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Bodengesellschaften 2015

Böden besitzen in Abhängigkeit von Ausgangsmaterial, Korngrößenzusammensetzung, Humusgehalt, Relief und Grundwasserflurabstand große Spannbreiten in ihren ökologischen Eigenschaften. Wesentliche, die ökologischen Eigenschaften eines Bodens kennzeichnenden, Parameter sind nutzbare Feldkapazität, Durchlüftung, Kationenaustauschkapazität, pH-Wert, effektive Durchwurzelungstiefe und Sommerfeuchtezahl. Die nutzbare Feldkapazität ist das Maß für die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers im Boden. Es ist das langsam bewegliche Sickerwasser und Haftwasser in engen Grobporen und Mittelporen des Bodens. Bodenwasser in den Feinporen (Totwasser) unterliegt hohen Saugspannungen und ist von Pflanzen nicht aufnehmbar. Die Menge des im Boden speicherbaren Wassers wird vom Porenvolumen, von der Porengrößenverteilung, der Korngrößenzusammensetzung und vom Humusgehalt des Bodens bestimmt. Die Durchlüftung des Bodens (Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Boden durch Diffusion) ist entscheidend für das Wachstum der Pflanzenwurzeln und die Existenz und Tätigkeit der Bodenlebewesen. Die Intensität des Gasaustausches ist abhängig vom Porenvolumen, insbesondere dem Anteil an Grobporen, sowie deren Kontinuität, von der Korngrößenzusammensetzung, vom Gefüge und vom Wassergehalt des Bodens. Unter der Kationenaustauschkapazität ist die Menge der im Boden an Tonmineralen und Huminstoffen austauschbar gebundenen Kationen (z.B. Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + , NH 4 + , H + ) zu verstehen. Die Kationenaustauschkapazität liefert eine Aussage über das Vermögen des Bodens, Nährstoffe zu binden und zu speichern. Dieses Bindungsvermögen bzw. Nährstoffspeichervermögen ist von der Art und der Menge der Tonminerale, vom Humusgehalt und vom pH-Wert abhängig. Das aktuelle Nährstoffangebot des Bodens kann daher deutlich geringer sein als das potentielle. Die potentielle (d.h. maximale) Kationenaustauschkapazität wird bei einem pH-Wert von 8,2 und die effektive Kationenaustauschkapazität für den aktuellen pH-Wert des Bodens ermittelt. Die effektive Kationenaustauschkapazität ist u. a. neben Luft- und Wasserverhältnissen, biologischer Aktivität, Redoxeigenschaften usw. ein entscheidender Faktor für die Beurteilung des tatsächlich verfügbaren Nährstoffangebotes des Bodens. Vom pH-Wert werden direkt und indirekt verschiedene Vorgänge und Eigenschaften des Bodens bestimmt. Das sind unter anderem Verwitterungsvorgänge, Bodenbildungsprozesse (wie Podsolierung oder Tonverlagerung), Aktivität und Artenspektrum der Bodenlebewesen, Huminstoffbildung, Gefügestabilität, Bodenversäuerung und Verschlämmungsneigung. Die Sommerfeuchtezahl ist ein Ausdruck für das nutzbare Wasserangebot in kritischen Trockenperioden während der Hauptvegetationszeit im effektiven Wurzelraum und berücksichtigt nutzbare Feldkapazität, Klima, Relief und Grundwassereinfluss. Unter effektiver Durchwurzelungstiefe ist die Bodentiefe zu verstehen, aus der Pflanzenwurzeln dem Boden Wasser entziehen können. In anthropogen veränderten Böden kann die Durchwurzelbarkeit durch undurchdringliche Schichten (z. B. Betonfundamente), Luftmangel oder Methanbildung, beispielsweise in Deponieböden, eingeschränkt sein. Bodentypen Im Berliner Raum verbreitete, durch ihre Nutzung wenig beeinflusste naturnahe Böden mit einer langen Entwicklungsgeschichte sind Parabraunerden, Fahlerden, Braunerden, Rostbraunerden, Podsol-Braunerden, Podsole, Gleye und moorige Böden, welche fast ausschließlich im weniger dicht besiedelten und unbesiedelten städtischen Außenbereich vorkommen. Parabraunerden und Fahlerden sind die vorwiegend vorkommenden Böden der sandüberlagerten Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, wobei sie bis in 1 bis 2 m Tiefe entkalkt sind. Fahlerden kommen dabei vor allem in Gebieten mit Waldnutzung vor. Parabraunerden haben aufgrund ihres höheren Humus- und Tongehaltes im Oberboden ein deutlich höheres Nährstoffangebot als Fahlerden. Sie besitzen ein mittleres bis hohes Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe und sind gut durchlüftet. Sind unter forstwirtschaftlicher Nutzung die pH-Werte im Oberboden zumeist niedrig (pH-Wert 3 bis 4, Bodenversauerung durch Humin- und Fulvosäuren sowie “sauren Regen”), so haben Ackerböden durch den Einsatz von Düngemitteln und Kalkung einen höheren pH-Wert. Auf Forstflächen ist das Nährstoffangebot im Flachwurzelraum (bis 0,3 m Tiefe) sehr gering bis mäßig und auf Ackerflächen gering bis erhöht, im Tiefwurzelraum (bis 1,5 m Tiefe) durch Zunahme des pH-Wertes mittel bis hoch (Grenzius 1987). Fahlerden weisen im Unterboden (Bt-Horizont) ein höheres Nährstoffangebot auf als im tonverarmten Oberboden. Wasserhaltevermögen und Durchlüftung sind ausreichend. Parabraunerden stellen damit besonders in Rudow, Mariendorf, Lichtenrade (Teltow-Hochfläche), Kladow (Nauener Platte) sowie Hohenschönhausen, Hellersdorf, Weißensee und Pankow (Barnim-Hochfläche) günstige Pflanzenstandorte für den Ackerbau dar. Braunerden entwickeln sich auf sandigen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, an den Unterhängen der Hochflächen, Moränenhügel und Endmoränen, insbesondere als kolluviale Bildung, auf z.T. schluffhaltigen Mittel- und Feinsanden des Berliner Urstromtales und des Panke-Tales sowie in Senken der Dünenlandschaften. In Abhängigkeit vom früheren und aktuellen Grundwasserstand treten v. a. im Urstromtal auch vergleyte und reliktisch vergleyte Braunerden und Gley-Braunerden auf. Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie weisen ein geringes, an Unterhängen der Endmoränen durch Wasserzufuhr und Einlagerung von Lehm z. T. ein mittleres Wasserspeichervermögen auf. Dabei handelt es sich für Flachwurzler um trockene, für Tiefwurzler um frische Standorte, wobei die vergleyten Braunerden und Gleybraunerden des Urstromtales vor der Grundwasserabsenkung feuchte Standorte darstellten. Braunerden haben meist ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Jedoch ist das tatsächliche Nährstoffangebot der Braunerden unter forstlicher Nutzung und unter Getreideanbauflächen bei niedrigen pH-Werten sehr gering bis mäßig, bei höherem Humusgehalt und pH-Wert (Gemüseanbauflächen, Gartennutzung) auch erhöht. Rostbraunerden sind auf den Geschiebesanden der Nauener Platte (Gatow-Kladow), des Barnims und des Teltows verbreitet und stellen außerdem den dominierenden Boden der Endmoränen im Düppeler Forst, im Grunewald (Havelberge), im Köpenicker Forst (Müggelberge), der Gosenberge und des Seddinberges dar. Sie bilden sich ebenfalls auf grundwasserfernen Talsanden (z. B. Forst Jungfernheide) und sind gemeinsam mit den Podsol-Braunerden Leitböden der Dünen im Spandauer, Tegeler und Köpenicker Forst. Sowohl Rost- als auch Podsol-Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie besitzen eine geringe bis mittlere nutzbare Feldkapazität und ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Sie sind sehr trockene bis trockene und sehr nährstoffarme Standorte. Bei Einlagerung von Schluffen im Unterboden und unter Gartennutzung bzw. in der Nachbarschaft mit Mooren (vergleyte Podsol- bzw. Rostbraunerden und Rostbraunerde- bzw. Podsol-Braunerde-Gleye) ist ihr Wasser- und Nährstoffspeichervermögen erhöht. Spezielle klimatische Verhältnisse (niedrige Temperaturen, erhöhte Niederschläge) sind Voraussetzung für die Bildung von Podsolen . Sie entwickeln sich au feinkörnigen, kalkfreien sandigen Substraten und kommen in den Berliner Forsten nur an wenigen Stellen vor, v. a. an Nordosthängen von Dünen im Tegeler Forst (vgl. Grenzius 1987) und in den Püttbergen im Köpenicker Forst (vgl. Smettan 1995) sowie in einem Bereich der Endmoränenbildung des Seddinberges. Podsole sind in der Regel tief durchwurzelbare und gut durchlüftete, jedoch trotz des mittleren bis erhöhten Wasser- und Nährstoffspeichervermögens nährstoffarme und trockene Böden. Gleye bilden sich auf Standorten mit hohem Grundwasserstand aus sandigen oder schluffigen Substraten. So treten Gleye in Senken der Talsandebenen im Spandauer Forst auf. Reliefbedingt sind sie häufig mit Nassgleyen, Anmoorgleyen und Mooren vergesellschaftet. Sie stellen gemeinschaftlich die Böden der Senken in Dünenbildungen im Spandauer Forst und im Forstrevier Schmöckwitz südlich des Seddinsees, der Schmelzwasserrinnen (wie die Kuhlake, das Breite Fenn, das Rudower Fließ, das Tegeler Fließ, die Wuhle, das Neuenhagener Mühlenfließ, die Krumme Laake) sowie der Toteissenken (Großer Rohrpfuhl und Teufelsbruch in Spandau sowie der Toteissenke Teufelssee in Köpenick) dar. Die ökologischen Eigenschaften der Gleye sind je nach Ausgangsmaterial, Humusgehalt, Grundwasserstand und Nährstoffgehalt des Grundwassers sehr unterschiedlich. Im Berliner Stadtgebiet sind neben den Gleyen in Bereichen mit geringen Grundwasserflurabständen aufgrund von Grundwasserabsenkungen reliktische Gleye zu finden, die noch typische Gleymerkmale im Profilaufbau besitzen, sich in ihren ökologischen Eigenschaften aber von den Gleyen sehr stark unterscheiden. Gleye