Boden zum Kennenlernen

Von Böden und Menschen
– so fremd wie wir glauben ist uns der Boden gar nicht!

Auch Böden

>> beginnen zu wachsen, entwickeln sich

>> haben viele spezifische Eigenschaften

>> haben Charakter – werden zu interessanten
(Boden)Typen!

>> sind vielschichtig, komplex, mit Profil und sich stets veränderndem Horizont

>> haben Aufgaben und Funktionen

>> und sind sensibel

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Rund um den Boden passiert viel – Bodenschutz funktioniert gemeinsam
© Umweltbundesamt

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Böden beginnen zu wachsen, entwickeln sich.

Ein Boden ist nicht einfach da – er hat irgendwann begonnen, sich aus Gestein der Erdkruste zu entwickeln, ist über Jahrhunderte und Jahrtausende gewachsen - geprägt
und beeinflusst von der Umwelt rundherum. Ein Boden bleibt wie ein Mensch in seiner Entwicklung nie stehen – seine Umwelt prägt und verändert ihn ständig.

Am Anfang in der „Evolution“ eines Bodens stehen bestimmte Gesteine als Ausgangsmaterialien für die Bodenbildung.

Das können sein:

  • Tiefengesteine (z.B. Granit)
  • Vulkanite (z.B. Basalt)
  • Metamorphe Gesteine
    (z.B. Gneis, Glimmerschiefer, Marmor)
  • Feste Sedimentgesteine (z.B. Sandstein, Dolomit, Flysch)
  • Grobe Lockersedimente (Kalkschotter, Silikatschotter)
  • Feine Lockersedimente (z.B. Sand, Löß)
  • Ausedimente (z.B. Ausand, Auschluff)


Mit Flechten und Moosen bewachsenes Gestein
© Umweltbundesamt

Das jeweilige Ausgangsmaterial prägt durch seine mineralische Zusammensetzung die Richtung der künftigen Bodenentwicklung: welche Nährstoffe in welcher Zusammensetzung vorhanden sind oder ob der Boden eher sauer oder basisch sein wird. Frost und Hitze, Klima und Wasser greifen die Oberfläche des Gesteins an und es beginnt zu verwittern – das heißt es zerfällt und Mineralstoffe werden herausgelöst.
Erste Lebewesen (Algen, Flechten, Moose) können sich ansiedeln, erste Bodentiere beginnen mit der Umwandlung von organischer Substanz in Humus. Mit der Zeit wird diese Humusschicht immer mächtiger, höhere Pflanzen können den Standort besiedeln und tragen durch ihre Wurzeln, Ausscheidungen und abgefallenen Blätter zur weiteren Verwitterung und Entwicklung des Bodens bei.
Chemische und physikalische Prozesse laufen ab, Mineralisierung und Humifizierung durch Bodenlebewesen reichern den Boden immer mehr mit neuem Leben und lebensnotwendigen Nährstoffen an.

Der eigentliche Boden über dem ursprünglichen Gestein wird immer mächtiger, er wächst und verändert sich ganz charakteristisch unter dem Einfluss der Bedingungen am Standort:

Salze der Kieselsäure (=Silikate) mit Aluminium-, Eisen-, Calzium-, Magnesium-, Kalium- und Natrium-Ionen werden im Boden frei und bestimmen bodenchemische Reaktionen wie den Ionenaustausch. Nur so werden Nährstoffe für Pflanzen und Tiere frei oder an Bodenpartikel (z.B. Tonminerale) gebunden und im Boden gespeichert.
Mit zunehmender Entwicklung bilden sich Strukturen der Bodenpartikel, charakteristische Bodeneigenschaften. Eigene Bodentypen und charakteristische Lebensräume wie Waldökosysteme, Heidelandschaften, Moore und viele mehr entstehen.
Wie lang glauben sie, braucht ein Boden zur Entwicklung? 10 Jahre? 100 Jahre?

Falsch – auf etwa 10.000 Jahre Entwicklung blicken unsere Böden in Mitteleuropa zurück.

Beeindruckend, nicht?

>> Seitenanfang


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Böden haben viele spezifische Eigenschaften.

Durch die Entwicklung unter verschiedenen Umwelteinflüssen prägen sich bei Böden viele unterschiedliche Eigenschaften aus.
Diese werden mit genau definierten Methoden untersucht, um den aktuellen Entwicklungszustand eines Bodens festzustellen und zu beschreiben. Böden haben sehr umfassende Eigenschaften, nicht nur physikalisch-chemisch sondern auch ökologisch – viele Eigenschaften betreffen wichtige Prozesse, die im Boden ablaufen.
Diese muss man auch im Zusammenhang mit den vorherrschenden Bedingungen am Standort („Boden in der Landschaft“) betrachten, da sie sich gegenseitig beeinflussen.
In dieser laufenden Interaktion verändern sich der Boden und seine Eigenschaften im
Laufe der Zeit.

Wichtige Eigenschaften und Merkmale von Standort und Boden, die üblicherweise bei Geländeaufnahmen erhoben werden, sind in folgender Tabelle angeführt.
Die einzelnen Begriffe sind mit Detailinformation und weiterführenden Erklärungen/Infos verlinkt.

Standortmerkmale

>> Geographische Lage und Seehöhe
>> Exposition, Neigung, Geländeform, Kleinrelief
>> Bodenhydrologische Situation (Grundwasser, Stauwasser)

>> Ausgangsmaterial für die Bodenbildung

siehe auch >> Bodenentwicklung

>>Gründigkeit (wie tief/mächtig ein Boden ist)
>> Vegetation und Landnutzung

siehe auch >> Boden in Gefahr!

