Materialien zur Boden- und Standortsansprache

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1 Geländepraktikum Ökologie Prof. Dr. W. Riek Materialien zur Boden- und Standortsansprache Allgemeine Informationen zum Standort Der zu untersuchende Standort sollte zunächst großräumig hinsichtlich Klima und Geologie eingeordnet werden. Hierzu dienen Angaben aus der Forstlichen Standortskarte (Revier 4.04 Eberswalde, Bl. 1; Kartierung von 1964), Forstlichen Wuchsgebietskarte (Gauer & Aldinger, 2005) sowie geologischen und bodengeologischen Karten (Schlaak, 1999; Liedtke & Marcinek, 1995; Schroeder, 1994; LGRB, 1997). Geländeansprache Die Ergebnisse der Geländeansprache sind auf einem Profilaufnahmeformular festzuhalten. Folgende Angaben müssen aus der Geländeansprache hervorgehen: a) Allgemeine Daten zur Aufnahmesituation (Lage im Relief, Mesoklima, Besonderheiten wie z.b. anthropogene Störungen, Grundwassereinfluss, u.ä.) b) Pedogenese Ansprache von Horizontierung, Farbe, Bodenart, Grobbodenanteil, Lagerungsdichte, Bodenreaktion, CaCO 3 -Gehalt, Humusgehalt, Bodentyp, Humusform Wie hat sich der Boden entwickelt? Welche pedogenen Faktoren waren / sind wirksam? c) Ökologische Charakterisierung Ansprache von physiologischer Gründigkeit, Durchwurzelung, Wasser- und Lufthaushalt, Nährstoffhaushalt, Pufferbereich. Ableitung aussagekräftiger Indikatoren (z.b. nutzbare Feldkapazität, kapillarer Aufstieg aus dem Grundwasser, Luftkapazität, Kationenaustauschkapazität, Basensättigung). Die Bewertung der Ergebnisse kann u.a. nach AK Standortskartierung (2016) und Riek & Stähr (2004) erfolgen. Darstellung der Ergebnisse Im Bericht sollen die Hauptergebnisse in Form von übersichtlichen Tabellen und Grafiken (ggfs. Fotos) dargestellt werden. Wichtig erscheint die fachübergreifende Interpretation der boden- und standortskundlichen Informationen. Es sollte versucht werden Querverbindungen herzustellen zwischen der ökologischen Ansprache des Standortes (Wärme, Feuchte, Trophie) und den Ergebnissen der anderen Fachgebiete (Vegetation, Wachstum, Fauna,...). Ergeben die unterschiedlichen Indikatoren ein homogenes Bild des Standortes? Entsprechen sich die biotischen und abiotischen Ökosystemkomponenten? Wie sind ggf. Widersprüche zu interpretieren? Literaturhinweise AG Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Auflage. Hannover; AK Standortskartierung (2016): Forstliche Standortsaufnahme. 7. Auflage. München; Gauer, J., Aldinger, E. (2005): Waldökologische Naturräume Deutschlands. Forstliche Wuchsgebiete und Wuchsbezirke. Mitt. D. Vereins f. forstl. Standortskunde u.forstpflanzenzüchtung. Bd. 43; LGRB - Landesamt für Geowissenschaften und Rohstoffe Brandenburg (1997): Geologische Übersichtskarte des Landes Brandenburg. M 1: Potsdam; Riek, W., Stähr, F. (2004): Eigenschaften typischer Waldböden im Nordostdeutschen Tiefland unter besonderer Berücksichtigung von Brandenburg. Eberswalder Forstliche Schriftenreihe. Landesforstanstalt und MLUV (Hrsg.). Schroeder, J.H. (1994): Geologie von Berlin und Brandenburg. Geowissenschaftler in Berlin und Brandenburg e.v. Heft 2. Berlin; Schlaak, N. (1999): Nordostbrandenburg Entstehungsgeschichte einer Landschaft. Entdeckungen entlang der Märkischen Eiszeitstraße, Bd. 1. Eberswalde

