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Über dieses Buch

Die 17. Auflage dieses renommierten Lehrbuches vermittelt ein umfassendes Wissen über Böden und deren Schutz. Böden bilden eine der wichtigsten Grundlagen für das terrestrische Leben. Für einen effektiven Schutz und Erhalt dieses Lebensraums braucht es ein grundlegendes Verständnis der Prozesse, die Böden formen, sowie der Eigenschaften der Böden selbst. Dieses Buch fasst den neusten Kenntnisstand der Forschung zusammen und vermittelt ein umfassendes Wissen der Bodenkunde. Im Detail werden behandelt:

die Vorgänge der Bodenbildung und -entwicklung,die physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften und Prozesse, Nähr- und Schadstoffe,die verschiedenen Bodensystematiken, die wichtigsten Böden und Bodenlandschaften,die Nutzungsbewertung der Böden, Grundsätze des Bodenschutzes.

Die 17. Auflage wurde überarbeitet und ergänzt. Neu ist ein Kapitel zu Nanopartikeln als Schadstoffe im Boden. Durch seine Ausführlichkeit ist dieses Buch ein Must-Have für alle, die sich mit Böden befassen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung: Böden – die Haut der Erde

Böden sind der belebte Teil der obersten Erdkruste. Sie besitzen eine Mächtigkeit von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Zehnermetern 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.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 2. Anorganische Komponenten der Böden – Minerale und Gesteine

DieGesteinStellungMineral der BödenBoden im StoffkreislaufStoffkreislauf der LithosphäreLithosphäre (Abb. 2.1) zeigt, dass an der Gesteinsbildung, der LithogeneseLithogenese, eine große Zahl von Prozessen in Form eines Kreislaufs beteiligt sind. Beim Abkühlen glutflüssigen MagmasMagma entstehen am Beginn der Lithogenese Gesteine durch KristallisationKristallisation aus der SchmelzeSchmelze. Sie unterliegen weiteren vielfältigen Veränderungen durch die Prozesse VerwitterungVerwitterung, AbtragungAbtragung, TransportTransport, AblagerungAblagerung, DiageneseDiagenese, MetamorphoseMetamorphose und AnatexisAnatexis, die sich zu einem Kreislauf zusammenschließen.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 3. Organische Bodensubstanz

Die Masse der organischen BodensubstanzBodensubstanz, organische 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 KohlenstoffgehaltKohlenstoffgehalt bzw. der Schwarzanteil der Bodenfarbe sind daher ein differenzierendes Kriterium bei der Profilansprache in der deutschen und in internationalen Klassifikationen.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 4. Bodenorganismen und ihr Lebensraum

Die Gesamtheit der im Boden lebenden Organismen wird als Edaphon bezeichnet. Die Einteilung des Edaphons in Bakterien, Pilze, Viren, Algen, Mikrofauna, Mesofauna und Makrofauna erfolgt anhand des Körperdurchmessers der Organismen. Dies spiegelt den besiedelbaren Porenraum im Boden wider. In den einzelnen Abschnitten dieses Buchkapitels sollen zunächst die einzelnen Gruppen der im Boden lebenden Organismen vorgestellt werden; anschließend wird gezeigt, wie Bodenorganismen sich an ihren Lebensraum angepasst haben und welche Funktionen Bodenorganismen besitzen. Bodenorganismen stellen sehr gute Bioindikatoren für die natürlichen und anthropogenen Veränderungen von Böden dar. In dem letzten Abschnitt des Buchkapitels wird dargestellt, wie Bodenmikroorganismen auf die Erhöhung der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre, den langsamen Anstieg der Temperatur und die veränderte Niederschlagsverteilung reagieren.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 5. Chemische Eigenschaften und Prozesse

Viele Regelungsfunktionen von Böden 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 organischer 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, oxidiert, reduziert, ausgefällt oder chemisch umgewandelt werden. Dieses Kapitel bietet eine Einführung in wichtige chemische Eigenschaften und Prozesse, die das Verhalten von Nähr- und Schadstoffen in Böden kontrollieren.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 6. Physikalische Eigenschaften und Prozesse