>> Emittenten (mögliche Schadstoffquellen in der Umgebung)

siehe auch >> Boden in Gefahr!

Merkmale der Bodenbeschreibung

>>Horizontierung (Horizontsymbole, Horizontmächtigkeit, Horizontbegrenzung)

siehe auch >> Horizonte
siehe auch >> Bodentypen

>> Bodenart

>> Bodenart-Bestimmung im Gelände (Fingerprobe): " Wutzeln Sie mit!"
>> Was man aus Boden alles machen kann... (jpg, 47 KB)
>> Texturdreieck zur Ermittlung der Bodenart (jpg, 17 KB)

>> Skelettgehalt (Grobanteil)
>> Bodenfarbe

>> Fleckung und Konkretionen

>> Karbonate

>> Bodenstruktur (Bodengefüge)

>> Porosität / Durchlüftung

siehe auch >> Boden lebt

>> Durchwurzelung

siehe auch >> Boden lebt

>> Biologische Durchmischung

siehe auch >> Boden lebt

>> Humus

siehe auch >> Boden lebt

>> Temperatur

Physikalische und chemische Eigenschaften (meist nur im Labor durchgeführt, weil zum Teil aufwändige Geräte und Analysen nötig sind)

>> Rohdichte /Lagerungsdichte
>> pH-Wert (Messung mittels pH-Elektrode, geht auch im Gelände)
>> Gesamtkohlenstoff, organischer Kohlenstoff
>> Karbonatgehalt
>> Nährstoffe
>> Kationenaustauschkapazität und austauschbare Kationen
>> Elementgehalte

siehe auch >> Boden in Gefahr!

>> Organische Schadstoffe

siehe auch >> Boden in Gefahr!

>> Bodenbiologische und biochemische Kennwerte

siehe auch >> Boden lebt!

Nach >> BLUM et al, 1996, adaptiert

Die bodenkundliche Geländeaufnahme ist die Basis zur Erhebung des Zustandes eines Bodens. Dabei erfasst die Bodenkundlerin / der Bodenkundler die Eigenschaften des Bodens.
Entnommene Bodenproben dienen zur späteren exakten Analyse von Eigenschaften wie der Gehalt an Nähr- und Schadstoffen, Korngrößenverteilung, Kohlenstoffgehalt usw. im Labor. Einige Eigenschaften, wie z.B. der Kalkgehalt oder die Bodenart, können mit Übung und einfachen Hilfsmitteln draußen im Gelände erhoben werden.
Die am Standort erhobenen Eigenschaften und die durchgeführten Analysen ermöglichen die genaue Beschreibung des Bodenzustandes. So sind aktuelle Aussagen über Gefahren und Risiken für Boden, Standort und umliegende Landschaft möglich.

Literaturtipp (für angehende ExpertInnen): >>Bodenzustandsinventur
Literaturtipp (für angehende ExpertInnen): >>Bodendauerbeobachtung

Die Unterschiede der einzelnen Böden in ihren Eigenschaften können sehr fein und gefinkelt sein - oft bewirken „Kleinigkeiten“ im Wechsel der Bedingungen große Veränderungen im Boden auf kleinem Raum wie das folgende Beispiel zeigt:

Ob auf demselben Feld mit einem sanften Hügel innerhalb von ca. 100 Metern ein Boden oben an einer Hangkuppe oder unten am Hangfuß liegt, macht meist einen großen Unterschied.

Der Boden auf der Hangkuppe ist geprägt durch

  • weniger Feuchtigkeit, weil das Wasser abfließt bzw. der Wind den Standort wegen der exponierten Lage austrocknet.
  • seichtgründigkeit (Boden ist nicht sehr tief), höheren Anteil an Grobmaterial (Steine usw.)
  • den Abtrag von Bodenmaterial (besonders Humus) durch Wind und Wasser (=Erosion) damit werden auch Nährstoffe von der Kuppe weg in die Senke transportiert. Oft kann man beobachten, dass auf Feldern deshalb die Saat auf der Kuppe nicht so gut wächst, wie in der Senke.

>> Ansicht Bodenprofil Hangkuppe
>> Ansicht Bodenprofil Hangfuß

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Boden und Landschaft - sie prägen sich gegenseitig
© Tulipan

Frage: wodurch könnte der Boden am Hangfuß charakterisiert sein? Ein kleiner Test für angehende BodenkundlerInnen!
>> Auflösung

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Böden haben Charakter – werden zu interessanten (Boden)Typen!

Die an einem Standort vorherrschenden Bedingungen steuern die Bodenentwicklung.

Geologisches Ausgangsmaterial, Wasserverhältnisse, Klima, Bewirtschaftung, Eintrag von Schad- und Nährstoffen, Vegetation und vieles mehr bewirken Ausprägung und Zustand eines Bodens.
Um Böden beschreiben – und letztendlich schützen zu können, braucht man ein System,
um sie nach möglichst einheitlichen Kriterien zu erfassen. Für Böden erfolgt dies – wie bei Pflanzen auch - in Form einer fachlich definierten Systematik.

Dabei wird ein Boden

dem passenden, in der Systematik definierten Bodentyp zugeordnet. Bodentyp ist der zentrale Begriff in der Bodensystematik!

Mit gezielter Bewirtschaftung des Bodens beschäftigte sich schon der französische Dichter und Philosoph Voltaire (1694–1788).
Das erste Lehrbuch über den Boden brachte J.G. Wallerius (1709–1785) heraus, was umfassende wissenschaftliche Forschung in dieser Zeit und die Entdeckung vieler chemischer Prozesse (z.B. Ionenaustausch) im Boden nach sich zog.
Die profilmäßige Bodenuntersuchung begründete der russische Geologieprofessor
W. W. Dokucaev (1846–1903), auf den auch die Namen von Bodentypen wie Solonetz oder Podzol zurückzuführen sind.

