Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde
- 2026
- Buch
- Verfasst von
- Wulf Amelung
- Heiner Fleige
- Rainer Horn
- Ellen Kandeler
- Ruben Kretzschmar
- Karl Stahr
- Sören Thiele-Bruhn
- Berndt-Michael Wilke
- Verlag
- Springer Berlin Heidelberg
Über dieses Buch
Die 18. Auflage dieses renommierten Lehrbuches vermittelt ein umfassendes Wissen über Böden und deren Schutz. Böden bilden eine der wichtigsten Grundlagen des terrestrischen Lebens. Für einen effektiven Schutz und Erhalt dieses Lebensraums ist ein grundlegendes Verständnis der Prozesse erforderlich, die Böden formen, sowie ihrer Eigenschaften.
Dieses Buch fasst den neuesten Kenntnisstand der Forschung zusammen und vermittelt umfassendes Wissen der Bodenkunde. Im Detail werden behandelt:
die Faktoren und Prozesse der Bodenentwicklung, die physikalischen, geologischen, mineralogischen, 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 18. Aufl. wurde intensiv überarbeitet und ergänzt. Neu ist ein Kapitel zum aktuellen Thema „partikuläre Fremdstoffe“ – stoffliche Belastungen durch Nanomaterialien, Mikroplastik und pyrogene Kohlenstoffe in Böden.
Durch seine Ausführlichkeit ist dieses Buch das unentbehrliche Standardwerk für alle, die sich mit Böden befassen.
Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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1. Einleitung: Böden – die Haut der Erde
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDieses Kapitel vermittelt ein tiefgreifendes Verständnis für Böden als dynamische und lebenswichtige Systeme, die weit mehr sind als nur die oberste Schicht der Erdkruste. Im Fokus stehen zunächst die Entstehung und Entwicklung von Böden, die durch die Wechselwirkung von Gestein, Klima, Organismen und Zeit geprägt werden – ein Prozess, der als Pedogenese bezeichnet wird. Der Text erklärt die genetischen Faktoren nach Jenny und zeigt, wie diese zu charakteristischen Bodeneigenschaften und -horizonten führen, die als Archive der Landschaftsgeschichte gelesen werden können. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf den vielfältigen Funktionen von Böden: Sie dienen als Lebensraum für unzählige Organismen, regulieren den Wasser- und Nährstoffhaushalt, speichern Kohlenstoff und filtern Schadstoffe. Besonders detailliert wird die Rolle der Böden im globalen Kohlenstoffkreislauf dargestellt, einschließlich ihrer Bedeutung für die Klimaregelung durch die Bindung von CO₂ und Methan. Darüber hinaus werden die Wechselwirkungen zwischen Böden und anderen Ökosystemkomponenten wie Grundwasser, Oberflächengewässern und der Atmosphäre erläutert, die zeigen, wie eng vernetzt diese Systeme sind. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die menschliche Nutzung von Böden: Von der landwirtschaftlichen Produktion über die Bereitstellung von Rohstoffen bis hin zur Rolle als Siedlungsfläche – Böden sind die Basis unseres Lebens. Gleichzeitig werden die Risiken und Herausforderungen durch menschliche Einflüsse wie Erosion, Versalzung, Bodenverdichtung und Schadstoffbelastung thematisiert. Der Text schließt mit einem Appell zum Schutz dieser endlichen Ressource, die durch Gesetze wie das Bundesbodenschutzgesetz geschützt wird. Wer dieses Kapitel liest, erhält nicht nur ein umfassendes Bild der Komplexität und Bedeutung von Böden, sondern auch wertvolle Einblicke in ihre Rolle für die Zukunftsfähigkeit unserer Ökosysteme und die nachhaltige Nutzung dieser lebenswichtigen Ressource.KI-Generiert
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ZusammenfassungBöden sind der belebte Teil der obersten Erdkruste. Sie besitzen eine Mächtigkeit von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Zehnermetern bei einer Dicke der Erdkruste von 5 bis 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 6370 km. Bei diesen Größenverhältnissen wird deutlich, dass Böden die dünne und verletzliche Haut der Erde bilden, die besonderer Aufmerksamkeit bedarf.Die Bodenkunde oder Pedologie ist die Wissenschaft von der Entwicklung und Verbreitung von Böden, deren Eigenschaften und Prozesse zu beschreiben sind. Sie befasst sich auch mit den verschiedenen Bodenfunktionen und den Möglichkeiten der Nutzung von Böden. In der Anwendung beschäftigt sie sich mit der Verbesserung der Nutzung und will Bodenbelastungen, die durch Fehlnutzung durch den Menschen entstanden, vermeiden und beheben. -
