Tutorium Physische Tutorium Physische GeographieGeographieim SS 2008im SS 20081. Sitzung am 23.04.20081. Sitzung am 23.04.2008Tutorin: Claudia WeitnauerTutorin: Claudia Weitnauer

Universität AugsburgUniversität AugsburgFakultät für Angewandte InformatikFakultät für Angewandte Informatik

Institut für Physische Geographie und Quantitative Institut für Physische Geographie und Quantitative MethodenMethoden

Prof. Dr. Jucundus JacobeitProf. Dr. Jucundus Jacobeit

OrganisatorischesOrganisatorisches Andere Tutorientermine:Andere Tutorientermine:

Mo. 8.15- 9.45 UhrMo. 8.15- 9.45 UhrMo. 14.00- 15.30 UhrMo. 14.00- 15.30 UhrDi. 14.00-15.30 UhrDi. 14.00-15.30 Uhrjeweils in 3065jeweils in 3065

Teilnahme freiwillig, andere Tutorien jederzeit Teilnahme freiwillig, andere Tutorien jederzeit besuchbarbesuchbar

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LiteraturtippsLiteraturtipps Gebhart, H. et al.: GeographieGebhart, H. et al.: Geographie

Zeitschriften:Zeitschriften: Praxis Geographie (Westermann Praxis Geographie (Westermann

Verlag)Verlag) Geographische RundschauGeographische Rundschau

(Westermann Verlag)(Westermann Verlag)

Literatur BodengeographieLiteratur Bodengeographie EITEL, B. (2001): Bodengeographie. 2. Aufl., Braunschweig, 244 S. SEMMEL, A. (1993): Grundzüge der Bodengeographie. 3. Aufl.,

Stuttgart,127 S.

BLUM, W. E. H. (2007): Bodenkunde in Stichworten. 6. Aufl., Berlin/Stuttgart, 179 S.

SCHEFFER, F./SCHACHTSCHABEL, P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde.15. Aufl., Heidelberg/Berlin, 593 S.

KUNTZE, H., ROESCHMANN, G., SCHWERDTFEGER, G. (1994):Bodenkunde. 5. Aufl., Stuttgart, 424 S.

GEBHARDT, H., GLASER, R., RADTKE, U., REUBER, P. [Hrsg.] (2007):Geographie. Teil IV, Kap. 10: Bodengeographie. München,1096 S.

MÜCKENHAUSEN, E. (1993): Die Bodenkunde und ihre geologischen,geomorphologischen, mineralogischen und petrologischenGrundlagen . 4. Aufl., Frankfurt am Main, 579 S.

InternetseitenInternetseiten www.webgeo.dewww.webgeo.de www.mygeo.dewww.mygeo.de www.geodok.dewww.geodok.de www.geographie.dewww.geographie.de (DGfG) (DGfG)

BodengeographieBodengeographie

Bodenprofile aus dem Gebiet um Stuttgart:v.links nach rechts: Braunerde, Parabraunerde, Auenboden,http://www.stuttgart.de/sde/global/images/mdb/item/19775/4897.jpg

1. Klausurfrage1. Klausurfrage Erläutern Sie die Begriffe Bodenart, Erläutern Sie die Begriffe Bodenart,

Bodenhorizont, Bodentyp und Bodenhorizont, Bodentyp und Bodenform!Bodenform!

AntwortAntwort BodenartBodenart: Körnungs- oder Texturklasse, : Körnungs- oder Texturklasse,

benannt nach der vorherrschenden benannt nach der vorherrschenden Kornfraktion des Feinbodens (Ton, Sand, Kornfraktion des Feinbodens (Ton, Sand, Schluff)Schluff)

BodenhorizontBodenhorizont: annähernd parallel zur : annähernd parallel zur Bodenoberfläche verlaufende, durch Bodenoberfläche verlaufende, durch Prozesse der Pedogenese entstandene und Prozesse der Pedogenese entstandene und überwiegend einheitliche ausgeprägte überwiegend einheitliche ausgeprägte Bereiche des Bodens (Lagen gleicher Bereiche des Bodens (Lagen gleicher Bodenmerkmale) Bodenmerkmale)

