Böden und Bodenfunktionen

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1 FORUM EIPOS Band 7 Böden und Bodenfunktionen in Ökosystemen, Landschaften und Ballungsgebieten Mit 118 Bildern, 41 Übersichten, 78 Tabellen und 548 Literaturstelleh Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Hans Joachim Fiedler

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 2 Definition, Aufbau und Bedeutung der Böden Der Boden als Naturkörper * Das Bodenprofil und seine Horizonte Bedeutung des Bodens Zusammenfassung 12 3 Bodenbestandteile Feste Bestandteile Bodenminerale und amorphe anorganische Bestandteile Silicate und Quarz : Tonminerale Nichtsilicate Mineralbestand der Böden Organische Substanz (Humus) Flüssige und gasförmige Bestandteile Bodenwasser Bodenluft : Wurzeln und Edaphon Wurzeln Bodenfauna Gruppierung der Bodentiere Wirbellose Bodenfauna Vertebraten Bodenmikroflora Bakterien und Aktinomyzeten Pilze Algen und Flechten Zusammenfassung 65 4 Bodenbildende Faktoren Gestein Magmatite 70

3 4.1.2 Sedimentite Klastische Sedimentgesteine Chemische und biogene Sedimentgesteine Metamorphite Vom Gestein zum Boden Periglaziäre Lockergesteinsdecken im Mittelgebirge und Hügelland Periglaziäre Deckzone im Tiefland Klima Klima und Verwitterung Klima und Bodenausbildung Böden arktischer Bereiche Böden gemäßigt-humider Bereiche Böden tropischer Bereiche Relief ' Bodenausbildung im Tiefland Bodenausbildung an Hängen Höhenzonale Bodenausbildung (Gebirgsböden) Wasser Böden mit Sickerwasser oder aszendierendem Wasser Böden mit Stau- und Grundwasser Böden im Fließwasserbereich und subhydrische Böden Organismen Zur Wirkung der Bodenorganismen Zur Wirkung der Vegetation Menschliche Arbeit Von der Natur- zur Kulturlandschaft Veränderung der Böden durch Bodenbewirtschaftung Zeit.' Geologische Zeitskala Tertiär Pleistozän Holozän Alter der Böden Zusammenwirken der Faktoren, Änderungen in Raum und Zeit Zeitlicher Ablauf Räumliche Übergänge Zusammenfassung 137

4 5 Bodenbildende Prozesse Grundprozesse Verwitterung Physikalische Verwitterung Chemische Verwitterung Biologische Verwitterung Verwitterungsstabilität, Verwitterungstiefe und Verwitterungsgrad Verlagerungsprozesse, Pedoturbationen Gefügebildung Spezielle bodengenetische Prozesse Humusakkumulation und Bildung von Humusformen Humifizierung des Ausgangsmaterials Terrestrische Humusformen Semiterrestrische und subhydrische Humusformen Verlehmung und Verbraunung Lessivierung (Tonverlagerung) Podsolierung Redoximorphose (Vergleyung, Pseudovergleyung) Versalzung, Carbonatisierung und Verkrustung Rubefizierung und Desilifizierung (Fersiallitisierung und Ferrallitisierung) Zusammenfassung Bodeneigenschaften Physikalische Eigenschaften Gründigkeit Körnung und Bodenart (Bodentextur) Aggregate und Poren (Bodengefüge) Bindigkeit Bodengefüge Bodendichte und Bodenporosität Bodenwasser und Bodentemperatur Infiltration Wasserspeicherung Bodenwasserpotentiale Pflanzenverfügbares Wasser Wasserbewegung (Wasserfluß) Wasserdampfbewegung Wasserhaushalt 218

5 Konsistenzbereiche und Scherfestigkeit Strahlung, Bodenwärmefluß und Bodentemperatur Bodengashaushalt (Gasaustausch) Bodenfarbe Chemische Eigenschaften Sorptionseigenschaften Kationenaustausch Kationenaustauschkapazität und Basensättigung Sauer wirkende Kationen Anionenaustausch Azidität und Pufferkapazität Bodenazidität und Bodenalkalität Pufferkapazität und Pufferbereiche, Redoxpotential des Bodens Gehalt und Bindungszustand von Bodenelementen Makronährelemente Mikronährelemente Biologische Bodeneigenschaften Bodenleben und biologische Vielfalt Zahl, Masse und Verteilung der Organismen im Boden Biologische und enzymatische Aktivität Bodenbiologischer Stoffumsatz Kohlenstoffumsatz Stickstoffumsatz Rhizosphäre und Mykorrhiza Rhizosphäre Mykorrhiza Zusammenfassung Bodenklassifikationssysteme und bodengeographische Einheiten Soil Taxonomy (USA) Bodennomenklatur Diagnostische Bodeneigenschaften und Bodenhorizonte Soil Orders Beschreibung der Orders.' Böden der Weltbodenkarte (FAO) Bodengruppen 303

