Leitfragen Böden der Welt PDF

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Teilgebiet Böden der Welt mit beantworteten Klausurfragen, 3. Fachsemester Umweltnaturwissenschaften...

Description

kologie der Wlder der Erde, Teilbereich Bden der Welt Beispielfragen 1) Beschreiben Sie kurz zwei Bodenprofile der Exkursion. Nennen Sie WRB Referenzgruppe und deutschen Bodentyp (ohne qualifier). SS2008 Planosol (Profil 1) Ein Planosol kennzeichnet sich durch einen Abrupten Bodenartenwechsel innerhalb von 100cm. Dies ist bei Profil 1 der Fall gewesen. Über 30% mehr Tonanteil bei ca 30cm. Die Horzonte gehen ineinander über (kein albeluvic Tonguin). Außerdem weist der Unterboden reduzierte Verhältnisse auf in Form von introvertierter Redoximorphose (Oxidationsrückstände im Aggregatinneren) Arenosol (Profil 8) Der Arenosol von Profil 8 zeichnet sich Hauptsächlich durch seinen hohen Anteil an Sand aus. Das hier vorhandene Bodenmaterial war außerdem durch Tonspuren verbunden. In Arenosolen findet keine längerfristige Bodenentwicklung statt, weil das Bodenmaterial ständiger Erosion ausgesetzt ist. 2) Nennen Sie 3 „Orders“ aus der US-Soil Taxonomy und markieren Sie die fr die Bezeichnung verwendete Endsilbe. Welcher major reference soil group der WRB entsprechen diese soil orders am ehesten? (evtl. mehr als eine) US-Soil Taxonomie Gelisol Histosol Oxisol

WRB

Beschreibung

Cryosole Histosole

„Kryos“ Griechisch für Frost. Frostgeprägte Böden Böden Aus org. Material. Bsp.: Torfböden, Sumpfböden, Moorböden, org. Böden Ferralsole Tiefgründig verwitterte, rote & gelbe Böden der humiden Tropen, hoher gehalt an sesquioxiden

3) Was sind Histosols? Stehen intakte Histosols in einem steady-state Gleichgewicht des Kohlenstoffgehaltes?   

Böden aus org. Material Bestehen aus unvollständig zersetzter Pflanzenstreu. Große Areale borealer, (sub-)arktischer Regionen. Torfe der gemäßigten Gebiete. Schlecht drainierte Becken/Niederungen --> hoher Grundwasserspiegel.

Kein steady-state --> Senke da CO2 durch andauernde Humusakkumulation eingelagert wird.

4) Wie ist die Textur und Struktur von typischen Ferralsolen? Sind Ferralsole fruchtbare Bden? Begrnden Sie Ihre Aussage. Ferralsole sind sehr alte tiefenverwitterte von Eisen und Al geprägte Böden, welche meist eine rötliche und gelbliche Färbung aufweisen.  Anreicherung von Eisen- und  hohe Infiltrationsrate, aber Aluminiumoxiden niedrige Wasserspeicherkapazität  Auswaschung von Erdalkali- und  aufgrund des alters kaum/keine Alkali-Ionen sowie Kieselsäure verwitterbaren Minerale (Desilifizierung)  niedrige KAK  geringe Nährstoffverfügbarkeit  brüchiges makrogefüge, porös  Al-Toxizität  gute Durchlüftung  P-fixierung Durch die Auswaschung und die altersbedingte weit fortgeschrittene Verwitterung besitzen Ferralsole eine sehr niedrige Fruchtbarkeit. In Tropischen Regenwäldern findet der Nährstoffkreislauf in der Regel oberhalb des Bodens durch die sofortige Verwertung der Streu statt.