2 Hilfstabellen für die Standortsansprache 2 A) LAGEKENNWERTE Reliefposition HoG Kk HoX HmG HuV Hf Te Code E K Kr Kk T Tv Te H Ho Hm Hu Hf V X G Reliefposition Lage in der Ebene Lage im Kulminationsbereich einer Erhebung Rücken Kuppe Lage im Tiefenbereich einer Hohlform konkaver Tiefenbereich ebener Tiefenbereich Lage im Hangbereich, geneigte Lage allgemein Oberhang Mittelhang Unterhang Hangfuß Formen des Hanglängsprofils konkaver Hangbereich konvexer Hangbereich gestreckter Hangbereich Exposition (Hangneigungsrichtung) Sie ergibt sich durch die Teilung der "Windrose" in acht Kreissegmente von je 45. Code N NE E SE S SW W NW Bezeichnung Nord Nordost Ost Südost Süd Südwest West Nordwest

3 Inklination (Hangneigungsstufe) 3 Code Bezeichnung Neigung in % N 0 nicht geneigt < 2,0 N 1 sehr schwach geneigt 2,0-3,5 N 2 schwach geneigt 3,5-9,0 N 3 mittel geneigt 9,0-18,0 N 4 stark geneigt 18,0-27,0 N 5 sehr stark geneigt 27,0-36,0 Bsp.: Höhenunterschied h zwischen 2 Punkten A und B sei 1 m. Distanz d der Punkte sei 40 m. Neigung = h / d = 1 / 40 = = 2.5 % ( => sehr schwach geneigt) B) PEDOGENE MERKMALE Bodenart Die Bodenart wird für jeden Horizont mittels Fingerprobe ermittelt. Die Bodenprobe wird so befeuchtet, dass beim Pressen kein Wasser austritt; sie befindet sich in "frischem" Zustand. Anschließend wird die Probe in den Handtellern gerollt, in der Handfläche zerrieben und zwischen Daumen und Zeigefinger gequetscht, um ihre Körnigkeit, Bindigkeit und Formbarkeit zu prüfen. Die Reinsande lassen sich nach ihrem Fein-, Mittel- und Grobsandanteil weiter differenzieren. Dies kann wichtig sein, weil die Unterfraktionen des Sandes recht unterschiedliche Eigenschaften haben, die u.a. für die Beurteilung des Wasserhaushaltes von Bedeutung sind. Die Ansprache erfolgt am einfachsten unter Verwendung der im Laborpraktikum hergestellten Vergleichsröhrchen mit den gesiebten Kornfraktionen. Weitere Unterteilung der Bodenart "reiner Sand" Code Bezeichnung Feinsand [%] Mittelsand [%] Grobsand [%] fs Feinsand fsms mittelsandiger Feinsand msfs feinsandiger Mittelsand ms Mittelsand msgs grobsandiger Mittelsand gsms mittelsandiger Grobsand gs Grobsand Vereinfachter Bestimmungsschlüssel der Bodenart: 1. Versuch, die Probe zwischen den Handtellern zu einer bleistiftdicken Wurst auszurollen a) ausrollbar zu 4 b) nicht ausrollbar zu 2 weitere Einteilung: 2. Prüfen der Bindigkeit zwischen Daumen und Zeigefinger a) bindig, formbar, haftet am Finger lehmiger Sand Sl2 bis Sl4 b) nicht bindig zu 3 3. Zerreiben in der Handfläche a) in den Fingerrillen mehlig-stumpfe Feinsubstanz sichtbar schluffiger Sand Su2 bis Su4 b) in den Fingerrillen keine Feinsubstanz sichtbar Reinsand Ss

4 4 4. Versuch, die Probe zu einer Wurst von halber Bleistiftstärke auszurollen a) ausrollbar zu 10 b) nicht ausrollbar zu 5 5. Prüfen der Bindigkeit zwischen Daumen und Zeigefinger a) bindig, haftet deutlich am Finger zu 6 b) nicht oder schwach bindig zu 7 6. Beurteilen von Feinsubstanz und Sandanteil a) wenig Feinsubstanz, nur klebrige Sandkörner ("Honigsand") toniger Sand St2 bis St3 b) viel Feinsubstanz, Sandkörner sicht und fühlbar stark sandiger Lehm Ls4 c) viel Feinsubstanz, samtartig mehlig, kaum Sandkörner schluffiger Lehm Lu 7. Beurteilen von Bindigkeit und Sandanteil a) deutlich Sandkörner sicht und fühlbar, nicht bindig