Die erste Bodensystematik in Österreich wurde im Heft 13 der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft (ÖBG) 1969 von Prof. Dr. J. Fink und seinen Kollegen W. Kubiena und H. Franz beschrieben. Im Jahr 2000 publizierte die ÖBG eine überarbeitete Bodensystematik (Heft 60), die unter Mitarbeit vieler nationaler BodenexpertInnen entstand.
Neben der Österreichischen Bodensystematik bestehen eine Reihe von anderen nationalen und internationalen Systemen (z.B. die Weltbodenkarte der FAO-UNESCO).

Eine (ganz) kurze Einführung in die Einteilung der Böden gemäß Bodensystematik 2000 zeigt das Prinzip des Systems und lässt die Vielfältigkeit der Böden erahnen:

Die Abfolge der systematischen Einteilung wäre demnach für eine vergleyte Reliktparabraunerde:

Ordnung: Klasse: Bodentyp: Subtyp: Varietät:
Terrestrische Böden Braunerden Parabraunerde Relikt - Parabraunerde vergleyt
>> Übersicht Systematik Terrestrische Böden (pdf, 100KB)
>> Übersicht Systematik Hydromorphe Böden (pdf, 100KB)

Literaturtipp (für angehende ExpertInnen) >>Heft 60, Mitteilungen der ÖBG

Wo in Österreich welche Böden vorkommen, zeigt die Bodenkarte 1:1 Million, in der die einzelnen Bodentypen zu Bodenassoziationen zusammenschauend dargestellt sind
Literaturtipp (für angehende ExpertInnen): >>Heft 65, Mitteilungen der ÖBG

>> Digitale Karte der Bodengruppen in Österreich,
Europa-Bodenkarte 1:1 Mio (2002)
(gif, 40 KB)

>> Legende zur Europa-Bodenkarte (gif, 90 KB, am besten downloaden und mit einem Editor öffnen!)

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Europa-Bodenkarte
© OBG/Umweltbundesamt

Trotz der detaillierten Einteilung in der Systematik ist jeder Boden an einem bestimmten Standort individuell und unterscheidet sich in kleinen Details garantiert von einem Boden
des gleichen Typs – sogar an einem vergleichbaren Standort.

Ziemliche Individualisten diese Bodentypen!

Die Identifizierung der Böden erfolgt mittels Profilansprache. Ein Bodenprofil ist die charakteristische Abfolge von einzelnen Bodenhorizonten!

Dazu wird ein Bodenprofil erstellt – d.h. eine „Grube“ ausgehoben, möglichst bis zum darunter liegenden Ausgangsgestein. Bei durch Wasser stark geprägten Böden wie z.B. einem Pseudogley (siehe Bodenprofil 1) ist meist Wasser die untere Grenze des Profils. Bei Böden wie der Rendzina (siehe Bodenprofil 2), begrenzt das bodenbildende Gestein (Ausgangsmaterial) sehr bald das Profil

Dazu werden die einzelnen Eigenschaften wie z.B.

  • Mächtigkeit der einzelnen Bodenhorizonte
  • Abfolge und Ausprägung der Bodenhorizonte
  • Kalkgehalt (Geländemethode)
  • Bodenart (Geländemethode)
  • Skelettgehalt
  • Bodenfarbe
  • Fleckungen/Konkretionen (z.B. Eisenausfällungen/ Rostflecken)
  • Porenanteil u.v.m.

nach Bodenaufnahmeblättern betrachtet und interpretiert.

Weiters werden Bedingungen und Merkmale des Standortes
und der umliegenden Landschaft berücksichtigt wie z.B.:

  • Lage
  • Vegetation
  • Nutzung und Bewirtschaftung
  • Geologie u.v.m.

Durch Interpretation aller Eigenschaften erfolgt die Ableitung
und Zuordnung zu einem Bodentyp. Die Bodenkundlerin/der Bodenkundler kann an einem Bodenprofil im Gelände wie ein Detektiv viel über Geschichte, Zustand, Veränderungen und
die Probleme eines Bodens herauslesen.

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Bodenprofil 1
© Tulipan/Umweltbundesamt

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Bodenprofil 2
© Tulipan/Umweltbundesamt

Die Bodenansprache in Kombination mit erforderlichen Analysen im Labor (Schadstoffgehalte, Kalkgehalt, Bodenart, Ionenaustauschkapazität uvm.) ermöglichen die Beurteilung und Bewertung des Bodenzustandes.

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Böden sind vielschichtig, komplex, mit Profil und sich stets veränderndem Horizont

Ein Boden ist in der Regel nach verschiedenen Schichten (= Horizonten) aufgebaut.
Diese Bodenhorizonte haben unterschiedliche Eigenschaften und sind für bestimmte Bodentypen ganz charakteristisch. Die Summe der Horizonte ergibt ein charakteristisches Bodenprofil, anhand diesem Böden identifiziert, klassifiziert und einem Bodentyp zugeordnet werden (>> Bodensystematik).
Die Ausprägung des Profils, Erscheinungsform, Eigenschaften, „Schwächen“ und „Stärken“ des Bodens lassen sich wie ein persönlicher Steckbrief beschreiben.

Frei nach dem Motto: Wanted – Parabraunerde – alive!