sind in der Regel im Oberboden für Flachwurzler feuchte und im Unterboden für Tiefwurzler nasse Standorte. Demzufolge gestaltet sich das Luftangebot umgekehrt proportional zum Wassergehalt des Bodens. Die Folge ist ein luftarmer Unterboden und in Abhängigkeit vom Wasserstand ein gut bis schlecht durchlüfteter Oberboden (z. T. wechseltrocken bis nass) mit einer mittleren Durchwurzelbarkeit. Gleye besitzen in Abhängigkeit vom Humusgehalt ein erhöhtes bis hohes Nährstoffspeichervermögen sowie ein mäßiges bis hohes Nährstoffangebot. Das Nährstoffangebot ist erhöht, wenn über eutrophiertes Grundwasser und dessen kapillaren Aufstieg eine zusätzliche Nährstoffzufuhr erfolgt. Reliktgleye sind trockene bis sehr trockene, bis in den Unterboden gut durchlüftete und demzufolge tiefgründig durchwurzelbare Standorte mit zumeist mittleren bis erhöhten Wasserkapazitäten. In Abhängigkeit vom Humusgehalt und pH-Wert ist ihr Nährstoffangebot gering bis mittel. Eine Nährstoffzufuhr durch das Grundwasser bleibt weitgehend aus. Moore mit ihrem hohen Wasserstand sind sehr schlecht durchlüftet und nur flach durchwurzelbar. Sie haben ein sehr hohes Wasser- und ein mittleres bis erhöhtes Nährstoffspeichervermögen. Sie sind nicht entwässerte, naturnahe Standorte mit unterschiedlichen Nährstoffangeboten. Moore unterliegen infolge von Grundwasserabsenkungen der Vererdung und Mineralisierung und haben dadurch veränderte Standorteigenschaften für Pflanzen. Vererdete moorige und anmoorige Böden, die z. B. im Urstromtal in Kleingartengebieten entlang des Teltow- und des Neuköllner Kanals sowie in Treptow entlang des Hochflächenrandes der Teltow-Hochfläche vorkommen, sind im Gegensatz zu intakten Mooren sehr tief durchwurzelbare, gut durchlüftete und feuchte Standorte. Eine im Vergleich zu Böden mit einer hundert- bzw. tausendjährigen Entwicklung relativ junge Bodenbildung wird durch die Bodentypen Lockersyrosem, Regosol und Pararendzina charakterisiert. Sie entwickeln sich sowohl auf jungen Abtragungsflächen aus natürlich anstehenden Gesteinen als auch auf Flächen aus anthropogen geschütteten Materialien. Der Bodenabtrag erfolgt dabei einerseits ohne Zutun des Menschen, z. B. durch Wind- oder Wassererosion an Hängen der Dünen sowie der Kames- und Moränenhügel, andererseits infolge der Nutzung des Bodens durch die Menschen. Bodenaufträge können durch natürliche Um- und Verlagerungsprozesse und ebenso durch den Menschen in Form von Aufschüttungen entstehen. Dabei wird in Aufschüttungen von natürlichem Material (z. B. Bodenaushub, Kies) und in Aufschüttungen von technogenen Substraten (Trümmer- und Bauschutt, Schlacke usw.) unterschieden. Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen aus anthropogen geschüttetem Material durchlaufen die gleiche Bodenentwicklung wie aus natürlichen Gesteinen. Ihr unterschiedliches Ausgangsmaterial wird durch die Bodenform, z. B. Regosol aus Geschiebesand bzw. Regosol aus Trümmerschutt, beschrieben (vgl. Grenzius 1987). Die Böden des Berliner Stadtgebietes sind durch intensive anthropogene Eingriffe infolge Besiedlung, Abriss von Gebäuden, Kriegszerstörungen (2. Weltkrieg) sowie Baumaßnahmen gekennzeichnet. Einerseits gibt es großflächige Aufschüttungen von Trümmerschutt, Schlacken und Bauschutt, andererseits Abtragsflächen infolge von Baumaßnahmen (Straßen, Bahntrassen) sowie den Abbau von Kies, Sand und Ton in Tagebauen. Daher sind Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen im Berliner Stadtgebiet weit verbreitete Böden. Lockersyroseme auf Abtragsflächen natürlich anstehender Gesteine kommen v. a. im äußeren Stadtgebiet vor. Sie entwickeln sich überall dort, wo Rostbraunerden und Braunerden der Geschiebe-, Talsand- und Flugsandflächen infolge der Nutzung, z. B. als Truppenübungsplätze oder im Tagebau, abgetragen wurden. Auf kleinflächigen, geringfügig beeinträchtigten Bodenarealen der Truppenübungsplätze sind noch naturnahe Böden erhalten. Größere Truppenübungsplätze befinden sich in Heiligensee (Baumberge), im Grunewald und im Köpenicker Forst (Jagen 161). Tagebaue im Berliner Stadtgebiet sind die Kaulsdorfer Seen, der Kiessee Arkenberge in Pankow, der Tegeler Flughafensee sowie der Laszinssee in Spandau. Die ökologischen Eigenschaften werden vom natürlichen Untergrund und dem Grundwasserstand geprägt. Zum Beispiel sind Lockersyroseme, die durch Erosion aus Rostbraunerden entstanden sind, gut durchlüftete, meist trockene und nährstoffarme Böden. Lockersyroseme auf Aufschüttungsflächen aus aufgetragenen anthropogenen Gesteinen, wie Trümmerschutt, Bauschutt, Gleisschotter, Industrieschotter, sind auf Freiflächen des gesamten dicht besiedelten Stadtgebietes (Innenstadt, alle im Krieg stark zerstörten Bereiche – Bodengesellschaft 52 – Industrie- und Gewerbestandorte) zu finden. Zudem treten sie auf Trümmer- und Bauschuttdeponien, wie Eichberge in Köpenick, Arkenberge in Pankow, Teufelsberg im Grunewald, Trümmerberg im Friedrichshain und Volkspark Prenzlauer Berg, und an den das gesamte Stadtgebiet durchziehenden Gleisanlagen auf. Seltener kommen Lockersyroseme auf aufgeschütteten bzw. umgelagerten natürlichen Gesteinen, so z. B. auf geschütteten Wällen von Truppenübungsplätzen einschließlich Schießplätzen, vor. Die ökologischen Eigenschaften dieser Lockersyroseme werden durch das Aufschüttungsmaterial bestimmt. Lockersyroseme aus Sanden und technogenen Substraten bilden sehr trockene bis trockene, bei Teer- oder Betondecken im Untergrund wechselfeuchte Standorte. Die Durchlüftung und damit das Sauerstoffangebot sind gut, die Durchwurzelbarkeit ist dagegen bei hohem Steingehalt eingeschränkt, bei steinfreien sandigen Böden tief. Nährstoffangebot und -speichervermögen sind je nach Ausgangsgesteinen und Nutzungseinflüssen gering bis hoch. Aus den infolge natürlicher (durch Wasser und Wind) und anthropogen indizierter Erosion (in Berlin häufig Folge der starken Trittbelastung von Hangbereichen) auf Kames-, Moränen- oder Dünensanden entstandenen Lockersyrosemen entwickeln sich – da der Prozess der Bodenbildung ständig fortschreitet – durch Humusanreicherung im Ah-Horizont Regosole (vgl. Grenzius 1987). Diese Regosole treten z. B. an den steileren Hangbereichen im Grunewald entlang der Havel, im Düppeler Forst und an den Hängen der Müggelberge auf. Bodenauf- und -abträge durch das Anlegen und Einebnen der Rieselfelder in den nördlichen Gebieten der Stadtbezirke Pankow, Weißensee und Hohenschönhausen bedingten ebenfalls die Entstehung von Regosolen aus natürlichem Material (Bodengesellschaften 2560 [60], 2580 [62], 2590 [63]). Regosole aus sandigen kalkfreien Aufschüttungen entwickeln sich vor allem im gesamten dichter bebauten Stadtgebiet einschließlich kleinerer Grün- und Parkanlagen. Sie sind meist nährstoffarm. Humusanreicherung im Oberboden verbessert das Nährstoffangebot. Sie weisen oft ein geringes Wasserhaltevermögen, eine gute Durchlüftung und eine vom Steingehalt abhängige tiefe bis mittlere Durchwurzelbarkeit auf. Pararendzinen entwickeln sich aus Lockersyrosemen kalkhaltiger Substrate. Pararendzinen natürlicher Herkunft entwickeln sich auf abgetragenen Bereichen offen gelassener Mergelgruben, auf umgelagertem Mergel (z. B. bei Tiefbaumaßnahmen) und an erodierten Hangbereichen von Gewässern und Rinnen der Geschiebemergelhochflächen. Im Niederungsgebiet der Bäke am Landgut Eule und an Albrechts Teerofen bildeten sich Pararendzinen aus beim Bau des Teltowkanals ausgebaggerten und wieder abgelagerten Kalkmudden bzw. aus gestörten Flachwassersedimenten (vgl. Grenzius 1987). Pararendzinen aus anthropogenem Aufschüttungsmaterial entstehen auf allen Flächen, die mit Trümmer- oder Bauschutt aufgefüllt wurden, so im gesamten dicht bebauten Stadtgebiet, auf allen im Krieg stark zerstörten Bereichen mit Trümmerschuttauffüllungen und auf Bahnanlagen. Pararendzinen sind ebenso entlang der vielen überschütteten Ufer und Niederungen von Havel, Spree und deren seenartigen Erweiterungen anzutreffen. Pararendzinen aus Geschiebemergel weisen durch ihren höheren Tongehalt ein erhöhtes Nährstoffspeichervermögen sowie eine mittlere bis hohe nutzbare Feldkapazität auf. Pararendzinen aus Trümmerschutt sind dagegen nährstoffärmer und trocken. Die Durchlüftung ist gut, die Durchwurzelbarkeit bei den Pararendzinen aus Trümmerschutt ist aufgrund des Steingehaltes flach. Pararendzinen aus Kalkmudden stellen frische, nährstoffreiche sowie je nach Grundwasserstand gut bis schlecht durchlüftete Standorte dar. Ausgewählte Bodengesellschaften Von den derzeit 78 Bodengesellschaften (siehe Tab. 7) werden im Folgenden einige charakteristische Bodengesellschaften beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung der Bodengesellschaften erfolgte durch Grenzius (1987). Die abgebildeten Landschaftsschnitte stammen aus der Dissertation von Grenzius (1987). Naturnahe Bodengesellschaften BG 1010 [1] Parabraunerde – Sandkeilbraunerde Grundmoränenhochfläche aus Geschiebemergel Ausgangsgestein der in dieser Bodengesellschaft vereinten Bodentypen ist die aus Geschiebelehm bzw. -mergel bestehende Grundmoränenhochfläche, die durch Schrumpfung entstandene, mit Sand