AntwortAntwort BodentypBodentyp: genetischer Bodentyp ist : genetischer Bodentyp ist

ausgezeichnet durch gleiche ausgezeichnet durch gleiche Horizontabfolge, ähnliche Ausprägung der Horizontabfolge, ähnliche Ausprägung der Bodenhorizonte und gleiche pedogene Bodenhorizonte und gleiche pedogene Eigenschaften, resultiert aus Eigenschaften, resultiert aus vergleichbarem Entwicklungsstand und vergleichbarem Entwicklungsstand und ähnlich prägenden ähnlich prägenden BodenbildungsprozessenBodenbildungsprozessen

BodenformBodenform: Begriff für systematische : Begriff für systematische Einheit (Bodentyp) und Ausgangsgestein Einheit (Bodentyp) und Ausgangsgestein z.B. Parabraunerde aus Lössz.B. Parabraunerde aus Löss

BodenbildungsfaktorenBodenbildungsfaktoren Klima (Temperatur, Wasser, usw.)Klima (Temperatur, Wasser, usw.) Gestein (unterschiedliche Gestein (unterschiedliche

Zusammensetzung)Zusammensetzung) Relief (Lage, Form, Abstand zum Relief (Lage, Form, Abstand zum

Grundwasser u.a.)Grundwasser u.a.) Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Lebewesen (Pflanzen, Tiere,

Mikroorganismen)Mikroorganismen) ZeitZeit MenschMensch

BodenbildungsprozesseBodenbildungsprozesse Pedogenese umfasst chemische. Pedogenese umfasst chemische.

Physikalische und biologische Physikalische und biologische Einzelprozesse, die gleichzeitig oder Einzelprozesse, die gleichzeitig oder nacheinander ablaufennacheinander ablaufen

1.1. Translokations- (Verlagerungs-) prozesseTranslokations- (Verlagerungs-) prozesse2.2. Transformations- (Umwandlungs-) Transformations- (Umwandlungs-)

prozesseprozesse3.3. Turbation (Durchmischungsvorgänge)Turbation (Durchmischungsvorgänge)

BodenfunktionenBodenfunktionen Grundlage der NahrungsmittelproduktionGrundlage der Nahrungsmittelproduktion Siedlungs-, Verkehrs-, DeponieflächeSiedlungs-, Verkehrs-, Deponiefläche Lebensraum für Pflanzen und TiereLebensraum für Pflanzen und Tiere LandschaftswasserhaushaltLandschaftswasserhaushalt Filter, Puffer, Transformatoren im Filter, Puffer, Transformatoren im

StoffhaushaltStoffhaushalt Rohstoffquellen (Kohle, Salzabbau)Rohstoffquellen (Kohle, Salzabbau) Archive der LandschaftsgeschichteArchive der Landschaftsgeschichte

BodenbestandteileBodenbestandteile Boden als 3- Phasen- Gemisch:Boden als 3- Phasen- Gemisch:

Feste, flüssige, gasförmige Feste, flüssige, gasförmige BodenbestandteileBodenbestandteile

Bodenfestphase: anorganisches und Bodenfestphase: anorganisches und organisches Ausgangsmaterialorganisches Ausgangsmaterial

Bodenflüssigphase: BodenwasserBodenflüssigphase: Bodenwasser Bodengasphase: BodenluftBodengasphase: Bodenluft

BodenbestandteileBodenbestandteile Veränderliche Verteilung der Anteile der 3 Veränderliche Verteilung der Anteile der 3

PhasenPhasen Mögliche zeitliche und örtliche Mögliche zeitliche und örtliche

ÜberlagerungenÜberlagerungen Kurzfristige Änderungen möglichKurzfristige Änderungen möglichPhasenverteilung:Phasenverteilung:50 % Matrix50 % Matrix50 % Porenanteil50 % Porenanteil(Bodenlösung 20- 50%, Bodenluft 0- 30%)(Bodenlösung 20- 50%, Bodenluft 0- 30%)

BodenfestphaseBodenfestphase Anorganisches Ausgangsmaterial:Anorganisches Ausgangsmaterial:1.1. (Primäre oder geogene) Minerale und Gesteine(Primäre oder geogene) Minerale und Gesteine2.2. Physische oder chemische VerwitterungPhysische oder chemische Verwitterung3.3. Sekundäre (pedogene) MineraleSekundäre (pedogene) Minerale4.4. Körnung (Textur) und Struktur (Gefüge)Körnung (Textur) und Struktur (Gefüge) Organisches AusgangsmaterialOrganisches Ausgangsmaterial1.1. Streustoffe, Wurzelreste, tierische ProdukteStreustoffe, Wurzelreste, tierische Produkte2.2. Humifizierung, MineralisierungHumifizierung, Mineralisierung3.3. Organische Subtanz (Humus)Organische Subtanz (Humus)