sandiger Schluff Us b) deutlich Sandkörner sicht- und fühlbar, schwach bindig sandig-lehmiger Schluff Uls c) nur wenige oder keine Sandkörner sicht- oder fühlbar zu 8 8. Beurteilen der Konsistenz a) samtartig mehlig, nicht bindig Reinschluff Uu b) samtartig mehlig, schwach bindig und formbar, keine Sandkörner toniger Schluff Ut2 bis Ut4 10. Beurteilen des Sandanteils a) Sandkörner gut sicht und fühlbar, stark rissig sandiger Lehm Ls2 bis Ls3 b) Sandkörner nicht oder kaum fühlbar zu Versuch, die Wurst zu einem Ring zu formen a) schlecht formbar, schwach glänzende Gleitfläche schluffiger Ton Tu2 bis Tu4 b) gut formbar zu Beurteilen der Gleitfläche bei der Quetschprobe a) Gleitfläche stumpf bzw. sehr schwach glänzend toniger Lehm Lt2 bis Lt3 b) Gleitfläche glänzend zu Prüfen zwischen den Zähnen a) Knirschen lehmiger Ton Tl b) butterartige Konsistenz Reinton Tt Def.: S=Sand, U=Schluff, T=Ton, Su2=schwach schluffiger Sand, Su3=schluffiger Sand, Su4=stark schluffiger Sand, Sl2=schwach lehmiger Sand, usw. Grobbodenanteil Der Anteil des Grobbodens (Partikel > 2 mm) am Gesamtboden wird anhand des Flächenanteils an der Profilwand geschätzt. Der Grobbodenanteil muss bei der Beurteilung des Wasser- und Nährstoffhaushaltes berücksichtigt werden. Code Bezeichnung Vol.-% x1, g1, gr1 sehr schwach steinig, kiesig, grusig < 1 x2, g2, gr2 schwach steinig, kiesig, grusig 1-10 x3, g3, gr3 mittel steinig, kiesig, grusig x4, g4, gr4 stark steinig, kiesig, grusig x5, g5, gr5 sehr stark steinig, kiesig, grusig > 50

5 5 Code Bezeichnung Kriterien gr Grus (eckig-kantig, 2 bis 63 mm) g Kies (gerundet, 2 bis 63 mm) x Steine (> 63 mm) Beispiel: feinsandiger Mittelsand, schwach kiesig = msfs, g2 Abschätzung der Flächenanteile (Vol.-% = Flächen-% * 0,7): 2 % 5 % 10 % 20 % 30 % 40 % Trockenrohdichte (TRD) und effektive Lagerungsdichte Unter der Trockenrohdichte eines Bodenhorizontes wird der Quotient von (Trocken-)Masse und Bodenvolumen verstanden. Bei derselben Trockenrohdichte verhalten sich tonige Böden ökologisch anders als sandige Böden (bspw. in Hinblick auf die Durchwurzelbarkeit und das Wasserspeichervermögen). Dies führte zur Einführung der effektiven Lagerungsdichte (Ld in 5 Stufen). Im Gelände lässt sich die effektive Lagerungsdichte und die TRD an der Profilwand unter Berücksichtigung der Hauptbodenart grob abschätzen. Kriterien Code Bezeichnung TRD (g/cm³) S, U L T Probe zerbröselt komplett, äußerst locker, an der Profilwand sind sehr viele Ld1 sehr gering < 1.2 < 1.0 < 0.8 Grobporen sichtbar Probe zerfällt bereits bei leichtem Druck in zahlreiche Bruchstücke oder in ihre Einzelteile. Messer ist mit sehr wenig Ld2 gering Kraft in den Boden zu drücken Probe zerfällt nur in wenige Bruchstücke, die von Hand weiter zerteilt werden können; Messer ist mit wenig Kraft in den Ld3 mäßig dicht Boden zu drücken Probe zerfällt nur in sehr wenige große Bruchstücke, die kaum von Hand weiter zerteilbar sind (ausser Sande); Messer Ld4 dicht ist nur schwer 2 cm in den Boden zu drücken Probe zerfällt nicht (ausser Sande); äußerst fest; Messer nur mit Gewalt in den Boden zu treiben Ld5 sehr dicht > 1.8 > 1.7 > 1.4 Der Schlüssel ist gültig für Böden in "frischem" Zustand; bei Humusgehalten von mehr als 2 Gew.-% ist die geschätzte TRD pro Prozent Humus um 0.03 g/cm³ zu verringern.