2. Anorganische Komponenten der Böden – Minerale und Gesteine
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDieser Fachbeitrag beleuchtet die anorganischen Komponenten von Böden – Minerale und Gesteine – und erklärt deren Entstehung, Umwandlung und Bedeutung im Kreislauf der Lithosphäre. Zunächst wird der Gesteinskreislauf dargestellt, der durch endogene und exogene Prozesse wie Tektonik, Vulkanismus, Verwitterung und Sedimentation angetrieben wird. Böden nehmen dabei eine zentrale Stellung ein, da sie sowohl das Ergebnis als auch die Grundlage für die Bildung neuer Gesteine sind. Ein besonderer Fokus liegt auf der Struktur und den Eigenschaften von Mineralen, insbesondere Silicaten, die den Hauptbestandteil der Erdkruste bilden. Der Text beschreibt detailliert die verschiedenen Silicatstrukturen – von Gerüstsilicaten wie Feldspäten über Schichtsilicate wie Glimmer und Tonminerale bis hin zu Inselsilicaten wie Olivinen. Dabei wird auf die chemische Zusammensetzung, die Kristallstruktur und die Verwitterungsprozesse eingegangen, die zur Bildung pedogener Minerale führen. Besonders hervorzuheben sind die Tonminerale, die durch ihre geringe Teilchengröße und hohe Reaktivität Böden entscheidend prägen. Der Beitrag erklärt, wie sich Tonminerale aus primären Silicaten bilden, welche Rolle die Schichtladung spielt und wie sie durch Umweltbedingungen beeinflusst werden. Zudem werden Oxide und Hydroxide von Aluminium, Eisen, Mangan und Titan behandelt, die als Verwitterungsprodukte entstehen und die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Böden maßgeblich bestimmen. Abschließend wird die Bedeutung dieser Minerale für die Bodenfruchtbarkeit, Nährstoffverfügbarkeit und Umweltprozesse diskutiert. Der Text bietet damit eine fundierte Grundlage für das Verständnis der mineralogischen und geochemischen Prozesse, die Böden und Gesteine formen und ihre Eigenschaften bestimmen.KI-Generiert
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ZusammenfassungDie Stellung der Böden im Stoffkreislauf der Lithosphäre (Abb. 2.1) 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; Grotzinger und Jordan 2017). Angetrieben wird dieser Kreislauf einerseits durch endogene Prozesse wie Tektonik und Vulkanismus, andererseits durch exogene Prozesse wie Klima, Klimaänderungen und Relief. -
3. Organische Bodensubstanz
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDieses Kapitel beleuchtet die zentrale Rolle der organischen Bodensubstanz im globalen Kohlenstoffkreislauf und ihre Bedeutung für nahezu alle Bodenfunktionen. Zunächst wird der Aufbau und die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz erläutert, wobei zwischen partikulärer, gelöster und mineralgebundener organischer Substanz unterschieden wird. Besonders detailliert wird auf die Herkunft und die chemischen Eigenschaften der verschiedenen Bestandteile eingegangen, darunter pflanzliche Rückstände, mikrobielle Nekromasse und Holzkohle. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den Prozessen der Humusbildung und des Kohlenstoffabbaus, die durch Mikroorganismen und Bodentiere gesteuert werden. Die Stabilisierung der organischen Substanz durch Wechselwirkungen mit der Mineralphase und räumliche Trennung wird als entscheidender Mechanismus für die langfristige Speicherung von Kohlenstoff im Boden beschrieben. Zudem werden die ökologischen Funktionen der organischen Bodensubstanz diskutiert, darunter ihre Rolle als Nährstoffspeicher, Wasserspeicher und Sorbent für Schadstoffe. Abschließend wird die Bedeutung der organischen Bodensubstanz für die Bodenfruchtbarkeit, den Klimaschutz und die globale Kohlenstoffbilanz herausgestellt, wobei auch auf mögliche Risiken wie die Freisetzung von Treibhausgasen bei zu hohen Humusgehalten hingewiesen wird.