Bodenentwicklungsreihen

Bodenentwicklungsreihen 

� Hydromorphe Böden 

� Redoxsysteme 

� Stauwasserböden 

� Grundwasserböden 

Technische Universität München Department of Hydrology and River Basin Management

Hydromorphe Böden 

� Das Ausgangsgestein war bisher das 

wichtigste Kriterium für die Entwicklung 

der Bodenreihen 

� Neues Kriterium Hydromorphie: 

bedingt durch Stau‐ oder Grundwasser 

und damit gekoppelte Redox‐ und 

Verlagerungsprozesse von Eisen‐, 

Mangan‐ und Schwefelverbindungen 

→ spezifische Ausprägung von 

Bodenhorizonten 

� Stauwasserböden: 

terrestrische Böden 

� Grundwasserböden: 

semiterrestrische Böden 


Grund‐ und Stauwasser 

GWO 

Gleye 

Go 

Gr 

Grundwasser 

Grundwasser: 

� Grundwasser füllt alle Poren kohärent mit Wasser aus 

� permanent (ganzjährig) vorhanden 

� Grundwasserspiegel kann aber schwanken 

Stauwasser: 

� Stauung geschieht oberflächennah 

� wird durch Stauhorizont am Versickern gehindert 

� temporär (Schneeschmelze, hohe Niederschläge 

Aue‐ 

böden 

Pseudogleye 

Stauwasser 

Technische Universität München Department of Hydrology and River Basin Management 

Sw 

Sd

Redoxreaktionen 

Oxidation: 

� Prozesse bei denen ein Teilchen Elektronen abgibt 

Reduktion: 

� Prozesse bei denen ein Teilchen Elektronen aufnimmt 

Fe2+ Fe3+ + e ‐ 

Oxidation 

Reduktion 

Oxidation und Reduktion laufen immer gekoppelt ab → Redoxsystem 

� wenn ein Teilchen Elektronen abgibt, muss ein anderes Teilchen diese aufnehmen 

Bild: Thomas Seilnacht 


Redoxpotenzial 

Status der Oxidation und Reduktion kann als Redoxpotenzial E [V] angegeben 

Nernstsche Formel: 

Verhältnis zwischen Redoxpotenzial und Aktivität der Reaktionspartner 

0, 

059 a 

E � E0 

� �lg 

n a 

ox 

red 

E = Redoxpotenzial [V] 

E 0 = Standardpotenzial [V] 

n = Anzahl der Elektronen 

A ox = Aktivität der oxidierten Stufe 

A red = Aktivität der reduzierten Stufe 

An den meisten Redoxreaktionen im Boden ist außerdem ein Protonentransfer 

beteiligt, das heißt sie sind pH‐abhängig! 

0, 

059 a m 

E � E0 

� �lg 

� 0, 

059� 

n a n 

ox � 

red 


pH 

m = Anzahl der Protonen

Redoxpotenzial 

Im Boden ist das Redoxpotenzial durch die Stabilität von Wasser begrenzt: 

O 2 + 4 e ‐ + 4 H + → 2 H 2 O E 0 = 1,23 V 

2 H + + 2 e ‐ → H 2 E 0 = 0 V 

Bereich der im Boden auftretenden 

Redoxpotenziale E als Funktion des 

pH‐Wertes 

Bild: nach Gisi (1997) 


Redoxsysteme in Böden 

� Eintretende Wassersättigung 

Wasser 

Luft 

Bodenteilchen 

Bodenteilchen 

� Sauerstoffdiffussion in wassergefüllte Poren ist bis zu 10.000 mal langsamer ! 

� Vorhandener Restsauerstoff wird von den Mikroorganismen innerhalb weniger 

Stunden bis Tage für den oxidativen Abbau organischer Substanzen verbraucht 

Wasser 



In Böden sind hauptsächlich folgende Elemente an Redoxreaktionen beteiligt: 

� Fe und Mn (treten in verschiedenen Wertigkeiten auf) 

� C, N und S (amphotere Eigenschaften: können Elektronen aufnehmen/abgeben) 

Viele Redoxreaktionen in Böden sind an biochemische Vorgänge gebunden! 

