Bussemer, Sixten

Heilmann, Elena

Leinweber, Peter

German

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Jahrestagung der DBG. Komm.II. Böden -  eine endliche Ressource. DBG, September 2009, Bonn. Berichte der DBG   (nicht begutachtete online Publikation). http://www.dbges.de  Charakterisierung der organischen Bodensubstanz  in tschernosem-ähnlichen Böden der Altai – Region  Heilmann E.1, S. Bussemer2, P. Leinweber1  1. Einführung  Während die vielfältigen Vegetationsmuster der südwestsibirischen Altairegion in der internationalen Literatur mehrfach ausführlich diskutiert wurden (Zusammenfassung in Hilbig 1995 bzw. Shahgedanova et al. 2002), fand ihre Kopplung mit den Bodenmustern weniger Beachtung. Eigene Profilaufnahmen in der azonalen Waldsteppe am Gebirgsfuß des Tigirezker Rückens (Westaltai) ergaben häufige Abweichungen vom klassischen Muster mit Schwarzerde unter Offenland und Verwitterungsböden unter den Waldinseln (vgl. Walter & Breckle 1986). Das in diesem Zusammenhang beobachtete spezielle Phänomen tschernosemähnlicher Böden unter Wald erscheint aus Sicht der mitteleuropäischen Diskussion zur Schwarzerdegenese (vgl. Eckmeier et al. 2007) besonders wichtig. Neben den ungewöhnlichen Schwarzerde-vorkommen unter Wald stellen die benachbarten Offenlandböden häufig Phaeozeme mit deutlichen Verwitterungshorizonten unter   1ILN, Universität Rostock, 2Institut für Geographie und Geologie Ernst Moritz Arndt Universität Greifswald elena.heilman@uni-rostock.de dem mächtigen Wurmhumus dar (graue Waldböden i.S. der russ. Klassifikation). Beide Gruppen wurden unter Einbeziehung von Vergleichsprofilen aus der zonalen Waldsteppe bei Barnaul bodengeographisch und humuschemisch untersucht, wobei sich die nachfolgende standortkundliche Diskussion auf die außergewöhnlichen „Waldschwarzerden“ konzentriert.  2. Standortkundliche Beschreibung  Zwei Beispiele aus dem Zentralbereich großer und geschlossener Waldinseln vom Oberlauf des Alejflusses mit einem weitgehend granitischen Untergrund sollen die standortkundlichen Verhältnisse verdeutlichen (Abb. 1 und 2). Strauch- und Krautschicht bestehen dabei jeweils aus einer Mischung von Steppen-, Taiga- und Wiesenpflanzen. Die expositionsbedingten Waldinseln von Nordhängen weisen makroskopisch typische Schwarzerden auf (Bsp. Profil 6), während in den Birkenkolken ebener Niederungen (Bsp. Profil 5) der Unterboden zusätzlich häufig vergleyt ist.  Profil Nr. 6 - Normtschernosem unter Waldinsel an NE-orientiertem Hang Obere Baumschicht: Populus tremula, Betula pendula Untere Baumschicht: Padus avium, Salix caprea Strauchschicht: Crataegus sanguinea, Lonicera tatarica, Rosa spinosissima Krautschicht: Geum alepicum, Urtica dioica, Thalictrum minus, Achillea asiatica 0-95cm Axh 10YR3/2, sU, kru-pol, h3, W5, c0 95-140cm Axh+lC 10YR5/2, sU, pol, h2, W2, c0 140-150+  C 10YR6/3, U, koh, h0, W1, c0 Substrat: kalkfreier Lößlehm  Abb. 1: Standortbeschreibung von Profil Nr. 6 nach KA4  Profil Nr. 5 – Gley-Tschernosem unter Birkenkolk auf Alejterrasse Obere Baumschicht: Betula pendula, Populus tremula Untere Baumschicht: Padus avium Strauchschicht: Lonicera tatarica, Rhamnus cathartica, Crataegus sanguinea,  Krautschicht: Geum alepicum, Rubus saxatilis, Carex rinchophisa, Sium latifolium 0-50 Axh 10YR3/1, sU, kru, h4, W5, c0 50-70 Go-Axh 10YR4/4, lS, pla, h2, W2, c0 70-120 Gor 2,5YR4/6, lS, koh, h0, W2, c0 120-130+ Gr 2forGley5/10G, lS, pol, h0, W1, c0 Substrat: kalkfreier Lößlehm über glazifluviatilen Kiesen  Abb. 2: Standortbeschreibung von Profil Nr. 5 nach KA4  Die Analytik bestätigte diese Ansprache, wobei besonders die engen C/N-Verhältnisse in beiden Oberböden den postulierten Tschernosemcharakter unterstreichen. Das anhydromorphe Hangprofil 6 auf völlig entkalkten Lößlehmen besitzt dabei einen versauerten Boden (Tab. 1), während die grundwassernahen Birkenkolke eine deutliche Eisenmigration im Unterboden aufweisen (Tab. 2). In begleitenden röntgendiffraktometrischen Aufnahmen der Tschernoseme ließen sich im Gegensatz zu den Phaeozemen keine Tonmineralneubildungen nachweisen.  