Böden sind als Dreiphasensysteme durch jeweils typische physikalische Eigenschaften kennzeichnet. Neben der Körnung sowie dem Bodengefüge bestimmen besonders Bodenwasser, Bodenluft sowie Bodentemperatur die Funktionen in Böden. Die mechanische Festigkeit und Wechselwirkung mit Wasser-, Luft- und Gashaushalt, aber auch zur chemischen und biologischen Zusammensetzung im Boden entscheidet über die dauerhafte Gewährleistung von Bodenfunktionen. Sie dient ebenso als Hinweis für die geologischen Ausgangsbedingungen, aber auch zur Erklärung hydraulischer, chemischer und biologischer Stabilisierungs- bzw. Destabilisierungsvorgänge. Folglich ist sie das Kennzeichen für die Bodendegradation. Die Bodenfarbe als physikalische Größe dient besonders der Beschreibung der Bodenzusammensetzung und -entwicklung.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 7. Bodenentwicklung und Bodensystematik

Kapitel 7 handelt von der Entwicklung und Systematik der Böden. 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 im Laufe der Zeit durch bodenbildende Prozesse (Verwitterung und Mineralbildung, Zersetzung und Humifizierung, Gefügebildung und verschiedene Stoffumlagerungen) aus einem Gestein entsteht. Wichtige Böden Mitteleuropas und der Welt werden im Hinblick auf Genese, Eigenschaften, Verbreitung und Nutzung ausführlich beschrieben, wobei im Wesentlichen der in Deutschland gebräuchlichen Benennung und Nomenklatur gefolgt wird. Außerdem werden die Bezeichnungen der internationalen Klassifikation (WRB-System) sowie zusätzlich der US-amerikanischen Soil Taxonomy angegeben.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 8. Bodenverbreitung

BödenBodensindPedosphäreNaturkörperNaturkörper und als solche vierdimensionale (Raum und Zeit) Ausschnitte aus der oberen ErdkrusteErdkruste, in denen sich GesteinGestein, WasserWasser, LuftLuftund LebeweltLebewelt durchdringen. Wichtig ist dabei, dass die Böden belebt sind. Sie dürfen nicht als LebewesenLebewesen, sondern müssen als ein komplexes PorenPorensystem- und FestkörpersystemFestkörpersystem betrachtet werden. Böden bestehen dabei aus vier PhasenPhase, aus der gasförmigen, der flüssigen, der festen mineralischen und der festen organischen Phase.

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Kapitel 9. Böden als Pflanzenstandorte

BödenBodenals Pflanzenstandorte 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.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 10. Gefährdung der Bodenfunktionen

Böden als Teil von Ökosystemen erbringen eine Reihe von Funktionen für Mensch und Umwelt. Die Funktionen der Böden sind Lebensraum-, Nutzungs-, Transformations-, Filter-, Puffer- und Archivfunktion (s. Kap. 1). Sie sind potenziell durch menschliche Aktivitäten gefährdet. Zu unterscheiden sind stoffliche Belastungen durch industrielle Emissionen, Ausbringen von Schlämmen und Baggergut und nicht stoffliche Belastungen wie Erosion, Befahren mit schwerem Gerät oder Abgrabungen. In Kapitel 10.1 bis 10.4 werden Eintragspfade, Verhalten und Wirkungen anorganischer Stoffe, Nanomaterialien und organischer Schadstoffe beschrieben. Kapitel 10.5 beschreibt Gefährdungen durch Komposte, Güllen, Klärschlämmen und Baggergut. Auf die toxikologische und ökotoxikologische Bewertung stofflicher Belastungen wird in Kap. 10.6, auf Bodensanierungsverfahren in Kap. 10.7 eingegangen. Gefährdungen der Bodenfunktionen durch Bodenerosion und mechanische Bodenverformung werden in Kap. 10.8 ausführlich behandelt.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 11. Bodenbewertung und Bodenschutz

AlleBodenschutzBödenBodenbewertung unserer Erde sind nützlich. Sie dienen dem Naturhaushalt,Naturhaushalt der PflanzenPflanzenproduktion- und TierproduktionTierproduktion oder vielfältigen Zwecken der ZivilisationZivilisation (vgl. Abschn. 1.2). Je größer die Bevölkerung unserer ErdeErde wird, desto mehr konkurrieren verschiedene NutzungenNutzung um ein und denselben Boden.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

Kapitel 12. Anhang

Im Anhang befinden sich die Gliederung geologischer Formationen, aufgeteilt in Geologische Zeittafel und Gliederung der Spat- und Nacheiszeit in Mitteleuropa, sowie die Abkürzungen und Literatur.

Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Berndt-Michael Wilke

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