verfüllte Keile aufweist und durch Flugsande überlagert wurde. Eine Durchmischung des Flugsandes mit dem Geschiebemergel führte zur Ausbildung des Geschiebedecksandes. Auf den mit einer geringen Geschiebesanddecke überlagerten Geschiebelehm- bzw. -mergelflächen entwickelten sich Parabraunerden, auf den 1 bis 3 m tiefen Sandkeilen Sandkeilbraunerden. Diese Bodengesellschaft ist vor allem auf den Geschiebemergelhochflächen des Teltows und des Barnims verbreitet. BG 1070 [6] Rostbraunerde – kolluviale Braunerde (Sander über) Moränenfläche aus geschiebehaltigem Sand Diese Bodengesellschaft umfasst die Rostbraunerden auf den sandigen, morphologisch relativ ebenen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen bzw. der Grundmoränen des Teltow (Grunewald, Düppeler Forst) und des Barnims. Dabei tritt in den oberen 2 m des Geschiebesandes kein Geschiebelehm bzw. -mergel auf. Rostbraunerden kommen auch auf den Kamesbildungen des Grunewaldes und von Lübars bis Arkenberge sowie den Endmoränenbildungen in Gatow und der Müggelberge vor. Da sie dort jedoch einen anderen räumlichen Bezug (geomorphe Einheit) besitzen, wurden sie für diese geomorphe Einheit mit einem anderen auftretenden Bodentyp zu einer weiteren Bodengesellschaft zusammengefasst (BG 1040 [4]). Rostbraunerden auf mehr oder weniger hohen Moränenhügeln aus Geschiebesanden mit teilweise auftretenden Geschiebemergel- bzw. Geschiebelehmresten innerhalb der ersten zwei Meter des Geschiebesandes bilden ebenfalls eine eigene Bodengesellschaft (BG 1020 [2] bzw. 1030 [3]). BG 1090 [9] Podsol-Braunerde – Podsol – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) BG 1100 [10] Podsol-Braunerde – Rostbraunerde – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) Die Bodengesellschaften 1090 [9] und 1100 [10] sind die Einheiten der grundwasserfernen, mehrere Meter mächtigen Dünen sowie größeren Dünengebiete mit Geländehöhen über 40 m NHN. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen durch das Auftreten von Podsolen. Sie kommen v.a. im Tegeler und Frohnauer, aber auch im Köpenicker Forst vor. Ohne Bodenprofiluntersuchungen können keine Aussagen zum Vorhandensein von Podsolen gemacht werden. Diese beiden Bodengesellschaften wurden im östlichen Stadtgebiet teilweise als Sammelgesellschaft, bei Vorhandensein von Kartierungen (Standortskarten des Forstbetriebes Ost-Berlin, Smettan 1995) getrennt ausgewiesen. BG 1160 [15] Rostbraunerde – vergleyte Braunerde – Gley-Braunerde (Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Diese Bodengesellschaft ist eine weit verbreitete Bodengesellschaft im Berliner Urstromtal. Das Berliner Urstromtal stellt das Abflusstal der Schmelzwässer der Frankfurter Phase der Weichseleiszeit dar. Die durch die Schmelzwässer transportierten und im Talbereich abgelagerten Mittel- und Feinsande bilden das Ausgangsgestein für die Bildung der Braun- und Rostbraunerden. Unterschiedliche Grundwasserstände verursachten die Ausbildung von Gleymerkmalen (z. B. Rostflecken) in verschiedenen Tiefen. Dafür stehen die Bodentypen vergleyte Braunerde und Gley-Braunerde. Da das Grundwasser in diesem Jahrhundert durch die Grundwasserförderung der Berliner Wasserwerke abgesenkt wurde, liegen die Gleymerkmale häufig nur noch als Relikte vor, d.h. das Grundwasser steht heute tiefer an als die von ihm erzeugten Gleymerkmale. Diese Bodengesellschaft wird vor allem vom Spreetal in Köpenick und von den Talsandflächen der Forsten Spandau, Tegel und Jungfernheide eingenommen. BG 1231 [22a] Gley-Braunerde – Gley – Niedermoor (Schmelzwasserrinne in Talsandfläche ohne Düne) Die während des Glazials aufgrund des hohen Druckes des Gletschers auf seiner Sohle entstandenen subglazialen Schmelzwässer sowie die in der Zeit zwischen den Eiszeiten durch Erwärmung des Klimas entstandenen Schmelzwässer flossen in die großen Urstromtäler ab und schufen durch ihre Erosionskraft z. T. tiefe (subglaziale) Schmelzwasserrinnen. Die im Bereich des Grundwassers liegenden Rinnen verlandeten und vermoorten nach der letzten Eiszeit. Viele dieser Rinnen, insbesondere im Gebiet der Berliner Innenstadt, wurden anthropogen verfüllt und überbaut und sind deshalb heute nicht mehr sichtbar. Solche glazifluvialen Schmelzwasserrinnen innerhalb der Talsandflächen sind z. B. Teilbereiche der Wuhle, des Neuenhagener Mühlenfließes, die Spekte-Lake, die Egelpfuhlwiesen und das Breite Fenn. Im unmittelbaren Rinnenzentrum entstanden je nach Grundwasserstand Anmoorgleye, teilweise auch Flachmoortorfe. Zu den Rinnenrändern hin folgen je nach Grundwasserstand Gley-Braunerden bzw. Gley-Rostbraunerden sowie vergleyte Braun- bzw. Rostbraunerden. Anthropogene Bodengesellschaften BG 2420 [41] Nekrosol + Gley-Braunerde-Hortisol + Gley (Friedhof auf Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Bei dieser Bodengesellschaft wurden die Böden der Talsandflächen zusammengefasst, die durch die Nutzung als Friedhof teilweise einer anthropogenen Beeinflussung unterlagen. Dabei werden als Nekrosole die durch tiefgründiges Graben beim Anlegen der Gräber entstandenen Böden bezeichnet. Auf den ungenutzten Flächen des Friedhofes auf Talsand sind dagegen noch reliktische Gley-Braunerden und Gleye zu finden. Infolge einer langjährigen Humuszufuhr entwickelten sich Humusregosole, Hortisol-Gley-Braunerden und Hortisole. Bei anderen Nutzungen sind die Böden so stark anthropogen verändert, dass ehemals natürliche Böden weitgehend zerstört bzw. durch Fremdmaterialien überschüttet wurden. BG 2470 [49] Syrosem + Kalkregosol + Pararendzina (Gleisanlage auf Aufschüttungs- und Abtragungsfläche) Zu dieser Bodengesellschaft sind die Böden, die einer Nutzung als Bahnanlagen und Bahnhof unterliegen, zusammengefasst. Die Gleiskörper bestehen aus groben Schottern unterschiedlichen Materials; Bahndämme aus Sand, auch Trümmer- und Industrieschutt wurden aufgeschüttet. Je nach Bodensubstrat kam es zur Ausbildung vor allem von Syrosemen, Lockersyrosemen, Pararendzinen und Kalkregosolen. BG 2490 [51] Lockersyrosem + Humusregosol + Pararendzina (dichte Innenstadtbebauung, im Krieg nicht zerstört, auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft charakterisiert Böden innerhalb Flächen geschlossener Bebauung der Innenstadt, die vor dem 2. Weltkrieg erbaut und nicht bzw. kaum zerstört wurden sowie stark versiegelt sind. Die in den Hinterhöfen auftretenden Böden, die einer Gartennutzung unterlagen bzw. noch unterliegen, sind durch humose Oberböden gekennzeichnet und konnten sich zu Humusregosolen, Hortisolen und Humuspararendzinen entwickeln. Auf den anderen Flächen der Hinterhöfe, die geringfügig auch mit Trümmerschutt bedeckt sein können, bildeten sich Lockersyroseme und Regosole. BG 2500 [52] Lockersyrosem + Regosol + Pararendzina (Innenstadt auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft beschreibt die Böden ehemals dicht bebauter Innenstadtbereiche, die während des 2. Weltkrieges zum Teil vollständig zerstört wurden. Der Trümmerschutt verblieb größtenteils an Ort und Stelle. Auf vielen nicht durch Gebäude beanspruchten Flächen sind die Bodenschichten von wenigen Dezimetern bis zu zwei Metern mit Trümmerschutt und/oder Bausand durchsetzt bzw. bestehen aus diesem (vgl. Grenzius 1987). Wie in Abb. 10 ersichtlich, entwickelten sich auf diesen Flächen Syroseme und Pararendzinen, auf Flächen ohne Trümmerschutt Syroseme und Regosole. Die Karte der Bodengesellschaften, erarbeitet aus vorhandenen Daten unterschiedlicher Art, gibt einen Überblick über die je nach Ausgangsmaterial, Geomorphologie bzw. Landschaftsausschnitt, Grundwasserstand und Nutzung zu erwartenden Vergesellschaftungen von naturnahen und/oder anthropogenen Böden. Aus den Bodengesellschaften lassen sich die Hauptbodentypen und weitere Standorteigenschaften ableiten: Durchlüftung, Durchwurzelbarkeit, Feldkapazität und nutzbares Feldkapazität, Nährstoffspeichervermögen, potentielle und effektive Kationenaustauschkapazität als Maß für das Nährstoffspeichervermögen (vgl. Grenzius 1987). Unter Zuhilfenahme zusätzlicher Informationen (z. B. topographische Karten, aktueller Grundwasserstand) und der Bodengesellschaft ist es möglich, ohne Kartierung den jeweiligen Bodentyp im Gelände und dessen ökologische Eigenschaften mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit herzuleiten. Aussagen zu vergleyten oder reliktisch vergleyten Böden und damit zu feuchten oder trockenen Standorten können im Zuge dieser Vorgehensweise nur unter Berücksichtigung der aktuellen Grundwasserstände gemacht werden. Da die Böden als wesentliches Landschaftselement eines Gebietes die Standortvielfalt von Flora und Fauna mitbestimmen, werden besonders seltene und unveränderte bzw. wenig veränderte Böden bei der Ausweisung von Schutzgebieten berücksichtigt. Neben der Ableitung von Standorteigenschaften ist die Bodengesellschaftskarte auch geeignet, Auswertungen hinsichtlich Bodenschutz und Bodenfunktionen vorzunehmen. In den Karten 01.06 des Umweltatlas sind Bodenkundliche Kennwerte, in den Karten 01.12 eine Bewertung der Bodenfunktionen und in den Karten 01.11 Kriterien für die Ableitung dieser Funktionen dokumentiert.