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungBöden enthalten mehr Kohlenstoff als Atmosphäre und Biosphäre zusammen. Auch wenn die organischen Bodensubstanz in den meisten Oberböden nur wenige Prozentanteile ausmacht, spielt sie daher eine zentrale Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und beeinflusst nahezu alle wesentlichen Bodenfunktionen. Einzelne Bestandteile der organischen Bodensubstanz sind unterschiedlich reaktiv und können mit der Mineralphase interagieren, so dass sich die Umsatzzeiten dieser sog. C‐Pools von Stunden und Tagen bis hin zu einigen hundert oder gar tausend Jahren erstrecken können. -
4. Bodenorganismen und ihr Lebensraum
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDieses Kapitel bietet einen umfassenden Überblick über die komplexe Welt der Bodenorganismen, die als Edaphon bezeichnet wird. Zunächst wird die Einteilung der Organismen nach Körpergröße und Porenraum im Boden erläutert, wobei Bakterien, Pilze, Viren, Algen sowie Mikro-, Meso- und Makrofauna systematisch vorgestellt werden. Ein besonderer Fokus liegt auf den Anpassungsmechanismen dieser Organismen an ihren Lebensraum, etwa durch spezifische Stoffwechselwege oder Symbiosen mit Pflanzen. Zudem werden ihre ökologischen Funktionen beleuchtet, darunter die Bodenbildung, Nährstoffkreisläufe und die Zersetzung organischer Substanz. Ein zentraler Aspekt ist die Bedeutung von Bodenorganismen als Bioindikatoren, die natürliche und anthropogene Veränderungen im Boden anzeigen können. Abschließend wird analysiert, wie Bodenmikroorganismen auf steigende CO₂-Konzentrationen, Temperaturerhöhungen und veränderte Niederschlagsmuster reagieren – ein hochaktuelles Thema im Kontext des Klimawandels. Mit detaillierten Abbildungen zu Größenklassifikationen und Lebenszyklen sowie phylogenetischen Stammbäumen wird das Kapitel zu einem unverzichtbaren Leitfaden für alle, die die faszinierende Mikrowelt unter unseren Füßen verstehen möchten.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungDie 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. -
5. Chemische Eigenschaften und Prozesse
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeZusammenfassungZusammenfassungViele Regelungsfunktionen von Böden beruhen auf biogeochemischen Prozessen und werden daher 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. -
6. Physikalische Eigenschaften und Prozesse
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDieses Kapitel beleuchtet die physikalischen Eigenschaften und Prozesse von Böden als Dreiphasensysteme und zeigt, wie Körnung, Gefüge, Wasserhaushalt und Temperatur ihre Funktionen und Stabilität bestimmen. Im Fokus stehen die mechanische Festigkeit und Wechselwirkungen mit Wasser-, Luft- und Gashaushalt, die entscheidend für die dauerhafte Gewährleistung von Bodenfunktionen sind und Prozesse wie Bodengenese und -degradation beeinflussen. Der Text analysiert zunächst die Körnung von Böden, ihre Entstehung und Verteilung, und erklärt, wie Primärteilchen durch Verwitterung und Transportprozesse entstehen und sich in Größe und Form unterscheiden. Besonders relevant ist die Unterscheidung zwischen Primärteilchen und Aggregaten sowie die Bedeutung der Porosität und Porengrößenverteilung für Wasser- und Luftspeicherung sowie Durchwurzelbarkeit. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf der Lagerung der Primärteilchen und der daraus resultierenden Porensysteme, die durch Abstützung, Berührung und Sekundärporen wie Schrumpfungsrisse oder Wurzelröhren geprägt sind. Die Porengrößenverteilung wird dabei in Beziehung zu pflanzenverfügbarem Wasser, Belüftung und mikrobieller Aktivität gesetzt. Zudem werden dynamische Prozesse wie Schrumpfung und Quellung erläutert, die durch Wassergehaltsänderungen ausgelöst werden und die Bodenstruktur nachhaltig prägen. Abschließend werden Wechselwirkungen zwischen fester und flüssiger Phase diskutiert, insbesondere die Rolle von Flockung, Peptisation und elektrokinetischen Potenzialen für die Aggregatstabilität und Bodenfunktionen. Der Text bietet damit eine umfassende Grundlage für das Verständnis der physikalischen Bodenprozesse und deren Bedeutung für ökologische und ingenieurtechnische Anwendungen.