5) Sowohl Bden im borealen Nadelwald als auch in der Steppenzone sind oft sehr humusreich. Beschreiben Sie die Prozesse und Faktoren der Humusanreicherung fr typische Verhltnisse in diesen Klimazonen. Beachten Sie dabei die typischen Humusformen. Boreal:  Die Wärmeperioden reichen in den Borealen nicht aus um den aus der Streu entstandenen Humus umzusetzen. Außerdem ist die Wasserverfügbarkeit für die Mikroorganismen, welche den Humus umsetzen, im Winter durch Schnee bedingt auch nicht besonders gut geeignet. Humusformen: Rohhumus, Torf Steppe:  Kohlenstoffanreicherung im Boden  Große Bioturbation --> aber keine Zersetzung wegen Kälte im Winter und Hitze + Trockenheit im Sommer Humusform: mollic horizon des Chernozems

6) Warum ist Bodenversalzung unerwnscht? Welches Konzept steckt hinter der „SodiumAdsorptioRatio“ SAR bei der Charakterisierung von Bewsserungswasser? Bodenversalzung hat zur Folge, dass Ca und Mg durch Na ersetzt werden.  Der Boden verliert dadurch an Stabilität  Aggregate lösen sich auf  Peptisierung/Lösung der Tonminerale/Kolloide  Physiologische Trockenheit. Wasser können durch semipermeable Membran kein Wasser mehr aufnehmen. Durch Na werden Ca und Mg im Boden verdrängt. Um festzustellen ob Wasser zum Bewässern geeignet ist, wird durch den SodiumAdsorptioRatio das Verhältnis von Na zu Ca und Mg betrachtet. Daran kann man sehen, wie hoch das Risiko der Versalzung beim Bewässern ist.

7) Was sind Torfe, wie kann man sie klassifizieren? Torfe sind organisches Sediment, welches in Mooren entsteht. Sie bestehen aus unvollständig zersetztem Organischem Material Die Klassifizierung erfolgt durch Schätzung des Zersetzungsgrades. --> Quetschprobe (Pflanzenreste, Farbe Quetschwasser, Konsistenz des Rckstandes) hHh hH hH nH

Bunkerde Weißtorf Schwarztorf Niedermoortorf

Stark zersetzter Weißtorf Schwach zersetzt Stark zersetzt Sehr stark zersetzt

8) Warum treten in Arenosolen arider Klimate kaum Versalzungserscheinungen auf? Arenosole sind sehr Sandige Böden, dies bedeutet eine starkes Auswaschen der Salze durch Regen nach unten und bei Trockenheit kein aufwärtssteigendes Bodenwasser, da die Kapilarkräfte dafür nicht ausreichen.

9) Was ist der Unterschied zwischen Hoch- und Niedermoor? Niedermoore entstehen unter Einfluss von Grund-, Quell-, oder Sickerwasser in feuchten Senken, Flussniederungen sowie an Hängen im Bereich von Quellwasseraustritt. Durch den meist hohen Wasserstand, wird aufgrund des Sauerstoffmangels der Abbauprozess von Pflanzen gehemmt. Die Pflanzenreste Setzen sich am Grunde des Wassers ab und bilden Torf. Diese Torfschicht steht immer in Kontakt zum Nährstoffreichen Grundwasser. Niedermoore wachsen nur geringfügig in die Höhe.  viele Nährstoffe, viele Arten im Vergleich zum Hochmoor Hochmoore entstehen in kühl-feuchten Gebieten in denen weniger Wasser verdunstet oder abfließt als die Summe der Niederschläge bringt. Sind Niedermoore die über das Grundwasserniveau hinaus gewachsen sind. Nährstoffbedarf wird nur durch den nährstoffarmen Niederschlag gedeckt.  Lebensfeindlicher Raum, wenige angepasste Arten.

10)Welchen diagnostischen Horizont haben Ali-, Lixi- und Acrisole gemein, wodurch unterscheiden sie sich (Kriterien zur Differenzierung)? Ordnen Sie den Begriff Low Activity Clays in diese Differenzierung ein. Den argic Horizont. --> hoher Tonanteil im Unterboden als Folge der pedogenetischen Differenzierung der Tongehalte Die Böden unterscheiden sich in ihrer KAK (hoch beim Alisol, niedrig beim Lixi- und Acrisol), ihrem pH-Wert (Alisol ist basisch, Lixisol und Acrisol sind Sauer) und ihren Verwitterungsfortschrit (Alisol noch nicht weit verwittert, Lixi und Acrisol stark verwittertt. Der Lixisol ist im Gegensatz zum Ali- und Acrisol von Trockenperioden geprägt In Low Activity Clays befinden sich viele 2-Schicht-Tonminerale und Sesquioxide dies hat zur Folge, dass stark verwitterte Böden (LACs --> Acri-, Lixisole) durch ihre geringe KAK und ihren niedrigeren pH Phosphat fixieren --> schlechte Bedingungen für Pflanzenwachstum