Die Entwicklung eines charakteristischen Bodenprofils, die Ausbildung von Bodenhorizonten, passiert im Zuge der Boden-Entwicklung im Laufe der Jahrtausende oder Jahrhunderte – aber auch kurzfristiger. Durch Menschenhand gestaltetet können Böden auch in kurzer Zeit entstehen, wie durch Zusammenschütten von verschiedenen Bodenmaterialien im Zuge von Bauvorhaben, Verfüllungen u.Ä. (Schüttungsböden) oder sogar aus technogenen Materialien aus gewerblichen/urbanen/industriellen Abfällen wie Bauschutt, Schlacken usw. (Deponieböden). Hier erschafft man künstliche Bodenprofile mit Horizonten aus künstlichen Materialien. Auch sie unterliegen einer Entwicklung und sind besonders genau zu erfassen.

Üblicherweise entsprechen Bodenhorizonte – als Teilbereiche eines Bodenprofils - folgenden Kriterien:
Ein Bodenhorizont ist

Unterschieden wird zwischen:

Im Zuge der Profilansprache – dem Interpretieren eines Bodenprofils – erfasst man auch die Mächtigkeit der Horizonte – dabei beginnt man stets von der oberen Mineralbodenkante (= Nullpunkt) nach unten zu messen. Auflagehorizonte werden extra von der Mineralbodenoberkante nach oben gemessen.

Zur Unterscheidung der Bodenhorizonte verwendet man eine Kombination von Groß- und Kleinbuchstaben sowie Zahlen!

Den hauptsächlichen Charakter eines Horizontes beschreibt man mittels eines oder mehrerer Großbuchstaben. Eine nähere Bestimmung von nicht derart stark ausgeprägten Eigenschaften erfolgt durch das Hinzufügen von Kleinbuchstaben.
Eine eventuelle Nummerierung unterscheidet sehr ähnliche Horizonte z.B. Ah1, Ah2 für zwei im selben Bodenprofil vorkommende humusreiche Oberbodenhorizonte.
Beispiele:
Auflagehorizont (Streuauflage) Olf bedeutet:
  • O = Organischer Auflagehorizont
  • l = Streu, gar nicht bis wenig zersetztes Pflanzenmaterial
  • f = Humusform: Grobmoder mit Anteilen von organischer Feinsubstanz von
    10-70 %. Die oberirdischen Pflanzenreste sind bereits unterschiedlich stark zerkleinert, aber noch als solche zu erkennen. Pilzhyphen lassen die Partikel
    z.T. zusammenkleben. Von oben nach unten zunehmend findet man immer humoseres Material, bis es sich zu feinkrümeligem, dunkelgefärbtem Feinmoder
    aus über 70 % organischer Feinsubstanz entwickelt.
Humoser A-Horizont eines Pseudogleys - Mineralbodenhorizont Ah bedeutet:
  • A: oberster, durch Humus gefärbter Mineralbodenhorizont
  • h: Humus durch Bodentiere in den A-Horizont eingemischt,
    meist krümelige bis blockig-kantengerundete Struktur der
    Bodenpartikel
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Streuauflage im Wald
(Olf)

© Reiter/Boku
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Steuauflage im Grünland (Olf/h)
© Katzensteiner/Boku
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Ah-Horizont (oberste 15 cm) eines Pseudogleys
© Pehamberger/BMF

Am konkreten Beispiel ist die Horizontierung im multimedialen Bodenprofil zu erforschen – quasi am „lebenden Objekt“:

>> kommen Sie mit nach draußen…!

Oder einfach beim nächsten Spaziergang in Wald und Wiese ausprobieren!

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Böden haben Aufgaben und Funktionen!

Ohne Boden gibt’s kein Leben in der uns bekannten Vielfalt und auch uns Menschen gibt´s nicht. Das klingt ziemlich dramatisch, ist aber in letzter Konsequenz so.
Heute entnehmen wir als Otto-NormalverbraucherInnen unsere Lebensmittel meist nicht mehr selbst der Bodenbearbeitung. Es wäre schlimm, beantworteten wir die Frage: „wo kommen denn die Lebensmittel her?“ irgendwann getrost mit „aus dem Supermarkt“.

Böden bringen aufgrund ihrer vielen unterschiedlichen Eigenschaften wichtige Leistungen im Ökosystem und erfüllen eine Reihe von sehr vielfältigen, umfassenden und lebensnotwendigen Funktionen:
(gemäß Bundes-Bodenschutzgesetz, 1999, adaptiert)

Boden hat natürliche Funktionen als
  • Lebensgrundlage und Lebensraum für Menschen, Tiere, Pflanzen und Bodenorganismen
    Fazit: Im Boden leben Tiere, die wichtig für die Erhaltung der Bodengesundheit sind, am Boden wachsen Pflanzen - der Mensch isst, was auf den Böden wächst und lebt auf ihnen.
  • Regelnder Bestandteil des Naturhaushaltes, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen in Form von
    • Filter
    • Puffer
    • Speicher
    • Transformatoren

Fazit: Im und durch den Boden fließen Nähr- und Schadstoffe. Der Boden reguliert Wasser- und Nährstoffflüsse im Ökosystem, für Pflanzen und Grundwasser. Stoffe werden gefiltert, Säuren und Schadstoffe werden in chemischen Prozessen abgepuffert, Nähr- und Schadstoffe sowie Wasser gespeichert. Mikroorganismen wandeln Pflanzen-/Tierreste in Nährstoffe um. Dadurch bekommen Pflanzen und Bodenorganismen Nahrung und unser Grundwasser wird (wenn das System nicht geschädigt wird) sauber gehalten.

