Die Böden Paraguays und Chiles

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1 Kapitel 6 Die Böden Paraguays und Chiles Eike Boll 6.1 Übersicht Es erweist sich als problematisch, die Verteilung der Böden des Exkursionsgebiets in geeigneter Weise darzustellen, weil es noch keine flächendeckenden großmaßstäblichen Bodenübersichtskarten von Paraguay und von Chile gibt. Deshalb kann nur die kleinmaßstäbliche Weltbodenzonenkarte als Orientierung dienen, die an die Gliederung der Ökozonen (nach Schultz [75]) angelehnt ist. Das Exkursionsgebiet lässt sich in etwa folgenden Klimazonen zuordnen (s. auch Kapitel 4): Ostparaguay und die Niederungen des Río Paraguay liegen im Übergangsbereich von immerfeuchten Tropen und sommerfeuchten Tropen (Standorte 1 19a und 31). Der Übergang erfolgt in westliche Richtung mit abnehmender Humidität. Der Río Paraguay stellt eine Zonengrenze dar, so dass der Chaco den sommerfeuchten Subtropen zugeordnet wird (Standorte 19b 30). Das Küstengebiet Mittelchiles auf der Andenwestseite liegt in den Winterfeuchten Subtropen (Standorte 32 37). Anhand der Lage des Exkursionsgebietes in den o.g. Klimazonen lässt es sich in folgende Ökozonen unterteilen: Ostparaguay geht von Osten nach Westen von den immerfeuchten Tropen in die Feuchtsavanne über. Der Chaco gliedert sich kleinräumlich von Ost nach West in Feuchtsavanne, Trockensavanne und sommerfeuchte Dornsavanne. Bei der Überquerung der Anden werden winterfeuchte Steppe, Wüste und Hochgebirgszone durchquert. Auf der Westabdachung der Anden liegt die mediterrane Zone. Den Ökozonen lassen sich auch Bodenzonen zuordnen, die in etwa deckungsgleich sind. Da aber die Ökozonen hauptsächlich an den Klimaten orientiert sind, gibt es Abweichungen. Bodenbildende Prozesse werden nicht nur durch das Klima bedingt, sondern auch durch azonale Einflüsse wie die Geologie und die Topographie. Nach der Weltbodenkarte der FAO lässt sich Ostparaguay von Osten nach Westen in die beiden Bodenzonen Acrisol-Zone (Standort 8) in den immerfeuchten Tropen und Acrisol- Lixisol-Nitisol-Zone (Standorte 11, 13, 15 und 17) in den sommerfeuchten Tropen einteilen. Beide Zonen sind geprägt durch eine intensive chemische Mineralverwitterung, durch eine Anreicherung von Aluminium- und Eisenoxiden und durch eine Verarmung von Kieselsäure und basischen Kationen. Die Akkumulation von organischer Substanz ist wegen der hohen Umsetzungsrate der Streu und der geringen Bioturbation gering. 79

2 Westlich des Río Paraguay geht diese Zone in die Kastanozem-Phaeozem-Zone (Standort 19b) über. In dieser sind hier wegen der Grundwassernähe und des feinen Substrats hauptsächlich Planosole, Vertisole, Gleysole und Solonetze vertreten. Sie sind nicht landwirtschaftlich nutzbar. Im westlichen Chaco schließt die trockenere und grundwasserfernere Xerosol-Zone an mit schwach entwickelten Arenosolen und Regosolen auf sandigem Substrat. Alle Bodentypen im Chaco sind schwach entwickelt und weisen meistens nur ein A-C-Profil auf. Im trockeneren Westen werden die bodenbildenden Prozesse durch die negative Wasserbilanz geprägt. Der Gehalt an organischer Substanz ist gering, und auf tonreichen Gesteinen und salzhaltigem Grundwasser gibt es Böden mit halomorphen Merkmalen. Bei der Überquerung der Anden von Osten nach Westen wurde zuerst die Yermosolzone gequert, die sich als schmaler Streifen im östlichen Regenschatten der Anden erstreckt. Sie ist aufgrund der Trockenheit von sehr geringer Bodenentwicklung geprägt. Charakteristisch