11)Beschreiben Sie, wie bei der Zuordnung von Bodenprofilen zu den Einheiten der WRB vorzugehen ist und welche Kriterien zur Unterscheidung herangezogen werden. (Verwenden Sie dazu auch die Begriffe „reference soil group“ und „qualifier“). Erlutern Sie 3 qualifier. Zuerst wird der Boden einer der 32 RSGs anhand der bodenbildenden Faktoren bzw. Prozesse zugeordnet. Danach ordnet man den Boden anhand von  Präfix-Qualifiern o Typischerweise assozierte --> auch als Schlüssel für RSG verwendet o Übergangsqualifier --> Stellt Brücke zu anderen RSG und dann  Suffix-Qualifier o andere Qualifier --> Farbe, chem., phys. Eigenschaften Präfix: Glacic: 70% Eis, 30cm mächtig, innerhalb der obersten 100cm Turbic: von Kryoturbationsmerkmalen unterhalb von 100cm geprägt Suffix: Aridic: trockenheitsbedingte Eigenschaften 12)Was sind zonale, intrazonale und azonale Bden? Geben Sie jeweils ein Beispiel in Form einer major reference group der WRB. Zonalität (Klimatische Klassifikation) Zonale Böden: Klima und Vegetation als Faktor der Bodenentwicklung  Tundra-, Laubwald-, Wüsten-, Tropen-Böden ect. Bsp.: Chernozem Azonale Böden: Böden mit schwacher Profildifferenzierung, Junge Böden mit Eigenschaften des Ausgangsgesteins  Rohböden, erodierte, kolluviale und alluviale Böden Bsp.: Leptosole (skelettreiche Böden, häufig im Gebirge) Intrazonale Böden: Gesteins- und Relief-Einflüsse als Faktor, abweichend vom Klimaxtyp  Kalk-, Salz, Grundwasser-Böden Bsp.: Podsol (mit Grundwasser als Bodenbildenden Faktor)

13)Welche besondere Rolle spielen Ericaceen bei der Bodenbildung in der borealen Nadelwaldzone? Wieso nimmt die Vitalitt der Ericaceen in borealen Nadelwldern mit der Zeit zu, die der Baumvegetation aber ab? Die Streu von Ericaceen kann nur sehr schwer zersetzt werden. Ericaceen selbst können die Nährstoffe ihrer eigenen Streu allerdings mit Hilfe von Mykorrhiza für sich verfügbar machen, dadurch werden mit der Zeit immer mehr Nährstoffe von den Ericaceen fixiert und stehen der Baumvegetation nicht mehr zur Verfügung.

14)Wofr steht WRB? Aus welchem System der Bodensystematik ist die WRB hervorgegangen? World Reference Base for Soil Resources WRB klassifiziert die Böden anhand ihrer Merkmale (Farbe, Struktur, Körnung, Nährstoffgehalt, Wasserleitfähigkeit)

15)Erlutern Sie fr fnf bodenbildende Faktoren beispielhaft, wie sie die Bodenbildung beeinflussen. Sind die von Ihnen beschriebenen Zusammenhnge typisch fr bestimmte kozonen? Klima: beeinflusst Intensität und Geschwindigkeit der Verwitterung, Frostsprengung Gestein: beeinflusst Mineralgehalt des Bodens und Geschwindigkeit der Bodenentwicklung Topographie: Erosion durch Abrutschen von Bodenschichten Flora: Streu für Oberbodenentwicklung von großer Bedeutung, Wurzeln können Böden auflockern, Flora kann Nährstoffe fixieren. Fauna: durch Druck kann der Boden verdichtet werden. Mensch: Landwirtschaftliche Nutzung, Dngung… Zeit: wichtigster Faktor für Verwitterung Ökozonen definieren sich ebenfalls durch die genannten Faktoren. Beispiel Tropen Die Zeit in den Tropen eine so fortgeschrittene Verwitterung ermöglicht. Klima ermöglicht die guten Wuchsbedingungen Nährstofffixierung in der Vegetation. 16)Sie finden in einer Publikation ber ein tropisches kosystem die Bodenbezeichnung Haplorthox. Aus welchem Klassifikationsystem stammt dieser Begriff? Woran erkennen Sie die bergeordnete Bodengruppe und wie heißt sie? Welche WRB-major-reference-group entspricht dieser bergeordneten Bodengruppe? Nennen Sie 3 Eigenschaften Verrücktes Wort  US-Soil Taxonomy Ox  Oxisol (WRB)  stark verwittert  nährstoffarm  Konkretionen