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungBöden sind als Dreiphasensysteme durch jeweils typische physikalische Eigenschaften gekennzeichnet. 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 definiert nicht nur die meßbare Grenze der Eigenfestigkeit von Böden und deren einzelnen Bodenhorizonte, sondern auch der Starrheit von Porensystemen und – funktionen. Sie dient als Hinweis für die geologischen Ausgangs‐ sowie pedogenen und anthropogenen Standortbedingungen, ebenso wie zur Erklärung hydraulischer, chemischer und biologischer Stabilisierungs‐ bzw. Destabilisierungsvorgänge. Folglich ist sie das Kennzeichen für die Bodengenese sowie der ‑degradation. Die Bodenfarbe als physikalische Größe dient besonders der Beschreibung der Bodenzusammensetzung und ‑entwicklung. -
7. Bodenentwicklung und Bodensystematik
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDas Kapitel beleuchtet die grundlegenden Prinzipien der Bodengenetik und stellt die wichtigsten Böden Mitteleuropas sowie ausgewählte Böden der Welt vor. Im Fokus stehen die Faktoren der Bodenentwicklung – Klima, Ausgangsgestein, Relief, Flora, Fauna und Mensch – und deren komplexe Wechselwirkungen, die zur Entstehung unterschiedlicher Bodentypen führen. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf der systematischen Klassifikation von Böden nach der deutschen AG Boden 2024, der internationalen WRB 2022 sowie der US-amerikanischen Soil Taxonomy 2022, die eine vergleichende Einordnung ermöglicht. Besonders detailliert werden die Prozesse der Bodenbildung wie Verbraunung, Verlehmung, Podsolierung und Tonverlagerung erläutert, die für die Horizontdifferenzierung und damit die Charakterisierung von Böden entscheidend sind. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den anthropogenen Einflüssen, die durch Landnutzung, Düngung oder Versiegelung die natürliche Bodenentwicklung gezielt verändern oder sogar unterbrechen können. Abschließend wird die Bedeutung der Zeit für die Bodenentwicklung diskutiert, wobei zwischen jungen Böden Mitteleuropas und den oft Millionen Jahre alten Böden der Tropen unterschieden wird. Das Kapitel bietet damit nicht nur eine fundierte Einführung in die Bodengenetik, sondern auch eine praxisnahe Orientierung für die Bewertung und Klassifikation von Böden in verschiedenen ökologischen und klimatischen Kontexten.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungKapitel 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 der in Deutschland gebräuchlichen Klassifikation (AG Boden 2024), der internationalen Klassifikation (IUSS Working Group WRB 2022) sowie zusätzlich der US‐amerikanischen Soil Taxonomy (Soil Survey Staff 2022) gefolgt wird. -
8. Bodenverbreitung
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDas Kapitel bietet eine fundierte Einführung in die Systematik der Bodenvergesellschaftung und -genese, beginnend mit der kleinsten räumlichen Einheit, dem Pedon, bis hin zu globalen Bodenzonen. Es werden die grundlegenden Prinzipien der Bodenklassifikation nach AG Boden 2024 und WRB 2022 erläutert, wobei der Fokus auf der Charakterisierung von Bodengesellschaften durch Gefügestil, Ausgangsgestein und Bodentypen liegt. Ein zentraler Schwerpunkt ist die Beschreibung der Pedosphäre als vierdimensionale Einheit, die aus gasförmigen, flüssigen, mineralischen und organischen Phasen besteht und als lebendiges System fungiert. Die Bedeutung der Böden als 'Haut der Erde' wird herausgestellt, da sie als Regulator für Stoffflüsse zwischen Lithosphäre, Atmosphäre, Biosphäre und