Boden hat Funktionen als Archiv der Natur- und Kulturgeschichte
Fazit: Böden sind wie Geschichtsbücher der umliegenden Landschaft und der menschlichen Aktivitäten - seien sie gut oder schlecht, der Boden ist ein unbestechlicher Geschichtsschreiber!
Boden hat Nutzungsfunktionen als
  • Lagerstätte (Bodenschätze, Rohstoffe),
  • Fläche für Siedlung und Erholung,
  • Standort für land- und forstwirtschaftliche Nutzung
  • Standort für sonstige wirtschaftliche und öffentliche Nutzungen, Verkehr, Ver- und Entsorgung

Fazit: Aus dem Boden kommt das, was der Mensch isst und viele seiner Rohstoffe. Deshalb ist es wichtig, die Ressource Boden in gutem Zustand zu erhalten und sorgsam mit ihr umzugehen. Land- und Forstwirtschaft spielen hier auch eine wichtige Rolle in der Pflege und Erhaltung von gewachsenen Kulturlandschaften. Nutzungsfunktionen sollten möglichst schonend wahrgenommen werden, um die natürliche Funktionsfähigkeit der Böden zu erhalten.

Aufgrund der unterschiedlichen Ansprüche an die Ressource Boden entstehen zwangsläufig Interessenskonflikte zwischen all jenen, die Boden nutzen und schützen. Nur gemeinsam im Kompromiss kann eine nachhaltige Lösung zur Erhaltung der natürlichen Bodenfunktionen gefunden werden.

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Böden sind sensibel!

Der menschliche Organismus ist ein äußerst komplexes System. Wer kennt das nicht – eine Zeitlang kann der Körper erste Krankheitssymptome ganz gut kompensieren - bis zu einem gewissen Grad, in Abhängigkeit der momentanen Verfassung und des Zustands unseres Immunsystems. Wenn wir zuwenig Nährstoffe oder zu viele Schadstoffe aufnehmen werden wir krank. Dem Boden geht es in dieser Hinsicht ganz ähnlich.

Böden sind offene Systeme, das heißt Stoffe gelangen aus verschiedenen Quellen in den Boden. Dort werden sie gespeichert, in verschiedene Bodenhorizonte verlagert und/oder wieder ausgetragen.
Dabei laufen viele komplexe chemische, physikalische und biologische Prozesse ab.

Bestimmend für den Ablauf der Prozesse im Boden sind die Bodeneigenschaften sowie die Bedingungen am jeweiligen Standort. In Abhängigkeit davon stellt sich ein Gleichgewicht für das System Boden ein.

Prozesse, die im Boden ablaufen*
  • Verwitterung - physikalisch und chemisch
  • Zersetzung – Abbau organischer Substanz
  • Humifizierung - Umwandlung organischer Substanz in Huminstoffe
  • Mineralisierung – vollständiger Abbau zu anorganischen Stoffen (Kohlendioxid, Wasser) durch Mikroorganismen. Dabei werden auch Nährstoffe für Pflanzen und Bodenorganismen freigesetzt (z.B. Eisen, Magnesium, Stickstoff)
  • Mikroorganismentätigkeit (Abbau, Umwandlung und Einarbeitung von Stoffen in den Boden)
  • Oxidations- und Reduktionsprozesse bedeuten die Aufnahme und Abgabe von Elektronen und beeinflussen
    • Bindungsformen,
    • Verfügbarkeit von Stoffen
    • Verlagerung und Transport von Stoffen in Boden und Landschaft
  • Adsorption und Desorption von Stoffen an den reaktiven Oberflächen fester Bodensubstanzen (Tonminerale, Huminstoffe, Bodenteilchen)
  • Nährstoffkreisläufe
  • Schadstoffflüsse
  • Stoffflüsse zwischen Boden und Pflanze (Nährstoffe/Schadstoffe)
  • Stoffflüsse zwischen Grund-/Oberflächengewässer
  • Stoffaustausch im Wurzelbereich (Rhizosphäre) der Pflanzen, Symbiosen mit Mikoorganismen (Mykorrhiza)
  • Verlagerung von Stoffen im Boden
Dazu wirken
  • Bodeneigenschaften
  • Wasser- und Gashaushalt des Bodens
  • Einflussfaktoren am Standort
  • Klima (Niederschläge, Temperatur)
    • Vegetation
    • Eintrag von Nähr- und Schadstoffen
    • Verdichtung
    • Erosion
    • Nutzung/Bewirtschaftung……

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Boden als Zusammenspiel
vieler Prozesse

© Umweltbundesamt

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Böden mit starker
Wasserdynamik
in der Au

© Umweltbundesamt

Es ist offensichtlich viel los im Boden!
Viele miteinander verknüpfte Prozesse und Einflussfaktoren sind verantwortlich für den Bodenzustand und das Funktionieren dieses Systems. Wenn an einer dieser Schrauben zu lange oder massiv genug gedreht wird, verändert sich der Boden.
Böden - auch wenn nach außen nicht sichtbar – sind sensible Systeme, in die durch jede Veränderung eingegriffen wird!

*ohne Anspruch auf Vollständigkeit

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Auflösung

Am Hangfuß ist es feuchter, da sich das Wasser sammeln kann, er kommt oft sogar zu Überstauungserscheinungen, wenn das Wasser bedingt durch tonreiche („dichte“) Bodenschichten nicht abfließen kann - durch Stauwasser geprägte Böden können entstehen (z.B. Pseudogleye). Nährstoffe und Bodenmaterial – vor allem Humus - werden nicht abgetragen, diese können sich ebenfalls ansammeln.