6 Horizontfarbe Die Farbansprache erfolgt nach der Munsell-Farbtafel. Die Bodenprobe muß "frisch" sein (kein Nachdunkeln bei Wasserzugabe). Hue = Farbton Value = Farbhelligkeit, Grauwert Chroma = Farbtiefe Bsp.: 10 YR 5/3 => Hue 10YR, Value 5, Chroma 3 6 Humusgehalt Der Humusgehalt gibt den Anteil der organischen Substanz in Gewichtsprozent an und hat großen Einfluß auf den Nährstoff- und Wasserhaushalt des Bodens. Er lässt sich aus der Bodenart und dem Value-Wert der Farbansprache nach Munsell abschätzen. Bei Chroma-Werten > 3.5 wird der Value um 0.5 erhöht; bei Chromawerten >= 6 wird der Value um 1 erhöht. Value Humusgehalt [Gew.-%, Stufe] Sand U, L, T (ho) 0 (h0) 6 0 (h0) 0 (h0) (h0) 0.2 (h1) (h1) 0.4 (h1) (h1) 0.7 (h1) (h1) 1.2 (h2) (h2) 2.2 (h3) (h3) 4.0 (h3) (h3) > 5.0 (h4-h5) 2 > 6.0 (h4-h5) h0 = kein Humus; h1 = sehr schwach humos (< 1%); h2 = schwach humos (1-2 %); h3 = mittel humos (2-5 %); h4 = stark humos (5-10 %); h5 = sehr stark humos (10-15 %) Carbonatgehalt Der Gehalt an Calcium- und Magnesiumcarbonaten (Kalk, Dolomit) wird im Gelände durch die Salzsäureprobe ermittelt. Dabei wird 10%ige Salzsäure auf befeuchteten Boden getropft und der Carbonatgehalt aus sicht- und hörbaren Reaktionen des Bodens geschätzt. Reaktion Bezeichnung Carbonatgehalt [Gew.-%] sehr schwache Reaktion, nicht sichtbar sehr carbonatarm < 0.5 schwache Reaktion, kaum sichtbar carbonatarm nicht anhaltendes Brausen carbonathaltig 2-10 starkes anhaltendes Schäumen carbonatreich > 10 Bodenreaktion Im Gelände wird der ph-wert mit Indikatorstäbchen oder mobilem ph-meter gemessen. Dazu wird die Bodenprobe in einem Becher mit der 2.5-fachen Menge Wasser versetzt und gut gemischt. Nach Minuten wird ein Indikatorstäbchen bzw. die Messelektrode ca. eine Minute eingetaucht und der ph-wert der Bodensuspension ermittelt.

7 Horizontierung, Bodentyp, Humusform Anhand der aufgenommenen pedogenen Merkmale lässt sich nun auf die chemischen, physikalischen und biologischen Prozesse schließen, welche den Boden prägten. Aus ihnen lässt sich die Horizontbezeichnung ableiten. Die Abfolge bestimmter Horizonte definiert den Bodentyp. Aus der Abfolge von Auflageschichten und den Eigenschaften der humosen Horizonte kann auf die Humusform geschlossen werden. (vgl. Skript Bodenkunde, 1. Semester) 7 C) ÖKOLOGISCHE KENNZEICHNUNG Durchwurzelungstiefe und intensität Die Durchwurzelungstiefe umfasst alle Horizonte mit mehr als einer Feinwurzel pro dm². Unter der Durchwurzelungsintensität wird die Anzahl der Feinwurzeln pro dm² verstanden. Als Feinwurzeln gelten Wurzeln mit einem Durchmesser < 2 mm. Sie werden an einer leicht aufgerauten Profilwand ausgezählt. Code Durchwurzelungsintensität Anzahl Feinwurzeln / dm 2 W0 keine Wurzeln 0 W1 sehr schwach 1 2 W2 schwach 3 5 W3 mittel 6 10 W4 stark W5 sehr stark W6 Wurzelfilz > 50 Hauptwurzelraum Bei gut durchwurzelten Bodenprofilen reicht der Hauptwurzelraum bis zur Tiefe mit mindestens mittlerer Durchwurzelungsintensität (>5 Feinwurzeln/dm²). Bei nur mäßig durchwurzelten Böden reicht er bis zur Untergrenze des Bereiches mit der stärksten Durchwurzelungsintensität. Wasser- und Lufthaushalt Wichtige Kennwerte des Wasser- und Lufthaushaltes sind Feldkapazität (FK), nutzbare Feldkapazität (nfk) und Luftkapazität (LK). Im Gelände können sie aufgrund der Profilansprache aus Bodenart, effektiver Lagerungsdichte und Humusgehalt abgeleitet werden. Unter der FK versteht man die Wassermenge, die ein Boden maximal gegen die Schwerkraft zurückhalten kann. Sie stellt sich bei Sandböden ca. 2-3 Tage nach voller Aufsättigung ein. Danach sind die Grobporen (> 10µm) entwässert, die Mittel- und Feinporen (< 10 µm) wassergefüllt. Die LK entspricht dem Porenvolumen das bei Feldkapazität entwässert und mit Luft gefüllt ist. Die nfk errechnet sich nach: nfk = FK Totwasser Unter Totwasser wird hierbei der Wasseranteil an der FK verstanden, der mit höherer Saugspannung gehalten wird, als die Pflanzen im Durchschnitt entwickeln können (pf 4.2 bzw hpa). Trocknet ein Boden im Wurzelraum bis zum Totwasseranteil aus, enthalten nur noch Feinporen (< 0.2 µm) Wasser, und die Pflanzen beginnen irreversibel zu welken (sog. Permanenter Welkepunkt). Die Einheiten von LK, FK und nfk sind Vol.-%. 1 Vol.-% Wasser im Boden entspricht 1 l/m² und 1 dm Bodentiefe. Eine andere Schreibweise für l/m² ist mm Regenhöhe.