Hydrosphäre wirken. Besonders detailliert wird auf die Bodenzonen der Erde eingegangen, wobei deren Entstehung, charakteristische Bodentypen und Nutzungspotenziale analysiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf den Grundsätzen der Bodenvergesellschaftung, insbesondere dem Catena-Prinzip, das die gesetzmäßige Anordnung von Böden in Landschaften erklärt. Zudem werden die spezifischen Herausforderungen und Besonderheiten von Böden in städtisch-industriellen Verdichtungsräumen thematisiert, darunter anthropogene Veränderungen wie Versiegelung, Schadstoffeinträge und technogene Substrate. Das Kapitel schließt mit einer Übersicht der wichtigsten bodenbildenden Prozesse in den verschiedenen Bodenzonen und deren Auswirkungen auf die Nutzung. Für Fachleute, die ihr Wissen über globale Bodenverbreitung, Klassifikation und ökologische Funktionen vertiefen möchten, bietet dieser Text eine wertvolle Zusammenfassung aktueller Erkenntnisse und praktischer Anwendungen.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungDie Grundsätze der Vergesellschaftung von Böden von der kleinsten räumlichen Einheit, dem Pedon, bis zu den Bodenzonen der Erde werden erläutert, wobei der in Deutschland gebräuchlichen Klassifikation (AG Boden 2024) sowie der internationalen Klassifikation (IUSS Working Group WRB 2022) gefolgt wird. Zu den Grundsätzen einer Systematik von Bodengesellschaften gehört, dass diese durch den Gefügestil (Platten-, Hang-, Senkengefüge), durch das Ausgangsgestein und durch die jeweiligen Bodentypen charakterisiert werden. Die einzelnen Bodenzonen der Erde werden im Hinblick auf ihre Nutzung sowie die wichtigsten bodenbildenden Prozesse genauer beschrieben. -
9. Böden als Pflanzenstandorte
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDer Fachbeitrag beleuchtet die zentralen Funktionen von Böden als Lebensraum für Pflanzen und analysiert die entscheidenden Faktoren, die deren Fruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit bestimmen. Im Mittelpunkt stehen die Durchwurzelbarkeit und Gründigkeit von Böden, die für die Verankerung und Versorgung der Pflanzen mit Wasser, Sauerstoff und Nährstoffen essenziell sind. Der Text erklärt detailliert, wie verschiedene Bodenarten – von Sand bis Ton – die Wasserspeicherung und -verfügbarkeit beeinflussen und welche Rolle die Bodenstruktur, insbesondere Porengrößen und Verdichtungen, für die Wurzelentwicklung spielt. Ein besonderer Fokus liegt auf der pflanzenverfügbaren Bodenwassermenge, die durch Feldkapazität, permanenten Welkepunkt und kapillaren Aufstieg bestimmt wird, sowie auf den Mechanismen der Wasseraufnahme über Wurzelhaare und Aquaporine. Darüber hinaus wird die Bedeutung der Nährstoffversorgung erläutert, wobei zwischen Makro- und Mikronährstoffen unterschieden und deren Verfügbarkeit in Abhängigkeit vom pH-Wert und Bodenart diskutiert wird. Praktische Aspekte wie die Düngebedarfsermittlung, die Rolle von Mykorrhizen und die Auswirkungen von Bodenverdichtung auf das Wurzelwachstum werden ebenfalls behandelt. Abschließend wird auf die langfristige Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit hingewiesen, insbesondere vor dem Hintergrund der wachsenden Weltbevölkerung und der Notwendigkeit nachhaltiger Bewirtschaftung. Der Text kombiniert wissenschaftliche Tiefe mit anwendungsorientierten Empfehlungen und bietet damit eine umfassende Grundlage für die Bewertung und Optimierung von Böden als Pflanzenstandorte.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungBöden 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. -
10. Gefährdung der Bodenfunktionen