� organische Substanz ist der wichtigste Elektronendonator 

� bei aeroben Verhältnissen ist molekularer Sauerstoff der wichtigste Elektronenakzeptor 

Oxidation C 6 H 12 O 6 → 2CH 3 COCOOH + 4H + + 4e ‐ 

Reduktion O 2 + 4H + + 4e ‐ → 2H 2 O 

� Bei Wassersättigung wird der gelöste Sauerstoff für diese Reaktion verbraucht 

das Redoxpotenzial sinkt ab und die Mikroorganismen benutzen andere Substanzen 

als Elektronenakzeptoren: 

O 2 > NO 3 > Mn 4+ > Fe 3+ > SO 4 2‐ > CO2 > H + 



Ausgangsprodukte 

Aerobe Atmung 

O2 + 4e- + 4H + 

NO - 

3 -Reduktion 

NO - 

3 + 2e- + 2H + 

Mn2+ -Bildung 

MnO2 + 2e- + 4H + 

Fe2+ -Bildung 

FeOOH + e- + 3H + 

HS--Bildung SO 2- 

4 + 8e- + 9H + 

H2-Bildung 2H + + 2e- Fermentation 

CH4-Bildung Endprodukte 

2H 2 O 

NO 2 - +H2 O 

Mn 2+ + 2H 2 O 

Fe 2+ + 2H 2 O 

HS - + 4H 2 O 

H 2 

E [V] bei pH 7 

0,30 – 0,10 

Tabelle: nach Gisi (1997) 


0,82 

0,54 

0,40 

0,17 

-0,16 

-0,41 

Gemessenes E [V] 

0,60 – 0,40 

0,50 – 0,20 

0,40 – 0,20 

0,00 – -0,15 

-0,15 – -0,22 

-0,15 – -0,22



Stauwasserböden 

Großbuchstaben: 

A = Oberbodenhorizont 

C = Ausgangsgestein 

S = Stauwasser 

Pseudogleye 

Stauwasser 

Sw 

Sd 

Kleinbuchstabe nachgestellt: 

h = humos 

w = nassgebleicht 

d = hell, rostfleckig 

e = eluvial 

zeitweise vernässt: Pseudogley 


Ah 

Sw 

Sd 

C 

permanent vernässt: Stagnogley 

Ah 

Sew 

Sd 

C

Bodenentwicklung Pseudogley 

Primäre Pseudogleye 

(P)‐Ah 

P 

C 

Pelosol 

(z.B. Vertisol) 

Sekundäre Pseudogleye 

Ah 

Al 

Bt 

C 

Parabraunerde 

(Luvisol, Alisol) 

Ah 

Sw 

Sd 

C 

Pseudogley‐Pelosol 

(Stagnic Cambisol) 

Ah 

Sw 

Sd 

Pseudogley 

(z.B. Stagnosol) 



B = Unterbodenhoizont 

C = Ausgangsgestein 

S = Stauwasser 

P = vertischer Unterbodenhorizont 


h = humos 

t = tonakkumuliert 

l = lessiviert (tonverarmt) 

w = nassgebleicht 

r = reduziert 

d = hell, rostfleckig 


Pseudogley 

Bild: Lernort Boden 

O 

Ah 

Sw 

Sd 

Entwicklung: 

� Auf grundwasserfernen Böden durch 

Staunässeeinfluss 

� Redoximorphose 

Merkmale: 

� durchlässiger Sw‐Horizont (Staukörper) 

fahlgrau, schwach rostfleckig, 

Konkretionen 

� darunter dichter Sd‐Horizont (Stauzone) 

fahlrau/rostbraun marmoriert 

Voraussetzungen: 

� oben: wasserdurchlässige Schicht 

� unten: tonreiche, wasserstauende Schicht 

� periodischer Wechsel zwischen Nass‐ und Trockenphasen 

� humides Klima, ebene Lage 

Name: Ähnlichkeit zum Gley, pseudo = gr. „falsch“ 


Ah 

Sw 

Sd 

C 

Pseudogley 

(Stagnic Cambisol)

Pseudogley 

O 

Ah 

Sw 

Sd 

Ah 

Sw 

Sd 

Bild: Profilsammlung Bodenkunde Uni Hohenheim 

Eigenschaften: 

� Temporär luftarm 

� Durchwurzelung nur im oberen Bereich 

� Unterboden dicht und schlecht durchlüftet 

� Primäre Pseudogleye nährstoffreich 

� Sekundäre Pseudogleye an Nährstoffen verarmt 

Vorkommen: 

� auf tonreichen Mergel und Geschiebemergel 

� in Verebnungen und Geländemulden 

� häufig aber meist kleinflächig 

Nutzung: 

� Wiesen‐ und Waldstandorte 

� Häufig Windwurf besonders bei Fichten‐ 

monokulturen aufgrund geringer Wurzeltiefe 

� Ackernutzung erschwert, wegen Vernässung im 

Frühjahr, die O 2 ‐Mangel hervorruft und Boden‐ 

bearbeitung nicht zulässt 


Stagnogley 

Ah 

Sew 

Sd 

Entwicklung: 

� Stauwasserböden, permanent vernässt 

Merkmale: 

� Starke Bleichung des Oberbodens (Sew) 