Böden in der Senke sind in der Regel humusreicher, zeigen eine mächtigere Humuschicht (dunkel gefärbt). Der Boden ist in der Struktur feinkrümeliger, toniger. Alles zusammen bewirkt bessere Bedingungen fürs Pflanzenwachstum!

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Geographische Lage und Seehöhe

Diese Parameter werden bei der Vermessung des Standortes bestimmt oder nachträglich aus Karten errechnet. Die Lage eines Standortes bestimmt auch die Entwicklung der dort gelegenen Böden, geprägt durch die vorherrschenden Bedingungen.

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Exposition, Neigung, Geländeform, Kleinrelief

Die Ausrichtung nach den Himmelsrichtungen, die Neigung eines Hanges oder die Form der Landschaft (Kuppe, Graben, Wanne….) rund um einen Standort wirken sich auf die Entwicklung eines Bodens aus.

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Bodenhydrologische Situation (Grundwasser, Stauwasser)

Der Bodenhaushalt wird vom Niederschlag, Abflussverhalten (Oberflächenwasser), Grundwasser und Verdunstung geprägt. Im Bodenwasser sind Mineralien und Nährstoffe für Pflanzenwurzeln und Bodentiere gelöst und werden auf diesem Weg durch den Boden transportiert.
Wasser fließt frei in den Hohlräumen im Boden oder wird im Boden in den Bodenporen (den feinen Hohlräumen zwischen den Bodenpartikeln) unterschiedlich gut gebunden und gespeichert. Dabei wirken Molekularkräfte zwischen den Wasser- und Bodenmolekülen, Kapillarkräfte und die Schwerkraft. Die Stärke dieser Kräfte im Boden, regelt auch die mögliche Wasseraufnahme für die Pflanzenwurzeln.
Sandige Böden haben gröbere Poren und speichern Wasser nicht so gut, leiten es aber besser weiter – es besteht weniger Gefahr einer Anstauung. Dafür können Nährstoffe leichter ausgeschwemmt werden und gehen für Tiere und Pflanzen verloren. Tonreiche Böden haben feinere Poren und können Wasser besser speichern aber weniger rasch leiten – hier kommt es leicht zu Anstauungen von Wasser. In Folgen kann es zu Oberflächenabtrag von Humus und Nährstoffen (=Erosion) oder Vernässen von Böden kommen.

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Ausgangsmaterial für die Bodenbildung

Am Anfang in der Entwicklung eines Bodens stehen bestimmte Gesteine. Sie bilden die Ausgangsmaterialien für die Bodenbildung, die den künftigen Boden durch die enthaltenen Mineralien prägen.

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Gründigkeit (wie tief/mächtig ein Boden ist)

Die Gründigkeit eines Bodens sagt aus, wie mächtig er von der Oberfläche bis zum darunter liegenden Gestein ist. Eingeschlossen sind dabei alle dazwischen liegenden Bodenhorizonte, auch der Auflage-Humus. Sehr seichtgründige Böden sind nur max. 15 – 30 cm mächtig, wie entwicklungsgeschichtlich junge Böden oder solche an extrem exponierten Standorten (z.B. im Gebirge). Tiefgründige Böden sind mindestens 70 – 120 cm tief.

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Vegetation und Landnutzung

Boden und Pflanzen sind eng miteinander verbunden. Manche Pflanzenarten zeigen dabei eine sehr enge Bindung an spezielle Standorteigenschaften und wachsen nur auf bestimmten Böden mit ganz spezifischen Bedingungen. So findet man auf Sandböden meist andere Pflanzenarten und -gesellschaften als auf Lehmböden, was meist auch davon abhängt, ob ein Boden kalkhaltig ist oder nicht. ExpertInnen können vom Vorkommen bestimmter Pflanzen bzw. Pflanzengesellschaften auf die Eigenschaften des darunter liegenden Bodens schließen.

Die Nutzung des Bodens – ob Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Siedlungsgebiet etc. beeinflusst den Boden, auf den sie wirkt, auf unterschiedliche Weise und verschieden stark.
In Österreich ist (Stand 2006)

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Emittenten (mögliche Schadstoffquellen in der Umgebung)

Kontaminationen des Bodens können durch Emissionen umliegender Industriebetriebe, Kraftwerke, hoch frequentierter Straßen, Bergwerke, Deponien, Verbrennungsanlagen, Baustellen, Steinbrüche, Siedlungen etc. entstehen.

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Horizontierung (Horizontsymbole, Horizontmächtigkeit, Horizontbegrenzung)

Durch die Entwicklung des Bodens entstehen mit zunehmender Mächtigkeit verschiedene Schichten (=Horizonte) im Boden, die charakteristische Eigenschaften haben und sich mehr oder weniger deutlich voneinander unterscheiden. Diese Horizonte bilden zusammen ein charakteristisches Bodenprofil. Böden mit der gleichen Profilausprägung werden einem Bodentyp zugeordnet.

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Bodenart (Feinanteil)

Die Partikel des Mineralbodens haben bestimmte Formen und Größen, nach denen sie eingeteilt werden – der Feinboden in: Ton: < 0,002 mm / Schluff: 0,002 – 0,063 mm / Sand: 0,063 – 2 mm. Die Anteile dieser Partikel im Boden sind die Bodenart. Sie ist eine der wichtigsten Eigenschaften für Bodenentwicklung, Ertragsfähigkeit und Filter – und Puffervermögen sowie Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt. Mittels Texturdreieck und Fingerprobe kann das Verhältnis der Partikel eingeteilt werden.
Böden mit hohem Tonanteil sind meist schwerer, wasserundurchlässiger und dichter, Nähr- und Schadstoffe werden stärker gebunden. Böden mit hohem Sandanteil sind leichter und durchlässiger für Wasser (trockener) und Nähr- bzw. Schadstoffe.