für diese Zone sind, besonders über carbonatischem Ausgangsgestein, Calcisole mit einem Kalkanreicherungshorizont in weniger als 125 cm Tiefe. In den Hochlagen der Anden ist Bodenbildung nur fleckenhaft möglich, da wegen der hohen Reliefenergie das Material ständig in Bewegung ist. Nur in Bereichen die nicht der Erosion oder Sedimentation ausgesetzt sind, gibt es Böden in Initialstadien. Auf der Westseite der chilenischen Anden erstreckt sich in der mediterranen Küstenregion die chromic Luvisol-Calcisol-Zone. Als typische Böden treten hier chromic Cambisole und chromic Luvisole auf. Sie sind besonders einprägsam durch die rote oder ockerfarbende Farbe, die sehr gut in Staßenaufschlüssen zu beobachten ist (Standort 32). Bei Entwaldung neigen diese Böden besonders in Hanglagen zu rendzic Leptosolen zu degradieren, da das Oberbodenmaterial sehr erosionsanfällig ist. 6.2 Standorte Ostparaguay: Standort 8 Profil eines Alisols Abbildung 6.1 zeigt einen etwa drei Meter mächtigen Straßenaufschluss eines Bodens mit intensiv leuchtend roter Farbe. Das Substrat ist durchgehend homogen schluffig bis sandig. Es ist keine Horizontierung zu erkennen. Das Gefüge hat eine Prismen- bis Säulenstruktur, die untypisch für das Substrat ist und deshalb auf Toncutane entlang der Klüfte hinweist. In der Umgebung waren tiefe Erosionsrinnen zu sehen, ein Hinweis für die Erosionsanfälligkeit des Bodens. Der Standort wurde mit Soja- und Baumwollmonokulturen intensiv landwirtschaftlich genutzt. Diese Merkmale führten dazu, den Boden als Alisol anzusprechen. Alisole sind definiert als Böden mit einem Tonanreicherungshorizont mit mehr als 16 mval Austauschkapazität und weniger als 50 % Basensättigung bei hoher Aluminiumsättigung im Oberboden. Außerdem haben sie einen tonreichen, dichten Unterbodenhorizont und einen humusarmen Oberboden. Alisole sind eine Vorstufe in der Entwicklung zum Acrisol, und enthalten im Tonanreicherungshorizont noch Dreischichttonminerale. Die intensive rote Farbe wird durch die chemische Verwitterung der Tonminerale zu Hämatit verursacht, das feinverteilt die Bodenpartikel überzieht. Die rasche Zersetzung der Streu durch die ganzjährig feuchtwarmen Klimabedingungen und die geringe Bioturbation sorgen für eine geringe Humusanreicherung. Wegen der intensiven und langanhaltenden chemischen Verwitterung sind die meisten primären Silikatminerale bereits zerstört. Die Zerstörung setzt große Mengen Aluminium-Ionen frei. 80

3 Abbildung 6.1: Aufschluß eines etwa 3 m mächtigen Alisols (Standort 8, Foto: E. Boll). Die intensive Perkolation bewirkt eine vertikale Verlagerung von basisch wirkenden Kationen, Tonmineralen und Sesquioxiden. Bei einem Wechsel von Trocken- und Regenzeit schaffen Quell- uns Schrumpfungsprozesse unterschiedliche Bodenstrukturen, die wasserabführend beziehungsweise wasserstauend wirken. Durch Düngen und Kalken, was wegen der geringen Kationenaustauschkapazität, des geringen Humusgehalts und des niedrigen ph-wertes nötig ist, sind gute landwirtschafliche Erträge möglich. Limitierende Faktoren sind also die Nährstoffarmut und bei niedrigen ph-werten die Aluminiumtoxizität im Oberboden, die bei Pflanzen Wasserstress verursachen kann. Außerdem ist der Oberboden wegen der geringen Gefügestabilität stark erosionsgefährdet Ostparaguay: Standort 13 Profil eines Fluvisols als azonaler Bodentyp Abbildung 6.2 zeigt ein etwa 60 cm tiefes Profil, dass am Ufer des Río Pilcomayo gegraben wurde. Es ist eine deutliche Horizontierung erkennbar. Alle Horizonte sind durch redoximorphe Merkmale gekennzeichnet. Zwischen 20 und 30 cm unter Geländeoberkante sind ein Substratwechsel und ein fossiler Ah-Horizont zu sehen. Der Boden wurde als typischer gleyic Fluvisols angesprochen. Kennzeichnend sind dafür vor allem die ausgeprägten redoximorphen Merkmale über die ganze Profiltiefe und der fossile Ah- Horizont, der auf regelmäßige Überstauungsereignisse hinweist. Das Substrat ist eindeutig fluviatil und fein geschichtet. 81

