grundfrage gestellt: Ist dieser Boden für eine bestimmte Nutzung geeignet? Diese Frage ist so alt wie der Umgang mit Böden. Schon die Menschen der Steinzeit mussten sich fragen, ob es Gewinn bringt, den Wald zu roden und ihn zu ackerbaulichen Zwecken umzufunktionieren. Auch die Anfänge der Bodensystematik sind in der Nutzbarkeit der Böden begründet (vgl. Kap. 7). Die wichtigste Einschätzung ist nach wie vor die Frage nach der Bodenfruchtbarkeit bzw. nach dem Ertragspotenzial der Böden für verschiedene Kulturen. Am besten überliefert ist uns aus römischer und griechischer Literatur die Koinzidenz von Bodeneinteilung und Nutzungseignung unserer Böden.

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

12. Anhang

Hans-Peter Blume, Gerhard W. Brümmer, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke, Sören Thiele-Bruhn, Gerhard Welp

Backmatter

Title: Lehrbuch der Bodenkunde
Authors: Professor Dr. Dr. h.c. Hans-Peter Blume
Professor Dr. Gerhard W. Brümmer
Professor Dr. Rainer Horn
Professor Dr. Ellen Kandeler
Professor Dr. Ingrid Kögel-Knabner
Professor Dr. Ruben Kretzschmar
Professor Dr. Karl Stahr
Professor Dr. Dr. Berndt-Michael Wilke
Professor Dr. Sören Thiele-Bruhn
Priv.-Doz. Dr. Gerhard Welp
Copyright Year: 2010
Publisher: Spektrum Akademischer Verlag
Electronic ISBN: 978-3-8274-2251-4
Print ISBN: 978-3-8274-1444-1
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-8274-2251-4