17)Unter welchen Bedingungen kommt es zu Bodenversalzung? Ausschlaggebend ist die Klimatische Wasserbilanz. Ist die tatsächliche Evapotranspiration kleiner als die Potentielle (arides Klima) gibt es kein Netto-Wasserstrom von oben nach unten. Verwitterungsprodukte können nicht abgeführt werden. Diese Böden Versalzen durch das durch Evapotranspiration aufsteigende salzangereichertes Wasser.

18)Warum ist Bodenversalzung unerwnscht? Bodenversalzung hat zur Folge, dass Ca und Mg durch Na ersetzt werden.  Der Boden verliert dadurch an Stabilität  Aggregate lösen sich auf  Peptisierung/Lösung der Tonminerale/Kolloide  Physiologische Trockenheit. Wasser können durch semipermeable Membran kein Wasser mehr aufnehmen.

19)Nennen und erlutern Sie drei WRB Referenzbodentypen die für bestimmte kozonen typisch sind. Ferralsole: Typisch für tropische Ökozonen. Sie sind charakterisiert durch die starke Verwitterung und den damit verbundenen hohen Anteil an Kaolinit uns Sesquioxiden. Chernozem, Kastanozem und Phaeozem: Typisch für aride Mittelbreiten  Humus im Oberboden, Sekundärcarbonate Cryosol: Permafrostbereich  Kryoturbation, Solifluktion, Thermokarst Histosol: Boreale Zone hohe Akkumulation organischer Substanz 20)Warum findet man in der subpolaren (Tundra) Zone hufig Gleysols? Gleysole entstehen unter sehr feuchten Bedingungen, wenn z.B. keine Drainage erfolgen kann oder durch Grundwassereinfluss. In der subpolaren Tundra Zone, welche von starken Temperaturschwankungen geprägt sind, kann Schmelzwasser aufgrund der Stauschicht des Permafrost nicht drainieren, daher entwickeln sich häufig Gleysols.

21)Nennen Sie 2 bedeutende wichtige Bodenschutzprobleme der Tundrenzone. Durch die geographische Lage der Tundrenböden auf dem Globus, werden durch Niederschläge viele Giftstoffe eingetragen. --> AMAP Außerdem befinden sich in Tundrengebieten (speziell Kanada) Pipelines, welche enorme Hitze auf den Boden übertragen. Dies kann zur folge haben, dass der Permafros auftaut. Dem wir durch aufwendige Kühlungssysteme entgegen gewirkt.

22)Wie unterscheiden sich Cherno-, Kastono-,Greyzem, was haben sie gemeinsam? Gemeinsamkeiten: mollic Horizont (Akkumulation Organischer Substanz), hohe Basensättigung Unterschiede: Chernozem: mollic horizont oberste 20cm feucht (Munsell-Sättigung 2) und Calcic Horizont mit Sekundärcarbonaten unterhalb mollic-Grenze und bis zum Calcic hohe Basensättigung verkittet, verhärtete Lage Kastanozem: mollic Horizont und Calcic Horizont mit Sekundärcarbonaten unterhalb mollic-Grenze und bis Calcic hohe Basensättigung bis verkittet, verhärtete Lage