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDas Kapitel thematisiert die vielfältigen Funktionen von Böden als Lebensraum, Filter und Archiv für Nährstoffe und Schadstoffe sowie ihre Gefährdung durch menschliche Einflüsse. Es werden stoffliche Belastungen wie Schwermetalle, organische Schadstoffe und Nanomaterialien analysiert, die durch Industrie, Landwirtschaft oder Abfallentsorgung in Böden gelangen und deren Filter-, Puffer- und Transformationsfunktionen beeinträchtigen. Besonders im Fokus stehen Eintragspfade wie atmosphärische Deposition, Düngemittel oder Klärschlämme sowie deren toxikologische und ökotoxikologische Bewertung. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf nicht-stofflichen Gefährdungen wie Erosion, mechanische Bodenverformung oder Versauerung durch Säureeinträge, die zu Nährstoffverarmung und Schadstoffmobilisierung führen. Das Kapitel erläutert zudem die komplexen Zusammenhänge zwischen Boden-pH-Wert, Schadstofflöslichkeit und -aufnahme durch Pflanzen sowie die Auswirkungen auf Bodenorganismen und mikrobielle Prozesse. Abschließend werden Sanierungsverfahren und Maßnahmen zur Wiederherstellung geschädigter Böden diskutiert, darunter Kalkung, Düngung und technische Bodensanierung. Leser erfahren, wie Böden als kritische Ressource geschützt und nachhaltig bewirtschaftet werden können, um ihre Funktionen für Ökosysteme und menschliche Nutzung langfristig zu sichern.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungBöden 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 Abschn. 10.1 – 10.4 werden Eintragspfade, Verhalten und Wirkungen anorganischer Stoffe, partikulärer Fremdstoffe, d. h. Plastikpartikel, Nanomaterialien, Kohle und kohleartige Stoffe, und organischer Schadstoffe beschrieben. Abschn. 10.5 beschreibt Gefährdungen durch Komposte, Güllen, Klärschlämme und Baggergut. Auf die toxikologische und ökotoxikologische Bewertung stofflicher Belastungen wird in Abschn. 10.6, auf Bodensanierungsverfahren in Abschn. 10.7 eingegangen. Gefährdungen der Bodenfunktionen durch Bodenerosion und mechanische Bodenverformung werden in Abschn. 10.8 ausführlich behandelt. -
11. Bodenbewertung und Bodenschutz
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDer Fachbeitrag beleuchtet die komplexen Zusammenhänge zwischen Bodenbewertung und Bodenschutz, die für eine nachhaltige Nutzung von Böden entscheidend sind. Zunächst wird die Multifunktionalität von Böden erläutert, die von der land- und forstwirtschaftlichen Produktion über ökologische Funktionen bis hin zu zivilisatorischen Nutzungen wie Siedlung und Verkehr reicht. Dabei wird deutlich, wie sich diese Funktionen durch digitale Datenbanken und geographische Informationssysteme (GIS) präzise erfassen und bewerten lassen. Ein zentraler Schwerpunkt liegt auf den gesetzlichen Grundlagen, insbesondere dem Bundes-Bodenschutzgesetz und der Europäischen Union Bodenschutz-Initiativen, die den Schutz und die Bewertung von Böden auf nationaler und internationaler Ebene regeln. Der Beitrag geht detailliert auf verschiedene Bewertungsverfahren ein, die von traditionellen Methoden wie der Bodenschätzung in Deutschland bis hin zu modernen Ansätzen wie dem Müncheberger Soil Quality Rating (M-SQR) reichen. Besonders hervorgehoben wird die Bedeutung der Bewertung von Bodenqualität und Bodengesundheit, die über die reine Ertragsfähigkeit hinausgeht und auch ökologische Aspekte wie die Lebensraumfunktion für Bodenorganismen berücksichtigt. Ein weiterer Fokus liegt auf der Eignungsbewertung von Böden für spezifische Nutzungen, sei es für die Landwirtschaft, Forstwirtschaft oder zivilisatorische Ansprüche wie Bebauung und Freizeitanlagen. Dabei werden auch Verfahren wie die Land Capability Classification (LCC) und die Fertility Capability Classification (FCC) vorgestellt, die eine differenzierte Bewertung der Eignung von Böden ermöglichen. Abschließend wird die Bedeutung der Bodenbewertung für den Bodenschutz im Rahmen von Bauvorhaben und Planungsprozessen betont, insbesondere durch die Bodenkundliche Baubegleitung, die den Schutz und die nachhaltige Nutzung von Böden während und nach Bauprojekten sicherstellt. Der Beitrag bietet somit einen umfassenden Überblick über die aktuellen Methoden und gesetzlichen Rahmenbedingungen zur Bewertung und zum Schutz von Böden als unverzichtbare Ressource.KI-Generiert