Bodengesellschaften 2020

Böden besitzen in Abhängigkeit von Ausgangsmaterial, Korngrößenzusammensetzung, Humusgehalt, Relief und Grundwasserflurabstand große Spannbreiten in ihren ökologischen Eigenschaften. Wesentliche, die ökologischen Eigenschaften eines Bodens kennzeichnende Parameter sind nutzbare Feldkapazität, Durchlüftung, Kationenaustauschkapazität, pH-Wert, effektive Durchwurzelungstiefe und Sommerfeuchtezahl. Die nutzbare Feldkapazität ist das Maß für die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers im Boden. Es ist das langsam bewegliche Sickerwasser und Haftwasser in engen Grobporen und Mittelporen des Bodens. Bodenwasser in den Feinporen (Totwasser) unterliegt hohen Saugspannungen und ist von Pflanzen nicht aufnehmbar. Die Menge des im Boden speicherbaren Wassers wird vom Porenvolumen, von der Porengrößenverteilung, der Korngrößenzusammensetzung und vom Humusgehalt des Bodens bestimmt. Die Durchlüftung des Bodens (Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Boden durch Diffusion) ist entscheidend für das Wachstum der Pflanzenwurzeln und die Existenz und Tätigkeit der Bodenlebewesen. Die Intensität des Gasaustausches ist abhängig vom Porenvolumen, insbesondere dem Anteil an Grobporen, sowie deren Kontinuität, von der Korngrößenzusammensetzung, vom Gefüge und vom Wassergehalt des Bodens. Unter der Kationenaustauschkapazität ist die Menge der im Boden an Tonmineralen und Huminstoffen austauschbar gebundenen Kationen (z.B. Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + , NH 4 + , H + ) zu verstehen. Die Kationenaustauschkapazität liefert eine Aussage über das Vermögen des Bodens, Nährstoffe zu binden und zu speichern. Dieses Bindungsvermögen bzw. Nährstoffspeichervermögen ist von der Art und der Menge der Tonminerale, vom Humusgehalt und vom pH-Wert abhängig. Das aktuelle Nährstoffangebot des Bodens kann daher deutlich geringer sein als das potentielle. Die potentielle (das heißt maximale) Kationenaustauschkapazität wird bei einem pH-Wert von 8,2 und die effektive Kationenaustauschkapazität für den aktuellen pH-Wert des Bodens ermittelt. Die effektive Kationenaustauschkapazität ist u. a. neben Luft- und Wasserverhältnissen, biologischer Aktivität, Redoxeigenschaften usw. ein entscheidender Faktor für die Beurteilung des tatsächlich verfügbaren Nährstoffangebotes des Bodens. Vom pH-Wert werden direkt und indirekt verschiedene Vorgänge und Eigenschaften des Bodens bestimmt. Das sind unter anderem Verwitterungsvorgänge, Bodenbildungsprozesse (wie Podsolierung oder Tonverlagerung), Aktivität und Artenspektrum der Bodenlebewesen, Huminstoffbildung, Gefügestabilität, Bodenversauerung und Verschlämmungsneigung. Unter effektiver Durchwurzelungstiefe ist die Bodentiefe zu verstehen, aus der Pflanzenwurzeln dem Boden Wasser entziehen können. In anthropogen veränderten Böden kann die Durchwurzelbarkeit durch undurchdringliche Schichten (z.B. Betonfundamente), Luftmangel oder Methanbildung, beispielsweise in Deponieböden, eingeschränkt sein. Die Sommerfeuchtezahl ist ein Ausdruck für das nutzbare Wasserangebot in kritischen Trockenperioden während der Hauptvegetationszeit im effektiven Wurzelraum und berücksichtigt nutzbare Feldkapazität, Klima, Relief und Grundwassereinfluss. Parabraunerden, Fahlerden, Braunerden, Rostbraunerden, Podsol-Braunerden, Podsole, Gleye und moorige Böden sind im Berliner Raum verbreitete, durch ihre Nutzung wenig beeinflusste naturnahe Böden mit einer langen Entwicklungsgeschichte. Diese Böden kommen fast ausschließlich im weniger dicht besiedelten und unbesiedelten städtischen Außenbereich vor. Parabraunerden und Fahlerden sind die vorwiegend vorkommenden Böden der sandüberlagerten Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, wobei sie bis in 1 bis 2 m Tiefe entkalkt sind. Fahlerden kommen dabei vor allem in Gebieten mit Waldnutzung vor. Parabraunerden haben aufgrund ihres höheren Humus- und Tongehaltes im Oberboden ein deutlich höheres Nährstoffangebot als Fahlerden. Sie besitzen ein mittleres bis hohes Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe und sind gut durchlüftet. Parabraunerden stellen damit besonders in Rudow, Mariendorf, Lichtenrade (Teltow-Hochfläche), Kladow (Nauener Platte) sowie Hohenschönhausen, Hellersdorf, Weißensee und Pankow (Barnim-Hochfläche) günstige Pflanzenstandorte für den Ackerbau dar. Sind unter forstwirtschaftlicher Nutzung die pH-Werte im Oberboden zumeist niedrig (pH-Wert 3 bis 4, Bodenversauerung durch Humin- und Fulvosäuren sowie “sauren Regen”), so haben Ackerböden durch den Einsatz von Düngemitteln und Kalkung einen höheren pH-Wert. Auf Forstflächen ist das Nährstoffangebot im Flachwurzelraum (bis 0,3 m Tiefe) sehr gering bis mäßig und auf Ackerflächen gering bis erhöht. Im Tiefwurzelraum (bis 1,5 m Tiefe) ist das Nährstoffangebot durch Zunahme des pH-Wertes mittel bis hoch (Grenzius 1987). Fahlerden weisen im Unterboden (Bt-Horizont) ein höheres Nährstoffangebot auf als im tonverarmten Oberboden. Wasserhaltevermögen und Durchlüftung sind ausreichend. Braunerden entwickeln sich auf sandigen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, an den Unterhängen der Hochflächen, Moränenhügel und Endmoränen insbesondere als kolluviale Bildung, auf z. T. schluffhaltigen Mittel- und Feinsanden des Berliner Urstromtals und des Panke-Tals sowie in Senken der Dünenlandschaften. In Abhängigkeit vom früheren und aktuellen Grundwasserstand treten v. a. im Urstromtal auch vergleyte und reliktisch vergleyte Braunerden und Gley-Braunerden auf. Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie weisen ein geringes Wasserspeichervermögen, an Unterhängen der Endmoränen durch Wasserzufuhr und Einlagerung von Lehm z. T. ein mittleres Wasserspeichervermögen auf. Dabei handelt es sich für Flachwurzler um trockene, für Tiefwurzler um frische Standorte, wobei die vergleyten Braunerden und Gley-Braunerden des Urstromtals vor der Grundwasserabsenkung feuchte Standorte darstellten. Braunerden haben meist ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Jedoch ist das tatsächliche Nährstoffangebot der Braunerden unter forstlicher Nutzung und unter Getreideanbauflächen bei niedrigen pH-Werten sehr gering bis mäßig, bei höherem Humusgehalt und pH-Wert (Gemüseanbauflächen, Gartennutzung) auch erhöht. Rostbraunerden sind auf den Geschiebesanden der Nauener Platte (Gatow-Kladow), des Barnims und des Teltows verbreitet und stellen außerdem den dominierenden Boden der Stauchmoränen (Pichelsberg Charlottenburg-Wilmersdorf) dar. Sie bilden sich ebenfalls auf grundwasserfernen Talsanden (z.B. Forst Jungfernheide) und sind gemeinsam mit den Podsol-Braunerden Leitböden der Dünen im Spandauer, Tegeler und Köpenicker Forst. Sowohl Rost- als auch Podsol-Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie besitzen eine geringe bis mittlere nutzbare Feldkapazität und ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Sie sind sehr trockene bis trockene und sehr nährstoffarme Standorte. Bei Einlagerung von Schluffen im Unterboden und unter Gartennutzung bzw. in der Nachbarschaft mit Mooren (vergleyte Podsol- bzw. Rostbraunerden und Rostbraunerde- bzw. Podsol-Braunerde-Gleye) ist ihr Wasser- und Nährstoffspeichervermögen erhöht. Für die Bildung von Podsolen sind spezielle klimatische Verhältnisse (niedrige Temperaturen, erhöhte Niederschläge) eine wesentliche Voraussetzung. Podsole entwickeln sich aus feinkörnigen, kalkfreien, sandigen Substraten und kommen in den Berliner Forsten nur an wenigen Stellen vor, v. a. an Nordosthängen von Dünen im Tegeler Forst (vgl. Grenzius 1987) und in den Püttbergen im Köpenicker Forst (vgl. Smettan 1995). Podsole sind in der Regel tief durchwurzelbare und gut durchlüftete, jedoch trotz des mittleren bis erhöhten Wasser- und Nährstoffspeichervermögens nährstoffarme und trockene Böden. Gleye bilden sich auf Standorten mit hohem Grundwasserstand aus sandigen oder schluffigen Substraten. Sie treten in Senken der Talsandebenen im Spandauer Forst auf. Reliefbedingt sind sie häufig mit Nassgleyen, Anmoorgleyen und Mooren vergesellschaftet. Sie stellen gemeinschaftlich die Böden der Senken in Dünenbildungen im Spandauer Forst und im Forstrevier Schmöckwitz südlich des Seddinsees, der Schmelzwasserrinnen (wie die Kuhlake, das Breite Fenn, das Rudower Fließ, das Tegeler Fließ, die Wuhle, das Neuenhagener Mühlenfließ, die Krumme Laake) und der Toteissenken (Großer Rohrpfuhl und Teufelsbruch in Spandau sowie die Toteissenke Teufelssee in Köpenick) dar. Die ökologischen Eigenschaften der Gleye sind je nach Ausgangsmaterial, Humusgehalt, Grundwasserstand und Nährstoffgehalt des Grundwassers sehr unterschiedlich. Im Berliner Stadtgebiet sind neben den Gleyen in Bereichen mit geringen Grundwasserflurabständen aufgrund von Grundwasserabsenkungen reliktische Gleye zu finden, die noch typische Gleymerkmale im Profilaufbau besitzen, sich in ihren ökologischen Eigenschaften aber von den Gleyen sehr stark unterscheiden. Gleye sind in der Regel für Flachwurzler im Oberboden