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Ökosystem Erde .doc

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Natural Science
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Biomedical Sciences
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Karl-Franzens-Universität Graz - KFU
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WS 08/09
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Ökosystem der Erde

Zusammensetzung des Bodens:

-         Atmosphäre: Luft

-         Biosphäre: Lebewesen

-         Hydrosphäre: Wasser

-         Lithosphäre: Gesteine = Grundlage besteht vorwiegend aus: Sauerstoff, Silizium + Aluminium

Faktoren der Pedogenese
=>
Bodenentwicklung
=> Entstehung u Entwicklung der Böden und verschiedener Bodentypen

Gesteine
= Ausgangsmaterial zur Entstehung der Böden
= Gemisch von gleichen oder unterschiedlichen Mineralien:

-         Magmatite (Erstarrungsgestein, zB durch Vulkane)

-         Sedimente (Absatzgestein, zB durch Zerfall der Steine, die dann weiter transportiert werden)

-         Metamorphite (Umwandlungsgesteine- werden vermischt- zuerst an der Oberfläche, dann darunter etc)

Magmatite + Metamorphite bilden 95% der Erdkruste, aber nur 25% d. Erdoberfläche
Sedimente bilden nur 5% der Erdkruste, aber 75% der Erdoberfläche

Kolloide: Teilchen die in zB in Fest/Flüssigkeit/Gas fein verteilt sind.
- Brownsche Bewegung: Teilchen zittern und geraten in Bewegung
- sind Ionenspeicher und Puffer

Gefügearten

- Elementar – oder Einzelkorngefüge: feste Partikel, liegen nebeneinander (Sand)

- Hüllengefüge: haben eine Distanz, sind aber in einem Gitter verankert

- Aufbaugefüge: lockere Koppelung/ Aneinanderlagerung (Krümelbildung)

- Absonderungsgefüge: feinkörnige Bodenpartikel bilden Formen wie Säulen, Platten

Gefüge hat einen Einfluss auf das Hohlraumsystem im Boden

Unterschiedliche Oberfläche = Unterschiedliche Eigenschaften

Ideale Bodenbedingungen, wenn: ausgeglichene Körnergrößenzusammensetzung

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Wasser: Wichtiger Faktor bei der Bodenentwicklung, Verwesung, Mineralstoffbildung

- Sickerwasser: Wenn Wasser einsickert nimmt es feine Partikeln, Ionen, Salze auf und Transportiert es in den Boden

- Verdunstung: Wenn es trocken wird, kommt das Wasser wieder an die Oberfläche

- Oberflächenwasser: bei Überschwemmungen

- Grund/Stauwasser: wenn Wasser nicht weiter kommt/ sich anstaut, ist sauerstoffarm

Haftwasser/Wasserkapazität: wie viel Wasser der Boden halten kann. Messung: Bodenprobe wird genommen, getrocknet, mit Wasser angesättigt, abtropfen lassen, und abwiegen.

Wasserkapazität hängt ab von:

-         Körnung

-         Bodengefüge

-         Gehalt an organischer Substanz

-         Art der Bodenkolloide

Speicherung: Sand => Lehm => Schlurf => Tone => Torf (am meisten)

pH- Wert:
normale Skala 1 – 14 Böden: 2 – 10

PH- Wert beeinflusst viele Vorgänge im Boden:
- Nährstoffverfügbarkeit der Pflanzen
- Ionenaustauschprozesse

2-3: extrem sauer 7 : neutral 9-10: extrem alkalisch

Bodenluft:
=> Atmung
=> Oxidations- (O2) und Reduktionsvorgänge (kein O2)
Hohlräume der Bodens sind entweder mit Wasser oder Luft gefüllt.
CO2 Gehalt ist viel höher als in der freien Luft
Gasaustausch: je lockerer der Boden, desto schneller

 

Relief: Lage u Form der Geländeoberfläche: Erhebungen, Senkungen, Neigungsgrad

Klima: Witterungsverhältnisse einer Gegend bestimmen das Klima.
Wichtigste Faktoren:

-         Temperatur u Sonneneinstrahlung

-         Niederschläge u Wasserdampfgehalt der Luft

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-         Geographische Lage

-         Höhe über dem Meeresspiegel

-         Entfernung zum Meer

Die Temperatur beeinflusst alle Lebewesen aufgrund des Stoffwechsels

Intensität u Wirkung der Sonneneinstrahlung/Temperatur abhängig von:

-         geographischer Breite

-         Einfallswinkel der Sonne und Neigungswinkel der Hanges

-         Jahres/Tageszeit

-         Witterung

-         Bodenfarbe- je dunkler, desto mehr Strahlung wird absorbiert

-         Bodenbedeckung/Bewuchs/Struktur- trifft die Senkung direkt auf oder nicht?