8 8 Bei Böden mit bedeutendem Grobbodenanteil ist die dem volumenbezogenen Skelettgehalt entsprechende Wassermenge von der FK bzw. nfk abzuziehen. Beispiel: nfk sei 12 Vol.-%; Skelettanteil 60 %; Horizontmächtigkeit 1.3 dm dann ist die Speicherleistung dieses Bodenhorizontes für pflanzenverfügbares Wasser = 6.24 l/m² (12 Vol.-% x 0.4 x 1.3 dm) Bodenart (vgl. S.6) LK [Vol.-%] Poren > 50 µm nfk [Vol.-%] Poren 0,2-50 µm FK [Vol.-%] Poren < 50 µm Ld1-2 Ld3 Ld4-5 Ld1-2 Ld3 Ld4-5 Ld1-2 Ld3 Ld4-5 Sl2 16,5 12,5 9,0 19,0 17,5 16,0 26,0 24,0 20,5 Sl3 12,5 11,0 7,0 21,5 18,0 15,5 30,5 26,0 23,5 Sl4 12,0 10,0 5,5 20,5 17,0 14,5 33,0 28,5 25,5 Slu 8,5 6,5 5,5 27,5 21,0 17,0 37,5 31,5 28,5 St2 18,5 15,5 11,0 18,5 14,0 13,5 26,0 23,0 21,5 St3-9,0 7,0-15,5 12,5-29,5 26,0 Su2 17,0 13,5 11,0 17,5 16,0 13,0 24,0 21,5 18,5 Su3 11,5 9,0 5,5 23,0 20,5 18,0 32,0 28,0 25,5 Su4 9,5 7,5 4,5 26,5 22,0 20,0 35,0 29,0 27,0 Ls2 9,5 7,0 6,0 21,0 15,5 13,3 40,5 33,5 30,0 Ls3 9,0 6,5 4,5 20,0 15,0 13,0 42,0 33,5 29,0 Ls4 10,5 8,0 4,5 21,0 16,0 12,5 40,0 31,5 28,0 Lt2 8,0 5,0 3,5 17,5 15,0 11,0 47,5 39,0 33,5 Lt3 7,0 3,5 2,5 17,5 14,0 10,0 50,5 43,5 37,5 Lts 5,0 4,5 3,5 17,5 13,5 10,5 48,5 42,0 32,0 Lu 7,5 6,0 4,0 21,0 17,0 14,5 43,5 36,5 33,5 Uu 6,5 3,0-28,5 26,0-39,5 36,5 - Uls 8,5 6,5 3,5 26,0 22,0 19,5 39,5 33,0 30,5 Us 8,0 5,0-27,0 25,5-39,0 33,0 - Ut2 9,0 4,0 2,0 27,0 25,0 21,0 39,0 36,0 32,0 Ut3 9,5 4,5 2,0 25,5 23,5 21,5 38,0 36,0 33,0 Ut4 9,0 5,5 2,5 22,0 20,5 18,0 39,0 36,0 33,5 Tt - 2,5 1,5-16,0 11,0-56,0 47,5 Tl 5,0 3,5 2,0 18,5 14,5 11,0 56,5 50,5 43,5 Tu2 4,0 3,0 2,0 21,5 14,5 11,0 58,0 49,0 42,5 Tu3 6,0 4,5 3,5 21,0 15,5 11,5 52,0 41,5 36,0 Tu4 7,0 5,5 4,0 19,5 16,0 12,0 45,5 37,0 32,5 reine Sande: gsfs 24,0 18,5-17,0 15,5-20,0 17,5 - ms 28,0 25,0-9,0 7,5-13,5 11,0 - msgs 26,0 23,5-11,0 8,0-15,0 11,0 - msfs 23,0 19,5-14,5 12,5-19,0 16,0 - fs 17,5 10,0-21,5 20,0-25,5 24,0 - fsms 22,0 16,0-17,5 16,5-21,0 19,5 - Da die organische Substanz großen Einfluss auf die Porengrößenverteilung hat, sind Zu- und Abschläge in Abhängigkeit vom Humusgehalt und unter Berücksichtigung der Bodenart zu erheben.