feuchte Standorte und für Tiefwurzler im Unterboden nasse Standorte. Demzufolge gestaltet sich das Luftangebot umgekehrt proportional zum Wassergehalt des Bodens. Die Folge ist ein luftarmer Unterboden und in Abhängigkeit vom Wasserstand ein gut bis schlecht durchlüfteter Oberboden (z. T. wechseltrocken bis nass) mit einer mittleren Durchwurzelbarkeit. Gleye besitzen in Abhängigkeit vom Humusgehalt ein erhöhtes bis hohes Nährstoffspeichervermögen sowie ein mäßiges bis hohes Nährstoffangebot. Das Nährstoffangebot ist erhöht, wenn über eutrophiertes Grundwasser und dessen kapillaren Aufstieg eine zusätzliche Nährstoffzufuhr erfolgt. Reliktgleye sind trockene bis sehr trockene, bis in den Unterboden gut durchlüftete und demzufolge tiefgründig durchwurzelbare Standorte mit zumeist mittleren bis erhöhten Wasserkapazitäten. In Abhängigkeit vom Humusgehalt und pH-Wert ist ihr Nährstoffangebot gering bis mittel. Eine Nährstoffzufuhr durch das Grundwasser bleibt weitgehend aus. Moore mit ihrem hohen Wasserstand sind sehr schlecht durchlüftet und nur flach durchwurzelbar. Sie haben ein sehr hohes Wasser- und ein mittleres bis erhöhtes Nährstoffspeichervermögen. Sie sind nicht entwässerte, naturnahe Standorte mit unterschiedlichen Nährstoffangeboten. Moore unterliegen zumeist der Vererdung und Mineralisierung infolge von Grundwasserabsenkungen und haben dadurch veränderte Standorteigenschaften für Pflanzen. Vererdete moorige und anmoorige Böden sind im Gegensatz zu intakten Mooren sehr tief durchwurzelbare, relativ gut durchlüftete und feuchte Standorte. Sie kommen z.B. im Urstromtal in Kleingartengebieten entlang des Teltow- und des Neuköllner Kanals sowie in Treptow entlang des Hochflächenrandes der Teltow-Hochfläche vor. Die Bodentypen Lockersyrosem, Regosol und Pararendzina charakterisieren relativ junge Bodenbildungen im Vergleich zu Böden mit hundert- bzw. tausendjährigen Entwicklungszeiträumen. Sie entwickeln sich sowohl auf jungen Abtragungsflächen aus natürlich anstehenden Gesteinen als auch auf Flächen aus anthropogen geschütteten Materialien. Der Bodenabtrag erfolgt dabei einerseits ohne Zutun des Menschen, z.B. durch Wind- oder Wassererosion an Hängen der Dünen sowie der Kames- und Moränenhügel, andererseits infolge der Nutzung des Bodens durch die Menschen. Bodenaufträge können durch natürliche Um- und Verlagerungsprozesse und ebenso durch den Menschen in Form von Aufschüttungen entstehen. Dabei wird in Aufschüttungen von natürlichem Material (z.B. Bodenaushub, Kies) und in Aufschüttungen von technogenen Substraten (Trümmer- und Bauschutt, Schlacke usw.) unterschieden. Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen aus anthropogen geschüttetem Material durchlaufen die gleiche Bodenentwicklung wie aus natürlichen Gesteinen. Ihr unterschiedliches Ausgangsmaterial wird durch die Bodenform, z.B. Regosol aus Geschiebesand bzw. Regosol aus Trümmerschutt, beschrieben (vgl. Grenzius 1987). Die Böden des Berliner Stadtgebietes sind durch intensive anthropogene Eingriffe infolge von Besiedlung, Abriss von Gebäuden, Kriegszerstörungen (2. Weltkrieg) sowie Baumaßnahmen gekennzeichnet. Einerseits gibt es großflächige Aufschüttungen von Trümmerschutt, Schlacken und Bauschutt, andererseits Abtragsflächen infolge von Baumaßnahmen (Straßen, Bahntrassen) sowie den Abbau von Kies, Sand und Ton in Tagebauen. Daher sind Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen im Berliner Stadtgebiet weit verbreitete Böden. Lockersyroseme auf Abtragsflächen natürlich anstehender Gesteine kommen v. a. im äußeren Stadtgebiet vor. Sie entwickeln sich überall dort, wo Rostbraunerden und Braunerden der Geschiebe-, Tal- und Flugsandflächen infolge der Nutzung, z.B. als Truppenübungsplätze oder im Tagebau, abgetragen wurden. Auf kleinflächigen, geringfügig beeinträchtigten Bodenarealen der Truppenübungsplätze sind noch naturnahe Böden erhalten. Größere Truppenübungsplätze befinden sich in Heiligensee (Baumberge), im Grunewald und im Köpenicker Forst (Jagen 161). Tagebaue im Berliner Stadtgebiet sind die Kaulsdorfer Seen, der Kiessee Arkenberge in Pankow, der Tegeler Flughafensee sowie der Laszinssee in Spandau. Die ökologischen Eigenschaften werden vom natürlichen Untergrund und dem Grundwasserstand geprägt. Zum Beispiel sind Lockersyroseme, die durch Erosion aus Rostbraunerden entstanden sind, gut durchlüftete, meist trockene und nährstoffarme Böden. Lockersyroseme auf Aufschüttungsflächen aus aufgetragenen anthropogenen Gesteinen, wie Trümmerschutt, Bauschutt, Gleisschotter, Industrieschotter, sind auf Freiflächen des gesamten dicht besiedelten Stadtgebietes (Innenstadt, alle im Krieg stark zerstörten Bereiche (Bodengesellschaft 2500), Industrie- und Gewerbestandorte (Bodengesellschaft 2540)) zu finden. Zudem treten sie auf Trümmer- und Bauschuttdeponien, wie Eichberge in Köpenick, Arkenberge in Pankow, Teufelsberg im Grunewald, Trümmerberg im Friedrichshain und Volkspark Prenzlauer Berg, und an den das gesamte Stadtgebiet durchziehenden Gleisanlagen auf. Seltener kommen Lockersyroseme auf aufgeschütteten bzw. umgelagerten natürlichen Gesteinen, so z.B. auf geschütteten Wällen von Truppenübungsplätzen einschließlich Schießplätzen, vor. Die ökologischen Eigenschaften dieser Lockersyroseme werden durch das Aufschüttungsmaterial bestimmt. Lockersyroseme aus Sanden und technogenen Substraten bilden sehr trockene bis trockene, bei Teer- oder Betondecken im Untergrund wechselfeuchte Standorte. Die Durchlüftung und damit das Sauerstoffangebot sind gut, die Durchwurzelbarkeit ist dagegen bei hohem Steingehalt eingeschränkt, bei steinfreien sandigen Böden jedoch tief. Nährstoffangebot und -speichervermögen sind je nach Ausgangsgesteinen und Nutzungseinflüssen gering bis hoch. Regosole entwickeln sich aus den Lockersyrosemen der natürlich oder anthropogen induzierten Erosionsflächen auf Kames-, Moränen- oder Dünensanden durch Humusanreicherung im Ah-Horizont (vgl. Grenzius 1987). Diese Regosole treten z.B. an den steileren Hangbereichen im Grunewald entlang der Havel, im Düppeler Forst und an den Hängen der Müggelberge auf. Bodenauf- und -abträge durch das Anlegen und Einebnen der Rieselfelder in den nördlichen Gebieten der Stadtbezirke Pankow, Weißensee und Hohenschönhausen bedingten ebenfalls die Entstehung von Regosolen aus natürlichem Material (Bodengesellschaften 2560 [60], 2580 [62], 2590 [63]). Regosole aus sandigen kalkfreien Aufschüttungen entwickeln sich vor allem im gesamten dicht bebauten Stadtgebiet einschließlich kleinerer Grün- und Parkanlagen. Sie sind meist nährstoffarm. Humusanreicherung im Oberboden verbessert das Nährstoffangebot. Sie weisen oft ein geringes Wasserhaltevermögen, eine gute Durchlüftung und eine vom Steingehalt abhängige tiefe bis mittlere Durchwurzelbarkeit auf. Pararendzinen entwickeln sich aus Lockersyrosemen kalkhaltiger Substrate. Pararendzinen natürlicher Herkunft entwickeln sich auf abgetragenen Bereichen offen gelassener Mergelgruben, auf umgelagertem Mergel (z.B. bei Tiefbaumaßnahmen) und an erodierten Hangbereichen von Gewässern und Rinnen der Geschiebemergelhochflächen. Im Niederungsgebiet der Bäke am Landgut Eule und an Albrechts Teerofen bildeten sich Pararendzinen aus den beim Bau des Teltowkanals ausgebaggerten und wieder abgelagerten Kalkmudden bzw. aus gestörten Flachwassersedimenten (vgl. Grenzius 1987). Pararendzinen aus anthropogenem Aufschüttungsmaterial entstehen auf allen Flächen, die mit Trümmer- oder Bauschutt aufgefüllt wurden, so im gesamten dicht bebauten Stadtgebiet, auf allen im Krieg stark zerstörten Bereichen mit Trümmerschuttauffüllungen und auf Bahnanlagen. Pararendzinen sind ebenso entlang der vielen überschütteten Ufer und Niederungen von Havel, Spree und deren seenartigen Erweiterungen anzutreffen. Pararendzinen aus Geschiebemergel weisen durch ihren höheren Tongehalt ein erhöhtes Nährstoffspeichervermögen sowie eine mittlere bis hohe nutzbare Feldkapazität auf. Pararendzinen aus Trümmerschutt sind dagegen nährstoffärmer und trocken. Die Durchlüftung ist gut, die Durchwurzelbarkeit bei Pararendzinen aus Trümmerschutt fällt aufgrund des Steingehaltes flach aus. Pararendzinen aus Kalkmudden stellen frische, nährstoffreiche sowie je nach Grundwasserstand gut bis schlecht durchlüftete Standorte dar. Von den derzeit 78 Bodengesellschaften (siehe Tab. 7) werden im Folgenden einige charakteristische Bodengesellschaften beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung der Bodengesellschaften erfolgte durch Grenzius (1987). Die abgebildeten Landschaftsschnitte stammen aus der Dissertation von Grenzius (1987). BG 1010 [1] Parabraunerde – Sandkeilbraunerde Grundmoränenhochfläche aus Geschiebemergel Ausgangsgestein der in dieser Bodengesellschaft vereinten Bodentypen ist die aus Geschiebelehm bzw. -mergel bestehende Grundmoränenhochfläche, die durch Schrumpfung entstandene, mit Sand verfüllte Keile aufweist und durch Flugsande überlagert wurde. Eine Durchmischung des Flugsandes mit dem Geschiebemergel führte zur Ausbildung