Greyzem (Phaeozeme): mollic Horizont hohe Basensättigung bis 100cm tiefe oder verkittet, verhärtete Lage unterschiede sind u.a. durch klimatische Faktoren wie Niederschlag, Wärme-/Kälteperioden und damit verbundene Auswaschungs- und Verwitterungsverhältnisse bedingt. 23)Was ist ein Solonetz? Umwandlung von Solontschak (Weiß-Alkaliboden) zu Solonetz (Schwarz-Alkaliboden) Freie Salze werden durch Grundwasserabsenkung nach unten ausgewaschen. Natriumbelegung der Bodenkolloide hat Mobilisierung und Abwanderung nach unten zur Folge. --> Entstehung toniger Horizonte und säulenförmiger Gefüge 24)Bei welchem Boden entsteht ein Gilgai-Relief? Beschreiben Sie den profilprgenden Prozess. Vertisol Ein abwechselndes Quellen und Schrumpfen von Tonmineralen (v.a. Smectite) verursachen durch Peloturbation Schrumpfrisse mit Slickensides (glänzend, geriefelte Stress-Cutane) Außerdem wird durch Hydroturbation Material der unteren Bodenschichten in den Rissen nach oben befördert.

25)Nennen und beschreiben Sie 3 bodenmischende Prozesse und jeweils einen WRBReferenzbodentyp bei dem dieser Prozess besonders relevant ist. Bioturbation: Durch Bodentiere werden Horizonte vermischt. Bodenporen geschaffen, Zerkleinert, Aufbau von Boden Aggregaten  Chernozem Hydroturbation (Peloturbation): Durch abwechselndes Quellen und Schrumpfen (Wasserzufuhr und –entzug) werden Tonminerale und Zweischichtionen Hydralisiert es bilden sich Cutane und Horizonte werden durch wasserbedingten Transport vermischt.  Vertisole Kryoturbation: Durch Wechsel von Frieren und Tauen in wassergesättigten Böden werden starke Durchmischungsvorgänge in Gang gesetzt.  Cryosol 26)Welcher Boden ist in besonderem Maße von sekundrem Carbonat geprgt. In welchen Formen tritt es in Bden auf (3 Beispiele)? Phaeozem, Chernozem, Kastanozem Sekundäre Carbonate beziehen sich auf aus der Bodenlösung ausgefallenen Kalk Kann in Form von Ablagerungen, Knollen, Konkretionen, dauerhafte Pseudomycelien oder rundlichen Ansammlungen (Weißaugen) vorkommen.

27)Beschreiben Sie kurz 3 in der gemßigt humiden Zone besonders verbreitete WRB Referenzbden. Albeluvisol: glaziale Ablagerung, fluviales Sediment, äolisches Sediment (Löss) Zungenförmige Toneinwaschungshorizonte Podsol: Si-reiches Ausgangsgestein Tiefenverlagerung von organischer Substanz, meist als organo-mineralische-Komplexe Planosol: Tonig alluviale, kolluviale Ablagerungen Oberboden gebleicht, viel Ton im Unterboden  Stauschicht Auch von Auswaschung geprägt, quasi stark ausgeprägter pseudogley

28)Beschreiben Sie kurz einen WRB-Referenzbodentyp den Sie auf der Exkursion gesehen haben. Planosol (Profil 1) Ein Planosol kennzeichnet sich durch einen Abrupten Bodenartenwechsel innerhalb von 100cm. Dies ist bei Profil 1 der Fall gewesen. Über 30% mehr Tonanteil bei ca 30cm. Die Horzonte gehen ineinander über (kein albeluvic Tonguin). Außerdem weist der Unterboden reduzierte Verhältnisse auf in Form von introvertierter Redoximorphose (Oxidationsrückstände im Aggregatinneren) Arenosol (Profil 8) Der Arenosol von Profil 8 zeichnet sich Hauptsächlich durch seinen hohen Anteil an Sand aus. Das hier vorhandene Bodenmaterial war außerdem durch Tonspuren verbunden. In Arenosolen findet keine längerfristige Bodenentwicklung statt, weil das Bodenmaterial ständiger Erosion ausgesetzt ist.