Tab. 1: Bodenchemische Parameter von Profil 6 (vgl. Abb 1). Horizont Tiefe C (%) N (%) C/N pH (CaCl2) BS (%) Fed (%) Axh 0-30 5,61 0,47 11,9 4,84 85,1 1,73 Axh 30-60 4,04 0,34 12,0 4,72 96,1 1,82 Axh 60-95 3,36 0,27 12,6 4,66 63,5 1,90 Axh+lC 95-120 1,45 0,11 12,5 4,62 75,3 1,52 Axh+lC 120-140 1,05 0,09 11,9 4,58 67,3 1,67 lC 140-150 0,48 0,05 9,7 5,21 71,5 1,71  Tab. 2: Bodenchemische Parameter von Profil 5 (vgl. Abb 2).  Horizont Tiefe C (%) N (%) C/N pH (CaCl2) BS (%) Fed (%) Axh 0-25 4,62 0,39 11,9 6,95 96,6 0,80 Axh 25-50 1,08 0,08 13,5 7,02 97,7 1,20 Go-Axh 50-70 0,55 0,04 12,5 6,99 95,2 1,90 Gor 70-120 0,18 0,01 20,3 6,71 95,1 5,80 Gr 120-130 0,18 0,01 15,4 6,99 93,8 1,53  3. Molekuar-chemische Charakteri- sierung der organischen Bodensubstanzen  Das Ziel der der molekular-chemischen Charakterisierung der organischen Bodensubstanzen (OBS) war es, Hinweise auf den reliktischen oder rezenten Einfluss der beiden großen Vegetationstypen Wald und Steppe auf die Bodengenese zu   erhalten. Für eine detaillierte Charakterisierung der OBS wurden die Bodenproben aus den oberen Axh- bzw. Ah-Horizonten mittels Pyrolyse-Feld-ionisations-Massenspektrometrie untersucht. Die Py-FI Massenspektren der OBS waren für Tschernoseme und Phaeozeme ähnlich, zeigten jedoch eindeutige Unterschiede zu einer gleichfalls untersuchten Fahlerde in der montanen Stufe. Sie weisen eine hohe Intensität in Substanzklassen mit den niedrigen Molekularmassen sowie bei Phenolen, Ligninmonomeren, Alkylaromaten, N-haltigen nicht-peptidischen Verbindungen und Kohlenhydraten auf. Es ließen sich Unterschiede zwischen Profilen unter Wald und Steppe ebenso wie zwischen oberen und unteren A-Horizonten nachweisen. Da die Corg-Werte der Proben sehr unterschiedlich waren, wurden die absoluten Werte der Totalionenintensität (TII) auf die Corg–Gehalt bezogen. Dann zeigten die Thermogramme der pyrolytischen Freisetzung von Peptiden und N-haltigen nicht-peptidischen Verbindungen bei ähnlichen Verläufen eine wesentlich höhere spezifische Ionenintensität der Proben unter Offenland, welche zudem Differenzen zwischen den einzelnen Profilen aufwiesen. Bei den Profilen unter Wald sind hingegen die Gradienten zwischen den oberen und unteren Teilen der A-Horizonte viel stärker ausgeprägt.   4. Zusammenfassung  Die Boden-Vegetationsmuster der Gebirgswaldsteppe des westlichen Altai weichen vom klassischen zonalen Schema ab. In den Laubwaldinseln konnten echte Tschernoseme nachgewiesen werden. Vertiefende humuschemische Untersuchungen deuten sowohl Unterschiede zwischen den A-Horizonten der verschiedenen Standortgruppen als auch im jeweiligen Vertikalgradienten an, wobei besonders letztere auf einen unteren reliktischen und einen oberen rezentgeprägten Profilabschnitt hinweisen könnten.   5. Referenzen  Eckmeier, E., Gerlach, R., Gehrt, E. & M.W.I. Schmidt (2007): Pedogenesis of Chernozems in Central Europe.- Geoderma 139: 288-299. Hilbig, W. (1995): The Vegetation of Mongolia.- 258 S., Amsterdam. Shahgedanova, M., Mikhailov, N., Larin, S. & A. Bredikhin (2002): The Mountains of Southern Siberia.- In: M. Shahgedanova (Hrsg.): The physical Geography of Northern Eurasia.- S. 314-349: Oxford. Walter, H. & S.-W. Breckle (1986): Spezielle Ökologie der Gemäßigten und Arktischen Zonen Eurasiens.- 587 S.; Stuttgart.  

Charakterisierung der organischen Bodensubstanz  in tschernosemähnlichen Böden der Altai – Region

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Charakterisierung der organischen Bodensubstanz in tschernosemähnlichen Böden der Altai – Region

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