des Geschiebedecksandes. Auf den mit einer geringen Geschiebesanddecke überlagerten Geschiebelehm- bzw. -mergelflächen entwickelten sich Parabraunerden, auf den 1 bis 3 m tiefen Sandkeilen Sandkeilbraunerden. Diese Bodengesellschaft ist vor allem auf den Geschiebemergelhochflächen des Teltows und des Barnims verbreitet. BG 1070 [6] Rostbraunerde – kolluviale Braunerde (Sander über) Moränenfläche aus geschiebehaltigem Sand Diese Bodengesellschaft umfasst die Rostbraunerden auf den sandigen, morphologisch relativ ebenen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen bzw. der Grundmoränen des Teltows (Grunewald, Düppeler Forst) und vereinzelt des Barnims. Dabei tritt in den oberen 2 m des Geschiebesandes kein Geschiebelehm bzw. -mergel auf. Rostbraunerden kommen auch auf der Stauchmoränenbildung in Pichelsberg vor. Da sie dort jedoch einen anderen räumlichen Bezug (geomorphologische Einheit) besitzen, wurden sie für diese geomorphologische Einheit mit einem anderen auftretenden Bodentyp zu weiteren Bodengesellschaften zusammengefasst (BG 1040 [4] und 1060 [5]). Eigene Bodengesellschaften (BG 1020 [2] bzw. 1030 [3]) bilden ebenfalls Rostbraunerden auf mehr oder weniger hohen Moränenhügeln aus Geschiebesanden mit teilweise auftretenden Geschiebemergel- bzw. Geschiebelehmresten innerhalb der ersten zwei Meter des Geschiebesandes. BG 1090 [9] Podsol-Braunerde – Podsol – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) BG 1100 [10] Podsol-Braunerde – Rostbraunerde – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) Die Bodengesellschaften 1090 [9] und 1100 [10] sind die Einheiten der grundwasserfernen, mehrere Meter mächtigen Dünen sowie größeren Dünengebiete mit Geländehöhen über 40 m NHN. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen durch das Auftreten von Podsolen. Sie kommen v. a. im Tegeler und Frohnauer aber auch im Köpenicker Forst vor. Ohne Bodenprofiluntersuchungen können keine Aussagen zum Vorhandensein von Podsolen gemacht werden. Diese beiden Bodengesellschaften wurden im östlichen Stadtgebiet teilweise als Sammelgesellschaft, bei Vorhandensein von Kartierungen (Standortskarten des Forstbetriebes Ost-Berlin, Smettan 1995) getrennt ausgewiesen. BG 1160 [15] Rostbraunerde – vergleyte Braunerde – Gley-Braunerde (Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Diese Bodengesellschaft ist eine weit verbreitete Bodengesellschaft im Berliner Urstromtal. Das Berliner Urstromtal stellt das Abflusstal der Schmelzwässer der Frankfurter Phase der Weichseleiszeit dar. Die durch die Schmelzwässer transportierten und im Talbereich abgelagerten Mittel- und Feinsande bilden das Ausgangsgestein für die Bildung der Braun- und Rostbraunerden. Unterschiedliche Grundwasserstände verursachten die Ausbildung von Gleymerkmalen (z.B. Rostflecken) in verschiedenen Tiefen. Dafür stehen die Bodentypen vergleyte Braunerde und Gley-Braunerde. Da das Grundwasser in diesem Jahrhundert durch die Grundwasserförderung der Berliner Wasserwerke abgesenkt wurde, liegen die Gleymerkmale häufig nur noch als Relikte vor, d. h. das Grundwasser steht heute tiefer an als die von ihm erzeugten Gleymerkmale. Diese Bodengesellschaft wird vor allem vom Spreetal in Köpenick und von den Talsandflächen der Forsten Spandau, Tegel und Jungfernheide eingenommen. BG 1231 [22a] Gley-Braunerde – Gley – Niedermoor (Schmelzwasserrinne in Talsandfläche ohne Düne) Die während des Glazials aufgrund des hohen Drucks des Gletschers auf seiner Sohle entstandenen subglazialen Schmelzwässer sowie die in der Zeit zwischen den Eiszeiten durch Erwärmung des Klimas entstandenen Schmelzwässer flossen in die großen Urstromtäler ab und schufen durch ihre Erosionskraft z. T. tiefe (subglaziale) Schmelzwasserrinnen. Die im Bereich des Grundwassers liegenden Rinnen verlandeten und vermoorten nach der letzten Eiszeit. Viele dieser Rinnen, insbesondere im Gebiet der Berliner Innenstadt, wurden anthropogen verfüllt und überbaut und sind deshalb heute nicht mehr sichtbar. Solche glazifluvialen Schmelzwasserrinnen innerhalb der Talsandflächen sind z.B. Teilbereiche der Wuhle, des Neuenhagener Mühlenfließes, die Spektelake, die Egelpfuhlwiesen und das Breite Fenn. Im unmittelbaren Rinnenzentrum entstanden je nach Grundwasserstand Anmoorgleye, teilweise auch Niedermoortorfe. Zu den Rinnenrändern hin folgen je nach Grundwasserstand Gley-Braunerden bzw. Gley-Rostbraunerden sowie vergleyte Braun- bzw. Rostbraunerden. Anthropogene Bodengesellschaften BG 2420 [41] Nekrosol + Gley-Braunerde-Hortisol + Gley (Friedhof auf Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Bei dieser Bodengesellschaft wurden die Böden der Talsandflächen zusammengefasst, die durch die Nutzung als Friedhof teilweise einer anthropogenen Beeinflussung unterliegen. Als Nekrosole werden dabei die durch tiefgründiges Graben beim Anlegen der Gräber entstehenden Böden bezeichnet. Auf den ungenutzten Flächen des Friedhofs auf Talsand sind dagegen noch reliktische Gley-Braunerden und Gleye zu finden. Infolge einer langjährigen Humuszufuhr entwickelten sich Humusregosole, Hortisol-Gley-Braunerden und Hortisole. Bei anderen Nutzungen sind die Böden so stark anthropogen verändert, dass ehemals natürliche Böden weitgehend zerstört bzw. durch Fremdmaterialien überschüttet wurden. BG 2470 [49] Syrosem + Kalkregosol + Pararendzina (Gleisanlage auf Aufschüttungs- und Abtragungsfläche) Zu dieser Bodengesellschaft sind die Böden, die einer Nutzung als Bahnanlagen und Bahnhof unterliegen, zusammengefasst. Die Gleiskörper bestehen aus groben Schottern unterschiedlichen Materials; Bahndämme aus Sand, auch Trümmer- und Industrieschutt wurden aufgeschüttet. Je nach Bodensubstrat kam es zur Ausbildung vor allem von Syrosemen, Lockersyrosemen, Pararendzinen und Kalkregosolen. BG 2490 [51] Lockersyrosem + Humusregosol + Pararendzina (dichte Innenstadtbebauung, im Krieg nicht zerstört, auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft charakterisiert Böden innerhalb von Flächen geschlossener Bebauung der Innenstadt, die vor dem 2. Weltkrieg erbaut und nicht bzw. kaum zerstört wurden sowie stark versiegelt sind. Die in den Hinterhöfen auftretenden Böden, die einer Gartennutzung unterlagen bzw. noch unterliegen, sind durch humose Oberböden gekennzeichnet und konnten sich zu Humusregosolen, Hortisolen und Humuspararendzinen entwickeln. Auf den anderen Flächen der Hinterhöfe, die geringfügig auch mit Trümmerschutt bedeckt sein können, bildeten sich Lockersyroseme und Regosole. BG 2500 [52] Lockersyrosem + Regosol + Pararendzina (Innenstadt auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft beschreibt die Böden ehemals dicht bebauter Innenstadtbereiche, die während des 2. Weltkrieges zum Teil vollständig zerstört wurden. Der Trümmerschutt verblieb größtenteils an Ort und Stelle. Auf vielen nicht durch Gebäude beanspruchten Flächen sind die Bodenschichten von wenigen Dezimetern bis zu zwei Metern mit Trümmerschutt und/oder Bausand durchsetzt bzw. bestehen aus diesem (vgl. Grenzius 1987). Wie in Abb. 10 ersichtlich, entwickelten sich auf diesen Flächen Syroseme und Pararendzinen, auf Flächen ohne Trümmerschutt Syroseme und Regosole. Die Karte der Bodengesellschaften, erarbeitet aus vorhandenen Daten unterschiedlicher Art, gibt einen Überblick über die je nach Ausgangsmaterial, Geomorphologie bzw. Landschaftsausschnitt, Grundwasserstand und Nutzung zu erwartenden Vergesellschaftungen von naturnahen und/oder anthropogenen Böden. Aus den Bodengesellschaften lassen sich die Hauptbodentypen und weitere Standorteigenschaften ableiten: Durchlüftung, Durchwurzelbarkeit, Feldkapazität und nutzbare Feldkapazität, Nährstoffspeichervermögen, potentielle und effektive Kationenaustauschkapazität als Maß für das Nährstoffspeichervermögen (vgl. Grenzius 1987). Unter Zuhilfenahme zusätzlicher Informationen (z.B. topographische Karten, aktueller Grundwasserstand) und der Bodengesellschaft ist es möglich, ohne Kartierung den jeweiligen Bodentyp im Gelände und dessen ökologische Eigenschaften mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit herzuleiten. Aussagen zu vergleyten oder reliktisch vergleyten Böden und damit zu feuchten oder trockenen Standorten können im Zuge dieser Vorgehensweise nur unter Berücksichtigung der aktuellen Grundwasserstände gemacht werden. Da die Böden als wesentliches Landschaftselement eines Gebietes die Standortvielfalt von Flora und Fauna mitbestimmen, werden besonders seltene und unveränderte bzw. wenig veränderte Böden bei der Ausweisung von Schutzgebieten berücksichtigt. Neben der Ableitung von Standorteigenschaften ist die Bodengesellschaftskarte 01.01 auch geeignet, Auswertungen hinsichtlich des Bodenschutzes und der Bodenfunktionen vorzunehmen. In den Karten 01.06 des Umweltatlas sind Bodenkundliche Kennwerte, in den Karten 01.11 Kriterien für die Ableitung der Bodenfunktionen und in den Karten 01.12 eine Bewertung der Bodenfunktionen dokumentiert, aus denen die Karte 01.13 der „Planungshinweise zum Bodenschutz“ abgeleitet ist.