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ZusammenfassungZusammenfassungBöden erfüllen verschiedenste Funktionen, von denen wir Menschen viele als Ökosystemleistungen nutzen. Die Bewertung dieser Funktionen erfolgt mit unterschiedlichen Zielsetzungen und Verfahren. Zum einen stehen einzelne Funktionen im Vordergrund. Die längste Tradition hat dabei die Ermittlung der Nutzungsfunktion für die land‐ und forstwirtschaftliche Produktion, also der Bodenfruchtbarkeit, mit dem Ziel einer Nutzungsberatung, aber auch einer daran zu bemessenden Bodenbesteuerung. Andererseits rückt die Multifunktionalität von Böden immer mehr in den Vordergrund, um z. B. bei einander ausschließenden Nutzungen, wie der Überbauung von vorher landwirtschaftlich genutzten Bodenflächen, bestmöglich planen zu können. Dazu werden Flächeninformationen über Böden immer mehr in digitalen Datenbanken und geographischen Informationssystemen sowie Simulationsmodellen abgelegt und ausgewertet. Diese Information dient auch dem Bodenschutz, der zunehmend in Leitlinien, Regelungen und gesetzlichen Texten auf nationaler wie übernationaler Ebene Berücksichtigung findet. Beispielhaft werden das Bundes-Bodenschutzgesetz Deutschlands sowie Initiativen auf Ebene der Europäischen Union vorgestellt. -
12. Anhang
Wulf Amelung, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Sören Thiele-Bruhn, Berndt-Michael WilkeDas Kapitel gliedert sich in drei zentrale Schwerpunkte, die für Geologen, Bodenkundler und Umweltwissenschaftler gleichermaßen relevant sind. Den ersten Schwerpunkt bildet eine detaillierte geologische Zeittafel, die von der Erdfrühzeit (Hadaikum) bis ins Holozän reicht. Hier werden die wichtigsten Formationen, Serien und Stufen mit ihren jeweiligen Altersangaben und klimatischen Bedingungen dargestellt. Besonders hervorzuheben ist die Unterteilung in Erdzeitalter wie Präkambrium, Paläozoikum, Mesozoikum und Känozoikum, wobei auch die Landschaftsentwicklung und Klimaentwicklung in Mitteleuropa berücksichtigt werden. Der zweite Schwerpunkt liegt auf der Gliederung der Spät- und Nacheiszeit in Mitteleuropa, die in Unterkapiteln wie Subatlantikum, Subboreal oder Boreal unterteilt ist. Diese Abschnitte beschreiben nicht nur klimatische Veränderungen, sondern auch vegetationskundliche und prähistorische Entwicklungen, die für das Verständnis der heutigen Landschaftsformen entscheidend sind. Der dritte Schwerpunkt umfasst zwei praktische Anhänge: ein umfassendes Abkürzungsverzeichnis mit Erklärungen zu Fachbegriffen aus Bodenkunde, Geologie und Umweltwissenschaften sowie eine Tabelle mit Umrechnungsfaktoren für Düngemittel. Diese Tabellen sind besonders für die Praxis relevant, da sie häufig benötigte Konvertierungen zwischen verschiedenen Maßeinheiten und chemischen Parametern bereitstellen. Das Kapitel schließt mit einem Literaturverzeichnis, das weitere vertiefende Quellen für die Recherche bietet. Wer sich für die geologische Entwicklung Mitteleuropas oder für praktische Hilfsmittel in der Bodenkunde und Landwirtschaft interessiert, findet hier eine fundierte und gleichzeitig anwendungsorientierte Zusammenstellung.KI-Generiert
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ZusammenfassungDer Anhang ist eine wichtige Ergänzung für die vorhergehenden Kapitel. Dabei handelt es sich zunächst über die geologische Gliederung bis ins Holozän einschließlich Literatur. Darauf folgt eine lange Liste von Abkürzungen und schließlich ein kurze Übersicht der Umrechnungsfaktoren bei Düngemitteln. -
Backmatter
- Titel
- Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde
- Verfasst von
-
Wulf Amelung
Heiner Fleige
Rainer Horn
Ellen Kandeler
Ruben Kretzschmar
Karl Stahr
Sören Thiele-Bruhn
Berndt-Michael Wilke
- Copyright-Jahr
- 2026
- Verlag
- Springer Berlin Heidelberg
- Electronic ISBN
- 978-3-662-72559-7
- Print ISBN
- 978-3-662-72558-0
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-662-72559-7
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