Bodenbestandteil MineraleBodenbestandteil Minerale

Wichtige pedogene Minerale:Wichtige pedogene Minerale: Silikate (z.B. Augit, Olivin, Granit, Silikate (z.B. Augit, Olivin, Granit,

Hornblende, Feldspat, Tonminerale, u.a.)Hornblende, Feldspat, Tonminerale, u.a.) Minerale aus Sauerstoff, Silicium, Minerale aus Sauerstoff, Silicium,

metallischen Elementen;metallischen Elementen; Meist hart, durchscheinend und in Säure Meist hart, durchscheinend und in Säure

unlöslichunlöslich Auftreten als Insel-, Ring-, Ketten-, Band- Auftreten als Insel-, Ring-, Ketten-, Band-

und Schichtsilikateund Schichtsilikate

Silikate- AufbauSilikate- Aufbau

Weitere MineraleWeitere Minerale Oxide (z.B. Quarz)Oxide (z.B. Quarz) Karbonate (z.B. Calcit, Dolomit)Karbonate (z.B. Calcit, Dolomit) Phosphate (z.B. Apatit)Phosphate (z.B. Apatit) Sulfide (z.B. Pyrit)Sulfide (z.B. Pyrit) Sulfate (z.B. Gips, Anhydrit)Sulfate (z.B. Gips, Anhydrit) Chloride (z.B. Kochsalz)Chloride (z.B. Kochsalz)

TonmineraleTonminerale Schichtsilikate kolloider Größenordnung (unter 2 Schichtsilikate kolloider Größenordnung (unter 2

μμm)m) Mineralneubildungen aus Silikaten (Si- Al- Mineralneubildungen aus Silikaten (Si- Al-

Silikate)Silikate) Aufgebaut aus Tetraeder- und OktaederschichtenAufgebaut aus Tetraeder- und Oktaederschichten Fähigkeit zur reversiblen An- und Einlagerung von Fähigkeit zur reversiblen An- und Einlagerung von

H2O- Molekülen H2O- Molekülen können quellen und können quellen und schrumpfenschrumpfen

Bedingen Plastizität der ToneBedingen Plastizität der Tone Eigenschaft Ionen in austauschbarer Form zu Eigenschaft Ionen in austauschbarer Form zu

absorbierenabsorbieren

2- Schicht- Tonminerale2- Schicht- Tonminerale Z.B. Kaolinit, Nakrit, DickitZ.B. Kaolinit, Nakrit, Dickit Grundstruktur: Folge von 1 Grundstruktur: Folge von 1

Si-O-Tetraeder-Schicht und Si-O-Tetraeder-Schicht und 1 Al- OH- Oktaederschicht1 Al- OH- Oktaederschicht

Abstand zwischen 1:1 Abstand zwischen 1:1 Schicht klein und nicht Schicht klein und nicht variabelvariabel

Ionen- Absorption nur an Ionen- Absorption nur an Außen-, Spalt- und Außen-, Spalt- und BruchflächenBruchflächen

Können also nur dort Können also nur dort Wasser und Nährstoffe Wasser und Nährstoffe sorbierensorbieren

3- Schicht- Tonminerale3- Schicht- Tonminerale Z.B. Montmarillonit, Illit, SmektitZ.B. Montmarillonit, Illit, Smektit Grundstruktur besteht aus 2 Tetraeder- Grundstruktur besteht aus 2 Tetraeder-

Schichten, die 1 Oktaederschicht umgibtSchichten, die 1 Oktaederschicht umgibt Zwischenraum zwischen 2:1 Schichten Zwischenraum zwischen 2:1 Schichten

variabelvariabel In diesen Zwischenräumen können In diesen Zwischenräumen können

Wassermoleküle und Ionen (z.B. KWassermoleküle und Ionen (z.B. K++, Ca, Ca++++, , MgMg++++) sorbiert, aber auch wieder ) sorbiert, aber auch wieder ausgegeben werdenausgegeben werden