Anfälligkeit von Flüssen für extreme Hochwässer: Klima- und Landschaftskontrollen und Früherkennung (PREDICTED)

Das zunehmende weltweite Auftreten großer Hochwässer innerhalb der letzten Jahre führte zu einem starken Anstieg vieler Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven (hier als Step change bezeichnet) und führt zu der Frage, ob Hochwässer sich verändert haben. Oft werden Klimaänderung und der Verlust der Speicherfähigkeit unserer Böden durch menschliche Eingriffe für diese Veränderung verantwortlich gemacht. Jedoch können auch bei sich nicht veränderten Bedingungen immer wieder große Hochwässer auftreten, die als extrem erscheinen, da sie noch vorher nicht beobachtet werden. Die Frage ob sich Hochwasserprozesse verändern oder nicht, ist essentiell für zuverlässige Vorhersagen des zukünftigen Hochwasserrisikos und grundlegend für viele Entscheidungen, z.B. in der Risikovorsorge, Wasserwirtschaft, Stadt- und Raumplanung oder der Versicherungswirtschaft. Ziel des Projekts ist es, zu erforschen, ob die Wechselwirkungen zwischen Klima und Landschaft in Flussgebieten extreme Hochwässer innerhalb kurzer Perioden hervorrufen können, auch wenn keine Veränderungen der äußeren Einflussfaktoren (z.B. Niederschläge) auftreten. Als Indikator für mögliche Veränderungen in der Genese extremer Hochwässer wird in diesem Projekt das Auftreten bzw. die Lage des step change, d.h. eines plötzlichen starken Anstiegs der Hochwasserwahrscheinlichkeitskurve, gewählt. Methoden zur objektiven Bestimmung der Lage des step change in Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven werden entwickelt und es wird untersucht, ob das Auftreten von step changes in den Zeitreihen vieler Gebiete weltweit nur als Artefakt zu kurzer Datenreihen erklärt werden kann. In einem weiteren Schritt wird untersucht, welche Klima- und Landschaftscharakteristiken das Auftreten und die Position von step changes in den Hochwasserwahrscheinlichkeitskurven beeinflussen. Dies erfolgt mit Hilfe eines kürzlich entwickelten vereinfachten stochastischen Modells von Niederschlag-Abflussprozessen, welches zuverlässig die Entstehung von Hochwasserabflüssen in verschiedenen Klima- und Landschaftseinheiten weltweit wiedergeben kann. Auf Basis von Modellsimulationen wird ein Index abgeleitet, der anzeigt ob das Zusammenspiel von sich verändernden Klima- und Landschaftscharakteristiken zu step changes führt. Die Güte des Indexes die Position von step changes vorherzusagen, wird anhand einer Vielzahl unterschiedlicher Gebiete weltweit verifiziert. Auch wird der Index auf Gebiete übertragen, in denen bisher noch keine extremen Hochwasserereignisse beobachtet wurden oder keine Beobachtungsreihen verfügbar sind. Ebenso werden mögliche Änderungen des Indexes aufgrund von Klimaänderungen analysiert. Das Projekt hilft das Zusammenspiel von Klima- und Landschaftsfaktoren bei der Entstehung von extremen Hochwasserereignissen besser zu verstehen und gibt an, wie lange ein bestimmtes Gebiet beobachtet werden muss, um eine zuverlässige Abschätzung auch extremer Hochwasserabflüsse ableiten zu können.