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Skelettgehalt (Grobanteil)

Der Grobanteil besteht vorwiegend aus Steinen von 2 mm bis > 200 mm – je nach Menge und Größe charakterisieren sie ein Bodenprofil.

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Bodenfarbe

Die Bodenfarbe wird anhand von Farbtafeln, den Munsell Soil Color Charts, bestimmt. Sie ist ein wichtiger Bestandteil der Bodenbeschreibung und lässt Schlüsse auf die Zusammensetzung des Mineral- und Humuskörpers, den Wassergehalt und den im Boden ablaufende Oxidations- und Reduktionsprozesse zu (z.B. Rostflecken in durch Wasser geprägten Böden wie Pseudogleyen).

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Fleckung und Konkretionen

Durch chemische Prozesse im Boden können unter bestimmten Bedingungen (Oxidation und Reduktion) enthaltene Minerale aus der Bodenlösung ausgefällt (=chemisch verändert), verlagert und akkumuliert werden. Im Boden ist dies durch z.B. Rostflecken (Eisen-Ausfällungen, rötlich), Mangan- oder Humusflecken, Kalkausfällungen (z.B. Lösskindel) etc. erkennbar.

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Karbonate

Der Kalkgehalt im Boden spielt eine wichtige Rolle und beeinflusst die Gestaltung eines gesamten Standortes. Im Feld wird ein Carbonattest mit schwach konzentrierter Salzsäure durchgeführt. Salzsäure reagiert mit Kalk durch Aufbrausen/Schäumen – ein klares Zeichen dafür, dass im Boden Kalk vorhanden ist – es handelt sich um einen carbonatischen Boden! Braust nichts auf, dann handelt es sich vermutlich um einen silikatischen Boden ohne Kalk.
Testen Sie online im multimedialen Bodenprofil!

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Bodenstruktur (Bodengefüge)

Dies ist die räumliche Anordnung der Krümel im Boden. Sie können einfach nur nebeneinander liegen (Einzelkornstruktur), zu einer Masse verklebt sein (Kohärentstruktur) oder zu verschieden gestalteten Aggregaten zusammengeschlossen sein. Auch anthropogen – z.B. durch Pflügen - gestaltete Formen wie Schollen gibt es. Die Struktur wirkt auf den Wasser-, Luft- und Nährstoffhaushalt im Boden sowie auf das Wurzelwachstum der Pflanzen.

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Porosität / Durchlüftung

Bodenporen sind die Hohlräume zwischen den Bodenpartikeln. Die Poren sind in Ihrer Größe unterschiedlich (Fein-, Mittel-, Grobporen), je nach Ausgestaltung der Bodenpartikel, und treten mit unterschiedlicher Häufigkeit auf. In Ihnen leben Mikroorganismen, fließt Bodenlösung mit Nährstoffen und Mineralien, sowie Luft zur wichtigen Durchlüftung des Bodens.

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Durchwurzelung

Die Durchwurzelung gibt an, wie viele Feinwurzeln im Boden erkennbar sind. Dies gibt Hinweise auf Pflanzenwachstum und Lebensräume für Mikroorganismen.

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Biologische Durchmischung

Die Tätigkeit der Megafauna (z.B. Regenwürmer, bodenwühlende Säugetiere) sorgt dafür, dass Bodenpartikel und Humus im Boden eingearbeitet und verteilt werden.

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Humus

Humus ist die tote organische Substanz in und auf dem Boden, die von Bodenfauna und –flora aufbereitet wird (Nährstoffe, Mineralien). Je nachdem in welchem Stadium die organische Substanz gerade ist, wird unterschieden: von Rohhumus, der am wenigsten zersetzten organischen Substanz, über Moder bis zu Mull als am besten umgewandelte organische Substanz geht die Entwicklung. Auch bei Torf (Moore) handelt es sich um eine Humusform. Humus ist Nahrungsquelle für Bodentiere und Pflanzen und ein wichtiger Kennwert für die Bestimmung des Bodenzustandes.

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Temperatur

Die Bodentemperatur wird hauptsächlich von der Sonneneinstrahlung gesteuert.
Sie hat Einfluss auf den Wasserhaushalt des Bodens, die Aktivität der Bodentiere und damit auf fast alle wichtigen Prozesse im Boden wie Humifizierung, Mineralisierung, Zersetzung und Verwitterung. Bei Temperaturen unter 0°C im Boden kommen fast alle chemischen und biologischen Vorgänge im Boden zum erliegen.

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Rohdichte /Lagerungsdichte

Die Bodendichte ist die Dichte der festen Bodenbestandteile ohne Hohlräume, also das Verhältnis Masse: Volumen der Bodenfestsubstanz. Die Lagerungsdichte zeigt die Bodendichte bei natürlicher Lagerung, also auch unter Berücksichtigung der Hohlräume im Boden. Je dichter ein Boden, umso eher können Stoffe im Boden zurückgehalten werden.

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pH-Wert (Messung mittels pH-Elektrode, auch im Gelände möglich)

Der pH-Wert gibt an, wie sauer oder basisch das Millieu in einem Boden ist. Ein pH-Wert von 7 ist neutral, unter 7 wird’s zunehmend sauer, über 7 basisch/alkalisch. Der pH-Wert wird durch im Boden gelöste positiv und negativ geladene Ionen beeinflusst. Diese entstehen durch Oxidations- und Reduktionsprozesse aus den Mineralien, Nähr- und Schadstoffen in der Bodenlösung.
Schwach saure Böden haben einen pH-Wert von 6,9–6, extrem saure Böden sogar < 3. Schwach alkalische Böden haben einen pH-Wert von 7,1–8, extrem alkalische Böden sogar > 11. Das Milieu eines Bodens ist meist prägend für die vorkommenden Tier- und Pflanzenarten!