� bis 30 cm mächtige Humusauflage 

Voraussetzungen: 

� kühlfeuchte Klimaverhältnisse 

� sandiges Material über dichtem Untergrund 


� Luftarm, häufig stark versauert, nährstoffarm 

Nutzung: 

� Ungeeignet für die Landwirtschaft 

� Geringes Pflanzenwachstum bei Wald 

Name: Kunstwort aus „stagnierend“ und „Gley“ 


Ah 

Sew 

Sd 

C 

Stagnogley

Grundwasserböden 

GWO 

Gleye 

Go 

Gr 

Grundwasser 



G = Grundwassereinfluss 

M = Material umgelagert 

Aue‐ 

böden 


h = humos 

o = oxidiert 

r = reduziert 

Grundwassereinfluss: Gleye 


Ah 

Go 

Gr 

Periodische Überflutung in der 

Flussaue: Aueböden 

Ah 

M 

Go

Gley 


Ah 

Go 

Go‐Gr 

Gr 

Entwicklung: 

� Unter dem Einfluss sauerstoffarmen 

Grundwassers 

� Gr‐Horizont ständig nass, 

reduzierende Bedingungen: 

O 2 ‐Mangel führt zur Lösung der Fe‐ und Mn‐ 

Verbindungen → kapillarer Aufstieg mit Grundwasser 

� Ausfällung als Oxide im Go‐Horizont, wo sie mit O 2 

in Berührung kommen 

Merkmale: 

� Oxidationshorizont (Go) rostfarben 

� Reduktionshorizont (Gr) fahlgrau, graugrün, blauschwarz 

ständig nass 

Name: russ. „Lehm/Ton“ 


Ah 

Go 

Gr 

Gley

Gley 

Bild: Hanggley Ebnit, Vorarlberg 

Ah 

Go 

Go‐Gr 

Gr 

� Unterschiedliche Ausprägung in Abhängigkeit 

von Ausgangsgestein und Grundwasser‐ 

schwankung 


� im Unterboden O 2 ‐Mangel 

� ausreichend Wasser für Vegetation 

� Nährstoffreicher als benachbarte Landböden, 

→ Zufuhr gelöster Stoffe von den Landböden 

über das Grundwasser 

� Humusform: Feuchtmull, Feuchtmoder 

Vorkommen: 

� auf sehr unterschiedlichen Gesteinen 

� bei hoch stehendem Grundwasser 

� weit verbreitet, aber kleinflächig 


Nassgley / Anmoorgley / Moorgley 

Go‐ 

Ah 

Gr 

Bild: www.bodeninfo.net 

� ganzjährig bis zur Oberfläche 

reichendes Grundwasser 

lässt nur Fe‐Akkumulation 

im Ah‐Horizont zu 

Nassgley: 

� < 15 % organische Substanz 

Anmoorgley: 

� 15 –30 % organische 

Substanz 

Moorgley: 

� > 30 % organische Substanz 

Go‐Ah 


Gr 

Nassgley

Bodengesellschaften 

Ah 

Go 

Gr 

Quelle: Scheffer/Schachtschabel (2008), Profile: LfL, Naturkundemuseum Kassel 


Ah 

Bv 

Cv

Gley 

Nutzung: 

� Feuchteliebende Vegetation: z.B. Bruchwälder 

� Forstwirtschaft (z.B. Pappeln, Erlen, Eschen) 

� Grünland: bei nicht so hohem Grundwasser 

� Ackerbau: nach Drainage 

Drainagerohr 

Erlenbruchwald 


Aueböden 

� Böden der Flussauen 

� entstehen aus den Sedimenten der Flussauen und Bäche durch tiefgreifende 

Verwitterung 

� geprägt durch starke Grundwasserschwankungen 

� periodische Überflutung bei unregulierten Fließgewässern: Erosion/Deposition 


Vega (Aueboden) 

Ah 

M 1 

M 2 

Go 

Go‐Gr 


Merkmale: 

� M‐Horizonte sind durch umgelagertes 

und verwittertes Bodenmaterial entstanden 

� keine ausgeprägten redoximorphen Merkmale 

� Go‐Horizont in größerer Tiefe 

� keine ausgeprägten Reduktionshorizonte 

Name: span. „Flachland, Aue, Ebene“ 


Ah 

M 

Go 

Vega

Vega (Aueboden) 

Ah 

Bild: trockengefallener Auboden, Orth an der Donau 

M 

C 


� stark humos 

� feinkörnig 

� nährstoffreich 

Nutzung: 

� Landwirtschaft: meist Grünland, 

weniger für Ackerbau geeignet 

aufgrund ihrer Lage im 

Überschwemmungsbereich 

� Brache

Bodenentwicklungsreihen

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