9 Zu- und Abschläge 9 Bodenart Ss,Su2, Su3, Su4, Sl2, Us, Uu Sl3, Slu, St2, Ut2 Sl4, Uls, Ut3 St3, Ls2. Ls3, Ls4, Lt2, Lts, Lu, Ut4, Tu4, Ts4 Lt3, Tu2, Tu3, Tl, Ts2, Ts3, Tt Humusgehalt nfk [Vol.-%] LK [Vol.-%] FK [Vol.-%] h h2 + 0,5-1,5 + 1,5 h3 + 1,0-1,0 + 3,5 h ,0 + 7,5 h5 + 3, ,0 h2 + 0, ,5 h3 + 1,0 + 1,0 + 3,5 h4 + 3,0 + 2,0 + 8,0 h5 + 4,0 + 2,5 + 11,5 h2 + 0,5 + 0,5 + 1,5 h3 + 1,0 + 1,5 + 3,5 h4 + 3,5 + 2,5 + 9,0 h5 + 4,5 + 5,5 + 12,0 h2 + 0,5 + 0,5 + 2,5 h3 + 1,5 + 1,5 + 4,0 h4 + 4,0 + 3,0 + 10,0 h5 + 7,0 + 5,0 + 13,5 h2 + 1,0 + 0,5 + 2,5 h3 + 2,5 + 1,5 + 5,0 h4 + 5,5 + 2,5 + 10,5 h5 + 10,0 + 4,5 + 15,0 h2 + 2, ,5 h3 + 5, ,5 h4 + 10,5 + 1,0 + 13,0 h5 + 16,0 + 2,0 + 18,0 Einstufung der nutzbaren Feldkapazität bezogen auf 1 m Tiefe Bezeichnung nfk in mm Beispiele sehr gering < 60 Regosol aus Kies und Grobsand gering Podsol und Braunerde aus feinsandigem Mittelsand mittel Braunerde aus schwach lehmigem Sand, Hochmoor aus schwach zersetztem Torf hoch Braunerde, Parabraunerde und Vega aus Sandlehmen, Kolluvisol aus Tonschluffen, Niedermoor aus stark zersetztem Torf sehr hoch > 300 Schwarzerde und Parabraunerde aus Tonschluffen Einstufung der Luftkapazität Bezeichnung Vol.-% Beispiele sehr gering < 2 Sd Horizont gering 2 4 Bt - Horizont aus stark tonigem Schluff mittel 4-12 Bt Horizont aus schluffigem Lehm hoch Bv Horizont aus Lehmsanden sehr hoch > 20 Bv - Horizont aus kiesigem Mittelsand Wasserhaushalt von grundwasserbeeinflussten Böden: Da in grundwasserbeeinflussten Böden kapillarer Aufstieg aus dem Grundwasser in den Wurzelraum erfolgen kann, ist die kapillare Aufstiegsrate mit in die Bewertung des Wasserhaushaltes einzubeziehen.

10 10 Bei einem Bodenartenwechsel im Bereich zwischen Grundwasseroberfläche und der Untergrenze der Hauptwurzelzone ist jeweils nur die kleinste Aufstiegsrate mit zur Bewertung heranzuziehen. Auszugehen ist dabei nicht vom aktuellen Grundwasserstand sondern vom mittleren Grundwassertiefstand (Obergrenze des Gr-Horizontes). Der kapillare Aufsteig entspricht dann der Wassermenge, die dem Bestand in der trockensten Periode minimal zur Verfügung steht. Bei einer Aufstiegsrate von > 3 mm/tag in den Wurzelraum ist die Vegetation weitgehend unabhängig vom sonstigen Wasserangebot. Bewertung der kapillaren Aufstiegsrate aus dem Grundwasser mm/tag < > 5.0 Bewertung sehr gering gering mittel hoch sehr hoch Das gesamte Dargebot an pflanzenverfügbarem Bodenwasser ergibt sich aus nfk plus kapillarem Aufstieg. Für die Berechnung sind die täglichen Aufstiegsraten mit der Dauer der Tage, an denen ein kapillarer Aufstieg stattfindet (konventionell 120 Tage), zu multiplizieren und zur nfk zu addieren. Nährstoffhaushalt Die Bewertung des Nährstoffhaushaltes kann anhand der bodenkundlichen Kennwerte Kationenaustauschkapazität und Basensättigung vorgenommen werden, die sich im Gelände näherungsweise abschätzen lassen. Die Bestimmungsgrößen zur horizontweisen Ableitung dieser Kennwerte sind Bodenart, Humusgehalt und ph- Wert. Die Kationenaustauschkapazität ist die Summe aller an Humus und Tonminerale gebundenen Kationen. Dies sind die Elemente Al +++, Fe ++, Mn ++, H + (sog. saure Kationen oder Kationsäuren) und Ca ++, Mg ++, K +, Na + (sog. basisch wirkende Kationen). Es wird zwischen der potentiellen (KAK pot ) und der effektiven Kationenaustauschkapazität (KAK eff oder AKe) unterschieden. Die KAK pot ist die Summe der austauschbaren Kationen bei ph = 7.5; die KAK eff bezieht sich hingegen auf den tatsächlichen (aktuellen) ph-wert des Bodens. Umso niedriger der ph-wert ist, desto weiter liegt die KAK eff unter der KAK pot. Bei sauren Waldböden (ph << 7) ist KAK eff << KAK pot. Als Basensättigung (BS) gilt der prozentuale Anteil der basisch wirkenden Kationen an der KAK eff. Sie lässt sich aus dem ph-wert unter Berücksichtigung des Humusgehaltes abschätzen.