29)Humifizierung, Mineralisierung und Streuanlieferung bestimmen die Kohlenstoffspeicherung in Bden. Definieren Sie kurz diese Begriffe und erlutern Sie fr die Extremflle boreale Nadelwaldzone und tropischer Regenwald in welchem Verhltnis diese Grßen stehen. Humifizierung beschreibt den Prozess der Zersetzung von Pflanzenstreu (bzw. deren organische Substanz) in Huminstoffe (organische Verbindungen), dies geschieht durch chemische Prozesse oder durch Verdauung von Bodenlebewesen. Mineralisierung ist ebenfalls ein Zersetzungsprozess, welcher durch mikrobiellen Abbau die Streu bzw. die Huminstoffe weiter in anorganische Verbindungen zersetzt. Kohlenstoffspeicherung ist das fixieren von Kohlenstoff in Biomasse (Pflanzenzellen (Wurzeln) und anderen im Boden lebender Organismen.) Die Zersetzung der Streu in borealen Nadelwäldern ist relativ langsam. Das hat zur Folge, dass sich viel Humus anreichern kann, welches allerdings nicht mineralisiert wird(kein CO2 fällt aus). Der Kohlenstoff bleibt in den organischen Verbindungen der Huminstoffe. Daher ist der Kohlenstoff in borealen Nadelwäldern Hauptsächlich in der Humusschicht des Bodens gespeichert. In tropischen Regnwäldern finden die Zersetzungsprozesse der Streu hingegen sehr schnell statt. Das hat zur Folge, dass fast der gesamte Teil des Kohlenstoffs in der Biomasse gespeichert ist.

30)Welcher Nhrstoff ist in vielen Ferralsolen besonders schlecht verfgbar und warum? Ferralsole sind so genannte LACs(low activity clays). Der Grad der Verwitterung extrem Hoch und der Anteil an Sesquioxiden und 2-Schicht-Tonmineralen ist sehr groß. --> niedrige KAK und niedriger pH Wert haben eine Fixierung des Phosphats zur Folge.

31)Worauf beruht in Ferralsolen (auch Acri- und Lixisolen) der grßte Teil der Kationenaustauschkapazitt? Durch den hohen Grad an Verwitterung sind viele Sesquioxide unf 2- Schicht-Tonminerale in den Böden. Die damit verbundene hohe positive Ladung, hat eine niedrige KAK zur Folge.

32)Warum sind im Hinblick auf die Nhrstoffversorgung Ferralsole (auch Acri- und Lixisole) nur durch sehr hufige Dngung fr die landwirtschaftliche Produktion zu nutzen? Ferralsole sind schlecht ausgestattet mit N, K, se- kundren Nhrstoffen (Ca, Mg und S) P-Fixierung muss mit Düngung entgegengewirkt werden. Kalkung erhöht den pH-Wert im Oberboden wirkt Al-Toxizität entgegen erhöht die KAK Weil Ferralsole eine sehr gute Drainage haben und Nährstoffe mit jedem Entnehmen von Biomasse entfernt werden, muss sehr oft gedüngt werden.

33)Auf der Exkursion haben Sie einen rendzic Leptosol gesehen. Was sind Leptosole, worauf beruht der Qualifier “rendzic”? Leptosole sind Böden mit einem Besonders hohen Anteil an Festgestein oder Skelett bzw. noch nicht stark verwitterte Böden. Der Qualifier beschreibt einen Boden mit mollic Horizont(mächtiger, dunkler Oberbodenhorizont mit hoher Basensättigung und mittlerem bis hohem Gehalt an org. Substanz)  und hohem Carbonatanteil (40%)

34)Die klimatische Bodenklassifikation hat sich global nicht als grundlegendes Prinzip bewhrt. Wo ist sie entstanden, warum funktioniert sie in Mittel- und Westeuropa und auch in den Tropen kaum? Die klimatische Bodenklassifikation nach Dokutschajew ist in Russland entstanden. Sie hat die Bodenbildenden Faktoren (Klima, Ausgangsgestein, Flora, Fauna als Grundlage). Da es in Mittel- und Westeuropa auf aufgrund der Eiszeit hauptsächlich sehr Junge Böden gibt, finden wir hier keine ausschließlich von Klima geprägten Böden. Außerdem können sich die Faktoren im Laufe der Zeit ändern. Eine rein klimatische Klassifikation funktioniert in den Tropen kaum, da hier die Bodenentwicklung stark vom A...