4 A-PDF Split DEMO Abbildung 6.2: Fluvisol mit fossilem Ah-Horizont am Ufer des Rı o Pilcomayo in Villa Florida (Standort 13, Foto: E. Boll) Ostparaguay: Standort 11 Profil eines Leptosols als azonaler Bodentyp Das Profil in Abb. 6.3, das in einem Steinbruch unweit der Jesuitenreduktion Trinidad freigelegt wurde ist etwa 2 m ma chtig. Das Ausgangsgestein ist Misiones-Sandstein, der an dieser Stelle etwa 1 m tief verwittert ist. Der saure Sandstein schafft ein Millieu mit einem niedrigen ph-wert. Deshalb gibt es eine ma chtige Moder- und Mull-Humusauflage. Der Boden wurde deshalb als dystic Leptosol angesprochen, weil er eine sehr geringe Basensa ttigung haben muss. Leptosole sind Initialbo den auf Festgestein, die meist flachgru ndig und skelettreich sind. Charakteristisch ist eine Begrenzung durch einen kompakten, nicht grabbaren Gesteinsverband. Sie haben eine geringe Wasserspeicherkapazita t und wegen der Flachgru ndigkeit wenig Na hrstoffvorra te. Ackerbaulich sind Leptosole kaum bis gar nicht nutzbar Ostparaguay: Standort 15 Profil eines stagnic-leptosols Das Profil in der Savanne bei Qiindy, das auf Abb. 6.4 zu sehen ist, befindet sich in einer ebenen Gegend, deren Vegetation durch Palmsavanne gekennzeichnet ist. Sie ist wahrscheinlich sekunda r durch Entwaldung entstanden und wird weidewirtschaftlich genutzt. In der Umge82

5 Abbildung 6.3: Leptosol im Steinbruch der Jesuitenreduktion Trinidad (Standort 11, Foto: E. Boll). bung ragen porpyrische Tafelberge aus der Fläche heraus. Da die Flächenbildung noch aktiv ist, ist die Bodenbildung dementsprechend nicht sehr weit fortgeschritten. Das Ausgangsgestein besteht ebenfalls aus Quarzporhyr der stark zerklüftet und physikalisch verwittert ist. Von 0 15 cm unter Geländeoberkante ist ein Ah-Horizont zu erkennen. Das Substrat ist schluffig bis sandig und mit etwas Humus angereichert. Von cm folgt hellgefärbter leicht sandigerer Horizont. Im darunter liegenden Horizont von cm ist ein erhöhter Schluffgehalt feststellbar. Der B/C-Horizont unterhalb 30 cm weist oximorphe Merkmale auf. Aufgrund dieser Merkmale kann der Boden als stagnic Leptosol, dass heißt als Leptosol mit Staunässemerkmalen bezeichnet werden. Eine Solummächtigkeit von 30 cm reicht anscheinend nicht aus, um bei starken Niederschlagsereignissen alles Wasser abzuführen. Es muss außerdem wegen der geringen Mächtigkeit davon ausgegangen werden, dass es sich um einen erodierten Boden handelt, der durch Entwaldung entstanden ist Westparaguay: Standort 19b Bohrstocksondierung: Planosol Das Profil auf einer Fläche, die von oberflächlichem Stauwasser gekennzeichnet ist, zeigt keine erkennbare Horizontierung. Außerdem gibt es keine Streuschicht. Das Substrat ist durchgehend tonig und kann deshalb als fluviales Stillwassersediment bezeichnet werden. Der Boden wurde deshalb als Planosol angesprochen. 83