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Gesamtkohlenstoff = C-total, Organischer Kohlenstoff = C-org

Kohlenstoff ist der Grundbaustein aller organischen Verbindungen und kommt vorwiegend aus dem CO2 der Atmosphäre. Aus Atmung und Photosynthese wird Kohlenstoff über die Nahrungskette im Ökosystem ständig ein- und umgebaut. Der Kohlenstoff im Boden wird bestimmt durch den Eintrag von C aus Pflanzenprodukten (abgestorbene Pflanzen und Tiere, Ausscheidungen von Pflanzenwurzeln und Tieren) und den Austrag von C durch Mineralisation. Weltweit sind z.B. in den Böden von Waldökosystemen etwa 70 % des terrestrischen Kohlenstoffs gespeichert. Somit fällt dem Boden im weltweiten Kohlenstoffkreislauf eine wichtige Rolle zu. Der Gesamtkohlenstoff im Boden umfasst sowohl den organischen Kohlenstoff als auch den anorganischen.

Der organische Kohlenstoff umfasst die im Boden vorkommenden organischen Stoffe aus abgestorbener und lebender organischer Substanz. Ackerböden weisen aufgrund der meist üblichen Bodenbearbeitung (Wenden, Lockern, Fräsen…) sowie dem Austrag des Pflanzenmaterials deutlich geringere Gehalte an C-org auf als Grünland- oder Waldböden.
Errechnet wird der C-org aus der Differenz von C-total und C-Karbonat.

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Karbonatgehalt = anorganischer Kohlenstoff

Der anorganische Kohlenstoff ist in Form von carbonathaltigen Mineralien im Boden gebunden. Er wird mit der Methode nach Scheibler im Labor ermittelt.

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Nährstoffe

Der Großteil der Nährstoffe im Boden ist mineralischen Ursprungs aus den Ausgangsmaterialien. Nährstoffe im Boden werden über die Bodenlösung transportiert und sind unterschiedlich stark chemisch gebunden – das heißt nicht alle Nährstoffe, die im Boden sind, sind auch für Pflanzen und Tiere verfügbar. Pflanzen entziehen dem Boden Nährstoffe - Düngung, atmosphärische Einträge oder das Grundwasser bringen zusätzliche Nährstoffe ein. Leicht gebundene Nährstoffe werden z.T. durch Niederschläge aus dem Boden ausgewaschen und gehen für Pflanzen verloren – dafür besteht die Gefahr, dass sie ins Grundwasser gelangen und dort Gewässer „überdüngen“. Essentielle Nährstoffe im Boden sind: Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium, Phosphor, Stickstoff, Schwefel, Mangan, Eisen, Kupfer, Zink, Bor, Molybdän, Chlor, Silicium, Cobalt, und Selen.

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Kationenaustauschkapazität (= KAK) und austauschbare Kationen

Die KAK hängt eng mit dem Nährstoffhaushalt des Bodens zusammen. Fast alle Bodenpartikel tragen elektrische Ladungen, sind Kationen (+) oder Anionen ( -). Im Bodenwasser sind Säuren und Basen, Nährstoffe, Huminstoffe, Ausscheidungen von Wurzeln und Tieren gelöst - auch diese sind Ladungsträger. Dadurch, dass sich positive und negative Ionen anziehen, werden zwischen Partikeln und Bodenlösung laufend Stoffe im Boden gebunden oder gelöst, andere Stoffe entstehen. Diese wichtige Fähigkeit ermöglicht es den Böden Stoffe abzupuffern, d.h. sie umzuwandeln und chemisch zu binden. Dadurch bleiben sie z.B. als Nährstoffe im Boden verfügbar, werden nicht ausgewaschen und gehen nicht verloren. Man bezeichnet dies als die Filter- und Pufferfunktion des Bodens. Bestimmte Böden (besonders jene mit hohem Tonanteil und hohem Humusgehalt) können besonders gut Stoffe speichern, da sie u.A. viele „freie Bindungsplätze“ an den Bodenpartikeln für Nähr- und Schadstoffe haben.

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Elementgehalte

Es ist wichtig, jene Elementgehalte im Boden zu bestimmen, die durch Verwitterung aus dem Ausgangsmaterial freigesetzt oder durch Verschmutzung in den Boden eingetragen wurden. Im Wesentlichen geht es hier um Nährstoffe – einige davon, wie Eisen, Kupfer oder Mangan gehören chemisch zu den Schwermetallen. Hier macht die Dosis das Gift – ab einer gewissen Menge sind diese Stoffe im Boden schädlich, bzw. es besteht die Gefahr der Auswaschung ins Grundwasser. Anhand der analytisch ermittelten Schwermetallgehalte können Kontaminationen des Bodens bestimmt und anhand vorliegender Grenzwerte interpretiert werden.

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Organische Schadstoffe = POPs (Persistant Organic Pollutants)

POPs sind Schadstoffe aus organischen Verbindungen. Sie kommen meist aus industriellen Prozessen, sind giftig und schwer abbaubar (durch z.B. Mikroben). In unserer Umwelt – auch in den Böden - sind sie mittlerweile weit verbreitet und dort auch nachzuweisen.

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Bodenbiologische und Biochemische Kennwerte

Das Ausmaß an Aktivität und die Anzahl von Bodenorganismen sagen viel über den guten oder schlechten Zustand eines Bodens aus.

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