6 7.3 Systematik der Böden Deutschlands Terrestrische Böden Klasse: Terrestrische Rohböden - Ai/C-Profil Klasse: Ah/C-Böden Klasse: Schwarzerden (Steppenböden) Ah/C-Profll Klasse: Pelosole Ah/P/C- Profil Klasse: Braunerden Klasse: Lessives Klasse: Podsole Klasse: Stauwasserböden Kolluvisole (Ah/M/Il-Profil) Semiterrestrische Böden (Grundwasser- und Überflutungsböden) Klasse: Auenböden Klasse: Gleye Klasse: Marschen Subhydrische Böden und Moorböden Klasse: Natürliche Moore Anthropogene Böden Terrestrische anthropogene Böden (Terrestrische Kultosole) Anthropogen veränderte Moorböden und kultivierte Moore Quartäre und präquartäre Paläoböden Klasse: Terrae calcis Klasse: Fersiallitische und ferrallitische Paläoböden bzw. Plastosole und Latosole Paläoböden des Quartärs Bodengesellschaften und Bodenverbreitung Bodenformen, Bodengesellschaften und Bodenregionen Bodenlandschaften Deutschlands Bodengesellschaften der norddeutschen Jung- und Altmoränenlandschaften Bodengesellschaften der Löß- und Sandlöß-Landschaften Bodengesellschaften der Berg- und Hügelländer Bodengesellschaften der Flußlandschaften Bodenkarten Zusammenfassung Bodenökologie und Bodenkultur Bodenfunktionen Bodenfonds und Nutzungsformen des Bodens Bodenfonds und Flächenerhalt 371

7 8.2.2 Art und Intensität der Landnutzung Forst- und wasserwirtschaftliche Nutzung Landwirtschaftliche Bodennutzung Erhaltung und Mehrung der Bodenfruchtbarkeit Bodeneigenschaften und Bodenfruchtbarkeit Bodenfruchtbarkeit und Ertragsfähigkeit Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit Grundlagen der Bodenbearbeitung, Düngung und Melioration Bodenbearbeitung Kalkung und Düngung Bodenmeliorationen Standortgerechte und nachhaltige Nutzung des Bodens Nährstoffkreislauf und Nährstoffbilanzen von Waldökosystemen Bodentyp, natürliche Vegetation und Bodennutzung Bodenbewertung und Bodeninformationssysteme Bodenbewertung und Bodenschätzung Bodeninformationssysteme Zusammenfassung Bodenschutz und Bodensanierung Begründung und Ziele Bodenbelastungen und Bodenveränderungen Physikalische Belastungen Radioaktive Strahlung Bodenverdichtungen Bodenerosion Bodenvernässung Bewässerung Bodenversiegelung Streunutzung und Waldbrand Chemische Belastungen Eutrophierung Belastungen des Bodens durch Luftverunreinigungen Versauerung, Entbasung und Alkalisierung von Waldböden Belastung mit Schwermetallen Belastung mit organischen Stoffen Rezyklierung organischer Abprodukte Biologische Belastungen 475

8 9.2.4 Bodendauerbeobachtungsflächen und Grundwasserschutzgebiete Extensivierung und Bodenrenaturierung Bodensanierung Deponierung und Bodensicherungsverfahren On-site-Dekontaminationsverfahren In-situ-Reinigungsverfahren Ex-situ-Reinigungsverfahren Off-site-Reinigungsverfahren Altlastensanierung und komplexer Bodenschutz Bodenrestaurierung in Bergbaufolgelandschaften Rechtliche Regelungen (Bodenschutzgesetz) Zusammenfassung Geschichte der Bodenkunde ' Frühe Erfahrungen bei der Bodenkultur Beginn der wissenschaftlichen Bodenkunde im 18. Jahrhundert Entwicklung der Bodenkunde als Wissenschaft seit dem 19. Jahrhundert Bodengeologische Richtung : Bodenchemische Richtung Bodenphysikalische Richtung Bodenbiologische Richtung Bodengenetische und bodensystematische Richtung Zusammenfassung Literatur Zeitschriften Lehr- und Fachbücher Methodenbücher und Karten Zeitschriften- und Buchartikel, Dissertationen 552 Anhang Maßeinheiten und Umrechnungen 563 Sachregister 573 Farbtafeln 593