6 Abbildung 6.4: Foto eines aufgegrabenen stagnic-leptosols in der Palmsavanne bei Quiindy (Standort 15, Foto: K. Wenzel). Planosole sind Böden, die periodisch stauwasserbeeinflusst sind. Es gibt eigentlich einen abrupten Texturwechsel zwischen dem gebleichten Oberbodenhorizont und dem darunter liegenden B-Horizont, der hier allerdings noch nicht so stark ausgeprägt ist, da die Überstauung wahrscheinlich nicht regelmäßig und nicht anhaltend ist und es keine geogene Sedimentschichtungsgrenze gibt, die typisch für Planosole ist. Durch das tonige Substrat unterliegt der Boden Quell- und Schrumpfungsprozessen im Wechsel zwischen Trocken- und Regenzeiten. Während der Regenzeit neigt er zum Wasserstau und einem kohärenten Gefüge, während der Trockenzeit zu Wasserstress und einem polyedrischen bis prismatischem Gefüge. Diese Dynamik bedingt außerdem eine intensive Ferrolyse, bei der die Tonminerale unter Freisetzung von Aluminium zerstört werden. Dadurch herrscht eine latente Aluminium-Toxizität, die zusammen mit den geringen Nährstoffvoräten und der hohen Bodendichte bedingen, dass Planosole landwirtschaftlich nicht nutzbar und auch nur schlechte Waldstandorte sind Küstenregion Mittelchile: Standort 32 Straßenaufschlüsse Auf den Fahrten von Santiago nach Valparaiso und nach Viña del Mar waren cromic Cambisole und cromic Luvisole an der Straße aufgeschlossen. Diese Böden sind typisch für die winterfeuchten Subtropen, wobei chromic Cambisole auf 84

7 carbonatischen Gesteinen auftreten. Sie weisen eine Ah-Bw-C-Horizontfolge auf und zeichnen sich durch ihren hohen Tongehalt und die intensive rote Farbe aus, die durch Rubifizierung hervorgerufen wird. Dabei wird der Boden zunächst stark enkalkt und der Kalk zum Teil vollständig abgeführt, zum Teil im Unterboden als calcic Horizont abgeschieden. Die eisenhaltigen Minerale des Lösungsrückstandes verwittern in der Regenzeit und es entsteht zunächst braun färbender Goethit, der während der Trockenzeit zu feinst verteiltem Hämatit umgewandelt wird, welcher die Bodenmatrix umhüllt und die Rotfärbung verursacht. Cromic Luvisole entstehen bevorzugt auf Carbonat-Silikat-Mischgesteinen. Sie sind gekennzeichnet durch eine AE-Bt-C-Horizontfolge und entstehen durch Lessivierung in der Regenzeit. Während der Trockenzeit sorgt die Rubifizierung für die Rotfärbung des Tonanreicherungshorizonts. Beide Böden sind in Hanglagen bei Entfernung der Vegetation extrem erosionsgefährdet, so dass sie an vielen Standorten, die entwaldet worden sind, zu rendzic Leptosolen beziehungsweise zu Leptosolen degradiert sind. 6.3 Zusammenfassung Gefährdung der Böden durch Umweltprobleme Der schwerwiegendste anthropogene Eingriff in die natürliche Entwicklung der Böden stellt die Entwaldung dar. Überall dort, wo sie stattgefunden hat, treten degradierte und erodierte Böden auf (z.b. Standort 15). Entwaldung führt zum einen am Anfang zu einer enormen Erosionsanfälligkeit bei Starkregenund Windereignissen, weil es dauert, bis sich eine neue Vegetation einstellt. Bei geneigten Flächen ist dies wesentlich schwerwiegender als bei ebenen. Zum anderen wird die Evapotranspiration erhöht, was sich auf die Infiltration von Wasser und damit auf die vertikale Verlagerung von Stoffen auswirkt. Außerdem fällt beispielsweise bei einer Grasvegetation als Folgevegetation weniger tote organische Substanz an, die als Humus akkumuliert werden kann. Wenn der Standort weide- oder landwirtschaftlich genutzt wird, ist dieser Input durch die Ernte der Biomasse noch geringer. Eine erhöhte Evapotranspiration kann außerdem in Regionen, die unter Versalzungsproblematiken leiden wie der östliche Chaco, einen