Auch an den Oberflächen können Ionen Auch an den Oberflächen können Ionen ausgetauscht werdenausgetauscht werden

IonenaustauschIonenaustausch Oberfläche der meisten Bodenbestandteile Oberfläche der meisten Bodenbestandteile

elektrisch aufgeladenelektrisch aufgeladen Ursache für Sorption und Ursache für Sorption und IonenaustauschIonenaustausch

Wichtigste Ladungsträger (Austauscher) sind Wichtigste Ladungsträger (Austauscher) sind Tonminerale, Huminstoffe, Oxide, HydroxideTonminerale, Huminstoffe, Oxide, Hydroxide

Reversibler Ionenaustausch erfolgt zwischen Reversibler Ionenaustausch erfolgt zwischen Austauschern und Bodenlösung an freien Austauschern und Bodenlösung an freien Ladungsflächen der festen Partikel (Grenzfläche)Ladungsflächen der festen Partikel (Grenzfläche)

Bedeutung: wichtig für Bodenreaktion, Bedeutung: wichtig für Bodenreaktion, Bodengefüge, Nährstoffhaushalt, Bodengefüge, Nährstoffhaushalt, Puffereigenschaften des BodensPuffereigenschaften des Bodens

Austauschkapazität (potentielle, Austauschkapazität (potentielle, effektive)effektive)

Summe der ausgetauschten Kationen Summe der ausgetauschten Kationen (KAK) oder Anionen (AAK) eines Boden in (KAK) oder Anionen (AAK) eines Boden in cmol(+)/kg Boden (= Maß für die cmol(+)/kg Boden (= Maß für die Oberflächenladung der Austauscher)Oberflächenladung der Austauscher)

Abhängig von Menge und Art der Abhängig von Menge und Art der Tonminerale und Huminstoffe des BodensTonminerale und Huminstoffe des Bodens

Je höher KAK-Werte, desto besserJe höher KAK-Werte, desto besser Übliche Werte: 5- 100 cmol(+)/kg BodenÜbliche Werte: 5- 100 cmol(+)/kg Boden

KorngrößenverteilungKorngrößenverteilung Hauptbodenarten Ton, Sand, Schluff Hauptbodenarten Ton, Sand, Schluff

ergeben sich jeweils aus der ergeben sich jeweils aus der dominierenden Kornfraktionendominierenden Kornfraktionen

Lehm ist Mischung aus Ton, Sand Lehm ist Mischung aus Ton, Sand und Schluffund Schluff

Körnung gibt Hinweise auf Körnung gibt Hinweise auf Bodenentwicklung, Ertragsfähigkeit, Bodenentwicklung, Ertragsfähigkeit, Pufferkapazität, Filtereigenschaften, Pufferkapazität, Filtereigenschaften, Erodierbarkeit des BodensErodierbarkeit des Bodens

KorngrößenverteilungKorngrößenverteilung

TransformationsprozesseTransformationsprozesse Alle Prozesse, in denen Alle Prozesse, in denen

Umwandlungen und Umfromungen Umwandlungen und Umfromungen ohne größere Verlagerungen ohne größere Verlagerungen stattfinden:stattfinden:

1.1. Verwitterung (physikalisch, Verwitterung (physikalisch, chemisch)chemisch)

2.2. MineralneubildungMineralneubildung3.3. Mineralisierung, HumusbildungMineralisierung, Humusbildung4.4. GefügebildungGefügebildung

HumusbildungHumusbildung Humus: Gesamtheit der abgestorbenen Humus: Gesamtheit der abgestorbenen

organischen Bodensubstanzen, die sich in organischen Bodensubstanzen, die sich in Zersetzung befindetZersetzung befindet

Streu: abgestorbenes organisches Streu: abgestorbenes organisches Material, das sich (noch) nicht in Material, das sich (noch) nicht in Zersetzung befindetZersetzung befindet

Ausgangsmaterial: pflanzliche und Ausgangsmaterial: pflanzliche und tierische Reste: z.B. Wurzeln, Blätter, tierische Reste: z.B. Wurzeln, Blätter, Nadeln, Zweige, ErnterückständeNadeln, Zweige, Ernterückstände

Vielen Dank für die Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!!Aufmerksamkeit!!