Bsp: Kalkbraunerdeboden
7:30: Bodentemperatur bleibt annähernd gleich, auch in tieferen Ebenen
13:30: Temperatur sinkt schneller ab
18:00: bis 5 cm Tiefe hat sich der Boden gut erwärmt
23:00: In 10 cm Tiefe ist es wärmer als an der Oberfläche (Nachwehen)

Mit dem Wandel der Jahreszeiten ändert sich auch die Temperatur
Max: 20°C im Sommer
Im Bodeninneren ist es im Winter wärmer, im Frühling kälter (Zeitverzögerung)

Prozesse der Pedogenese: formen die Landschaft

-         Verwitterung => Abtragung von Gesteinen

-         Verlagerung u Sedimentation => durch Fluss

-         Humusbildung => Umwandlung organischer Substanzen

Wie schnell etwas verwittert, hängt ab von der physikalischen, chemischen u biologischen Verwitterung ab

a) Physikalische Verwitterung:

- Temperaturwechsel: Exposition ist wichtig, stark besonnte Seite hat mehr Spannung => Risse entstehen

- Frostsprengung: Wasser dringt ein, gefriert => Volumen wird größer: Risse + Spalten

- Druckentlastung: durch Abtragungsvorgänge wird Druck entlastet

 

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- H2O, CO2, O2, H+- Ionen

- Lösungsverwitterung H2O lösliche Salze

- Hydrolyse

- Säurewirkung

- Oxidation

c) Biologische Verwitterung:

Biologisch- physikalische Verwit: Sprengwirkung, Bohren

Biologisch- chemische Verwit: Flechtensäuren, CO2 der Wurzeln, Bodenorganismen

Verlagerung und Sedimentation

-         Schwerkraft (Bäume)

-         Frostwechselwirkungen

-         Schnee- und Eiswirkungen

-         Oberflächenwasser

-         Unterirdisches Wasser

-         Windwirkung

Humusbildung

Anorganische Substanzen: 94%

Organische Substanzen im Boden: 6%

Davon: - 85% tote Materie
- 8,5% lebende Wurzeln
- 6,5% Edaphon

Abbau organischer Substanzen im Boden:

-         Zersetzung (Abbau unter aeroben Bedingugen)

-         Fäulnis (Abbau unter anaeroben Bedingungen)

-         Humifizierung (Umwandlung in Huminstoffe)

-         Mineralisierung (vollständiger Abbau zu anorganischen Substanzen)

Terrestrische Humusformen: Rohhumus, Moder, Mull

Hydromorphe Humusformen: Anmoor, Torf,

Subhydrische Humusformen: Braun-Grau-Faulschlamm

Gliederung der Bodenhorizonte

a)     Haupthorizonte: Großbuchstaben A,B,C

b)    Übergangshorizonte: Merkmale von 2 oder 3 Horizonten.
Großbuchstaben, der Hintere zeigt den stärksten an, (A)E

c)     Subhorizonte: kleine Zusatzbuchstaben oder Ziffern, Of

 

Haupthorizonte: von der obersten zur Untersten Bodenschicht: A – C

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4 Bodentypen-Klassen nach Schröder

Lithomorphe Böden: Gesteinsuntergrund = Ausgangsmaterial

-         (A)C Böden, Bsp.: Syrosem

-         AC Böden aus Festgestein, Bsp.: Ranker, Rendzina

-         AC Böden aus Lockergestein, Bsp.: Pararendzina

o   Schwache Bodenentwicklung

o   Boden wird oft abgetragen

o   In kalten, trockenen Gebieten

Klimaphytomorphe Böden: Klima +Vegetation ist wichtig

-         Braunerde (am häufigsten, feuchtes Waldklima, Alpenvorland)

-         Bleicherde (Ausgang: saurer Untergrund)

-         Schwarzerde (A ist stark, kein B=> wandelt sich in C um, Weinebene)

o   Starke Verwitterung

o   Starke Verwesung

o   Schwache Humusentwicklung

-         Solontschak: Salzböden: viel Salz

-         Solonetz: Natrium- Böden: pH über 8,5, wenig Salz

Hydromorphe Böden stehen unter starkem Einfluss des Wassers

-         Stauwasserböden

-         Grundwasserböden, Bsp.: Aue, Marsch, Moore, Gley

Anthropomorphe Böden stehen stark unter menschlichen Einfluss

-         Auftragsböden: Kultusol (Aufschüttung, Sportrasen)

o   Material wird angehäuft => Schnelle Vegetation

o   Vom Menschen stark beeinflusst

-         Mischböden: Hortisol (Gartenböden)

o   Mist, Torf wird eingebracht, sehr humusreich

Edaphon: Alle lebenden Organismen, die im Boden leben

Phytoedaphon: Bodenflora (Bakterien, Pilze, Algen, Flechten)

Zooedaphon: Bodenfauna: alle Tiere


Zusammensetzung des Edaphon:

-         50% Bakterien

-         25% Pilze


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