11 Mittlere kapillare Aufstiegsrate aus dem Grundwasser bis zur Untergrenze des Hauptwurzelraumes (KR WE ) Bodenart Ld- Stufe Abstand zwischen der Grundwasseroberfläche und der Untergrenze des Hauptwurzelraumes in dm KR in mm/d Sande: msgs 2-3 > 5,0 5,0 1,5 0,5 0,2 < 0, > 5,0 5,0 1,2 0,3 0,2 < 0,1 < 0, ms 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 3,0 1,2 0,5 0,2 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 2,5 1,0 0,2 < 0, fs 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 3,0 1,5 0,7 0,3 0,15 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 2,5 1,0 0,4 0,1 < 0, Sl2, St2, Su2 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 2,5 1,5 0,7 0,4 0,1 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,0 2,0 1,0 0,5 0,2 < 0, Sl3, Su3 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 5,0 3,5 2,0 1,5 0,8 0,3 0,1 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 3,0 1,5 1,0 0,5 0,1 < 0,1 - - Su4, Slu 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 5,0 3,0 2,0 1,0 0,5 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 2,5 1,5 0,7 0,3 < 0,1 - St3, Sl4 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 3,0 2,0 1,0 0,7 0,4 0,15 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 2,5 1,5 0,7 0,5 0,2 < 0, Schluffe: Uu, Us 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 5,0 3,5 2,0 1,0 0,5 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 3,5 3,0 3,0 2,5 1,0 0,7 0,3 < 0,1 Ut2, Ut3, Uls 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 3,0 2,5 1,5 0,7 0,3 0,1 4-5 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 3,5 2,5 2,0 1,5 0,8 0,4 0,2 < 0,1 Lehme: Ls2, Ls3, Ls4 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 3,5 2,0 1,3 0,8 0,5 0,3 0,15 < 0, > 5,0 > 5,0 > 5,0 2,5 1,0 0,7 0,4 0,3 0,15 < 0, Lu, Ut4, Tu4 2-3 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 4,5 3,5 2,5 2,0 1,5 0,8 0,4 0,2 < 0,1 4-5 > 5,0 > 5,0 > 5,0 > 5,0 3,5 2,5 1,2 1,0 0,7 0,4 0,2 0,1 < 0,1 Lt2, Tu3, 2-3 > 5,0 > 5,0 4,0 2,0 1,0 0,7 0,5 0,3 0,2 0,1 < 0, > 5,0 > 5,0 2,0 1,0 0,5 0,4 0,3 0,15 0,1 < 0, Lts, Lt3 2-3 > 5,0 > 5,0 2,5 1,2 0,7 0,5 0,3 0,2 0,15 < 0, > 5,0 > 5,0 1,2 0,6 0,35 0,25 0,15 0,1 0,1 < 0, Tone: Tt, Tl, Tu ,0 2,0 1,1 0,7 0,5 0,4 0,35 0,30 0,22 0,17 0,14 0,10 < 0, ,5 0,7 0,4 0,3 0,25 0,18 0,15 0,12 0,10 < 0,

12 Potentielle Kationenaustauschkapazität (KAK pot ) in cmol c /kg Bodenart Humusgehalt h0 h1 h2 h3 h4 h5 h6 Ss, Su Su3, Su4, Sl Us St2, Sl3, Uu Slu, Sl4, Ut2, Uls Ut3, St Ls3, Ls Ls Ut Lu, Ts Lt Tu Lts Ts Tu Lt Ts Tl, Tu Tt Einstufung der KAK pot cmol c / kg < > 80 Bewertung sehr gering gering mässig mittel hoch sehr hoch Abschläge von der KAK pot zur Bestimmung der effektiven Kationenaustauschkapazität (KAK eff ) in Abhängigkeit von ph-wert und Humusgehalt ph(h 2 O)-Wert Humusgehalt h1 h2 h3 h4 h5 h6 > 7.5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,0-0,6-1,4-3,0-5,0-10, ,0-1,2-2,8-6,0-10,0-20, ,0-1,8-4,2-9,0-15,0-30, ,0-2,3-5,3-11,3-18,8-37,5 =< 3.5 0,0-2,6-6,0-12,8-21,3-42,5 Einstufung der KAK eff von Waldböden cmol c / kg < > 50 Bewertung gering mittel hoch sehr hoch Ableitung der Basensättigung *) >2.5 - ph(cacl 2 )-Wert =<3.0 >3.0 =<3.5 >3.5 =<4.0 >4.0 =<4.5 >4.5 =<5.0 >5.0 =<5.5 BS [%] (1) 10 (>5) BS [%] (2) 10 (>5) (1): gültig für humose Bodenhorizonte (Oberboden) (2): gültig für humusfreie bis schwach humose Bodenhorizonte (Unterboden) *) Die ph-messung bezieht sich hier auf ph(cacl 2 ). Umrechnung: ph(cacl 2 ) = ph(h 2 O) 0.6 > 5.5

13 13 Auf der Grundlage von KAK eff und BS lässt sich horizontweise der Gehalt austauschbarer basisch wirkender Kationen berechnen (S-Wert). S-Wert [cmol c /kg] = BS / 100 x KAK eff [cmol c /kg] Durch Einbeziehung von Trockenrohdichte, prozentualem Steingehalt und Horizontmächtigkeit kann der S-Wert für den gesamten Wurzelraum berechnet und auf die Fläche bezogen werden (mol c /m²). S-Wert [cmol c /dm³] = S-Wert [cmol c /kg] x TRD [g/cm³] S-Wert steinfrei [cmol c /dm³] = S-Wert [cmol c /dm³] x (1 - Steingehalt / 100) S-Wert Horizont, steinfrei [mol c /m²] = S-Wert steinfrei [cmol c /dm³] x Horizontmächtigkeit [dm] Die Summe der S-Werte aller Horizonte im Hauptwurzelraum kann als Näherungsmaß der pflanzenverfügbaren Nährstoffe (Ca, Mg, K) verwendet werden. Bewertung des S-Wertes (mol c /m² im Hauptwurzelraum) S-Wert < > 100 Bewertung sehr gering gering mittel hoch sehr hoch Ökologische Gruppierung nach Pufferbereichen In Böden wirken verschiedene Puffer, die je nach Verwitterungs- und Aciditätsgrad des Bodens eindringende Säuren abzupuffern vermögen. Es lassen sich fünf Puffersysteme unterscheiden, die in bestimmten ph-bereichen dominieren. Anhand der Pufferbereiche kann man das Risiko durch Säurebelastung für mittlere und anspruchsvolle Pflanzengesellschaften abschätzen. Pufferbereiche in Böden Pufferbereich wirksame bodenchemische Prozesse ph-bereich Eisen < 3,2 Podsolierung Aluminium / Eisen 3,2 3,8 Aluminium Tonmineralzerstörung 3,8 4,2 Austauscher Basenverdrängung/ -auswaschung 4,2 5,1 Silikat Verbraunung, Verlehmung 5,1 6,3 Carbonat Entkalkung >= 6,3 Säurerisiko Bewertung minimal gering mittel stark sehr stark Kriterien, Folgen gesamter Wurzelraum im Carbonat- oder Silikat-Pufferbereich Oberboden (bis 30 cm) im Austauscher-Pufferbereich Folge: Beeinträchtigung säureintoleranter (kalkholder Arten) Oberboden im Aluminium- oder Aluminium / Eisen- Pufferbereich und Unterboden im Silikat- oder Austauscher-Pufferbereich Folge: Verdrängung säureintoleranter Arten Ober- und Unterboden im Aluminium / Eisen-Pufferbereich und ph-wert im Oh-Horizont > 3,0 Folgen: geringe bis sehr geringe Vorräte an austauschbaren basisch wirkenden Kationen; niedrige Ca- und hohe Al-Gehalte in den Feinwurzeln; Schäden im Meristem und gehemmtes Längenwachstum von Feinwurzeln Ober- und Unterboden im Aluminium- oder Aluminium / Eisen- Pufferbereich und ph-wert im Oh-Horizont < 3,0