kapillaren Aufstieg des salzhaltigen Grundwassers bewirken. Ein weiteres Problem der intensiv landwirtschaftlich genutzten Böden der Acrisolzone ist, dass gleichbleibende Erträge nur mit starkem Düngemitteleinsatz zu erreichen sind. Besonders Acrisole und Alisole haben eine extrem geringe Nährstoffverfügbarkeit durch den niedrigen ph-wert und die weit fortgeschrittene Tonmineralverwitterung. Die geringe Austauschkapazität wirkt sich ebenfalls auf die Sorptionseigenschaften aus, so dass nicht verbrauchte Düngemittelgaben leicht deszendent verlagert werden können. Deshalb ist es wahrscheinlich, dass große Mengen Nitrat durch das regelmäßige Düngen in das Grundwasser gelangen BGR-Projekte Die Bundesanstalt für Geowissenschaften, Rohstoffe und Bergbaufolgen (BGR) hat in Paraguay im Rahmen der Technischen Zusammenarbeit des Wirtschaftministeriums drei Projekte durchgeführt. Diese Projekte sind wie viele andere Umweltprojekte Teil des Umweltaktionsplans der Konferenz von Río. Alle drei haben einen geoökologischen Hintergrund, und zwei von ihnen wurden im Rahmen der Exkursion vorgestellt (Standorte 17, 18 und 20). 85

8 Die BGR hat in Paraguay mit ihrem dortigen Partner, der Umweltschutzabteilung (DOA) des Landwirtschaftministeriums (MAG) unter dem Stichwort,,capacity building begonnen, Entscheidungsgrundlagen zu schaffen, mit denen zukünftig umwelt- und ressourcenschutzorientierte Raumordnungsplanung möglich sein soll, das heißt dem noch ungeregelten Raubbau an natürlichen Ressourcen gerade im Chaco begegnet werden soll. Das Projekt,,Erfassung, Bewertung und Empfehlung zum Schutz des Naturraumpotentials in der Westregion (Chacoprojekt, Laufzeit: 07/1991 bis 07/1997) hat das Ziel, eine Grundlage zur geordneten Landentwicklung und -nutzung der relativ jungen und noch sehr dünn besiedelten Westregion zu schaffen. Dazu wurde versucht, flächenhaft die Parameter des Ökosystems Chaco zu entschlüsseln. Dazu gehörten auch die Auswirkungen durch den Eingriff des Menschen. Weil die Größe und Unzugänglichkeit des Gebiets Arbeiten am Boden erschwerte, musste hauptsächlich auf Fernerkundungsdaten wie Luft- und Satellitenbilder zurückgegriffen werden. Anhand dieser Informationen wurden thematische Karten erstellt. Auf das Chacoprojekt baute das Projekt,,Erfassung, Bewertung und Empfehlung zum Schutz des Naturraumpotentials in der Ostregion (SARO) auf (Laufzeit: 01/1997 bis 01/2001). Aufgrund der andersartigen heterogeneren naturräumlichen Begebenheiten und der gravierenderen anthropogenen Einflüsse waren hier andere Arbeitsmethoden als im Chaco nötig. Es wurden beispielhaft drei Pilotgebiete mit einer Gesamtfläche von etwa km 2 ausgesucht, die konkrete Ansätze für die gesamte Ostregion liefern sollen. Die Gebiete sind die Einzugsgebiete des Río Tebicuary-mi des Río Capiibary und des Lago Ypacarai, die durch die jeweiligen Wasserscheiden definiert sind. Somit können sie zumindest aus hydrogeologischer Sicht als ideale Systeme angesehen werden. Die gesammelten Daten über die Systemparameter wie zum Beispiel die Böden, die Geologie (s. auch Kapitel 5) die Hydrogeologie (s. auch Kapitel 9) und die Landnutzung (s. auch Kapitel 14) wurden in einem im Rahmen des Projekts entwickelten modularen Umweltinformationssystem gespeichert. Die Ergebnisse wurden über ein Geographisches Informationssystem in Karten dargestellt. Diese Ergebnisse sollen als Planungs- und Entscheidungshilfen für die Regierung, regionale und kommunale Verwaltungsbehörden und private Nutzer dienen. 86