Pflanzenbauliche und züchterische Strategien zur Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Zuckerrüben (OptiBeet)

Zielsetzung: Das Projektziel ist es, Strategien zur Erhöhung der Ertragssicherheit im Zuckerrübenanbau unter Trockenbedingungen zu entwickeln. Das Projekt strebt dabei eine Integration züchterischer und agronomischer Ansätze an. Für die gezielte Sortenwahl und -entwicklung werden Optimierungspotentiale über wassersparende Blattarchitektur sowie verbesserte Nutzung von Winter-niederschlägen aus tieferen Bodenschichten untersucht. Die unterschiedlichen Sortentypen werden unter zwei Anbausystemen (Pflug vs. Mulchsaat) und zwei Standortbedingungen (hohe vs. niedrige nutzbare Feldkapazität) geprüft, um damit angepasst Systemlösungen für die Zuckerrübenproduktion im semiariden Klimaraum (nordöstliches Flach- und Hügelland) Österreichs zu entwickeln. Die konkreten Ziele des Projekts sind: (1) In-situ Bewertung von Sorten-Unterschieden in der Bodenwassernutzung auf Grundlage der Analyse von Wasserisotopensignaturen. (2) Definition trockenheitsresistenter Sortenideotypen hinsichtlich Blattapparat und Wurzelleistung als strategischer Rahmen für Sortenempfehlung und Züchtung. (3) Quantifizierung des Reduktionspotentials von Evaporationsverlusten durch Mulchsaat bei unterschiedlichem standörtlichem Wasserspeichervermögen des Bodens. (4) Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Sortentyp, Anbausystem und Standortbedingungen und modellbasierte Entwicklung von Strategien zur Anpassung an Trockenheit unter künftigen Klimabedingungen im österreichischen Zuckerrübenbau. Dem Projekt liegen folgende Hypothesen zugrunde: (1) Sorten mit tieferen Wurzelsystemen nutzen anteilig mehr Bodenwasser, das durch Winterniederschläge neugebildet wurde, und weisen in tieferen Bodenschichten daher eine stärkere Veränderung der Wasserisotopensignatur auf als Sorten, die auf oberflächennahe Bodenwasserressourcen angewiesen sind. (2) Auf Standorten mit hoher Wasserspeicherfähigkeit haben Zuckerrübensorten mit hohem Potential der Winterfeuchtenutzung (tiefes Wurzelsystem) eine höhere Ertragsfähigkeit als Sorten mit sparsamer Wassernutzung. Auf Standorte mit geringerer Wasserspeicherfähigkeit dagegen sind Sorten mit sparsamer Wassernutzung (reduzierter Blattapparat) ertragsfähiger. (4) Auf Standorte mit geringer Speicherfähigkeit hängt die Ertragsfähigkeit vor allem von der produktiven Nutzung der Niederschläge in der Vegetationszeit ab. Auf diesen Standorten ist die Reduktion von Evaporationsverlusten durch Mulchsaatsystemen von größerer Bedeutung für die Ertragsfähigkeit als auf gut speicherfähigen Standorten. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse des Forschungsprojekts eine verbesserte, standortangepasste Sortenempfehlung sowie optimierte Anbausysteme für die Rohstoffaufbringung in der österreichischen Zuckerrübenproduktion erlauben und damit die Zuckerrübe als wichtiges Fruchtfolgeglied in den Ackerbausystemen in Österreich auch zukünftig sichern. (Text gekürzt)

Markierungs- und Pumpversuche

Ein Pumpversuch ist ein hydrogeologischer Feldversuch. Aus einem Brunnen wird mit einer definierten Förderrate Wasser gepumpt, wodurch sich der Wasserspiegel im Brunnen selbst und in der Umgebung absenkt. Es bildet sich im Verlauf ein Absenkungstrichter, der sich mit zunehmender Zeit weiter vertieft. Je nach Zielsetzung unterscheidet man zwei unterschiedliche Typen: - Hydrologischer Pumpversuch zur Ermittlung der Aquiferparameter (insbesondere Transmissivität und Speicherkoeffizient) - Leistungspumpversuch zur Ermittlung der Leistungscharakteristik eines Brunnens.

Aufklaerung des Verhaltens von Schadstoffen in Pedo- und Hydrosphaere

Geochemische Fixierung von Schadstoffen in Speichermineralen. Untersuchung der Bildungsbedingungen und Struktur von Erdalkalisilikaten, die als Speichermineral geeignet sein koennen: Synthese und Strukturmodell, das die Ableitung thermodynamischer Daten erlaubt. Ermittlung der Mineralneubildungen bei Verwitterung schadstoffhaltiger Rueckstaende zur Identifikation potentieller Speicherminerale fuer Schadstoffe: Zeitrafferexperimente der Verwitterung von Hochtemperatur-Muellverbrennungsschlacken und Untersuchung der Mineralneubildungen aus schwefelhaltigen Rueckstaenden. Untersuchung der Verwendung von Natriumkarbonatsodalith als technische Base zur Inertisierung.

Schwerpunktprogramm (SPP) 2248: Polymer-basierte Batterien; Priority Program (SPP) 2248: Polymer-based batteries, Entwicklung von Aktivmaterialien für organische Batterien basierend auf elektropolymerisierten Polymeren mit stabilen organischen Radikalen

Heutige Batterietechnologien basieren hauptsächlich auf Metallen wie Lithium, Blei, Kobalt oder Nickel. Deren begrenztes natürliches Vorkommen sowie Toxizität und die daraus resultierenden Entsorgungsprobleme schränken jedoch die langfristige Verwendung solcher Metalle ein. Als Alternative haben sich im Rahmen jüngster Forschungen polymere Verbindungen, also Kunststoffe, herausgestellt. In diesem Zusammenhang wurden insbesondere Polymere, die stabile organische Radikale enthalten, intensiv untersucht und zeigten vielversprechende Ladungsspeichereigenschaften, insbesondere eine überlegene Redoxkinetik. Solche Materialien leiden jedoch unter unzureichender elektrischer Leitfähigkeit, die die anwendbaren Lade- und Entladeraten begrenzt, wodurch die vorteilhaften Elektronentransfereigenschaften aufgehoben werden. Ein vielversprechender Ansatz zur Überwindung dieses Problems ist der Einbau von leitfähigen, d.h. konjugierten Polymeren. Diese Materialien bieten mehrere vorteilhafte Eigenschaften, die für eine organische Batterie ausgenutzt werden können: (i) Als Halbleiter zeigen sie elektrische Leitfähigkeit; (ii) sie können durch Elektropolymerisation hergestellt werden und bieten so eine effiziente Möglichkeit, direkt auf Elektrodenoberflächen abgeschieden zu werden; (iii) sie bieten intrinsische Ladungsspeicherfähigkeit. Allerdings zeigen Systeme, die auf der eigenen Speicherfähigkeit von konjugierten Polymeren basieren häufig driftende Lade- und Entladespannung, was deren Anwendungspotenzial erheblich einschränkt. In Kombination mit stabilen Redoxeinheiten, die die Ladungsspeicherung übernehmen, wie organische Radikale, können aber die elektrische Leitfähigkeit sowie die elektrochemische Verarbeitbarkeit zu vielversprechenden Batterieaktivmaterialien führen. Trotzdem wurden bisher nur wenige solche Beispiele in der Literatur vorgestellt. Daher soll im Rahmen dieses Projekts die Palette organischer Batteriematerialien durch die Kombination stabiler organischer Radikale mit elektropolymerisierbaren Einheiten erweitert werden, um Systeme herzustellen, die sowohl verbesserte elektrochemische Stabilität als auch elektrische Leitfähigkeit bieten.

Redox Eigenschaften und Reaktivität von Adsorbiertem natürlichem organischem Material

Natürliches organisches Material (NOM) ist die Triebfeder für viele biogeochemische Prozesse in Böden und Grundwässern. Diese herausragende Rolle resultiert nicht nur aus dessen Eigenschaft als Elektronendonor sondern insbesondere auch durch die Fähigkeit Elektronen aufzunehmen und zu speichern (Redoxpuffer) sowie Redoxprozesse zwischen anderen redoxsensitiven Spezies zu vermitteln und zu beschleunigen (Mediator). Obwohl NOM in Böden und Grundwässern zu einem erheblichen Teil in sorbierter Form vorliegt, wurde der Einfluss von Redoxzustand und Redoxeigenschaften auf die Sorption von NOM bisher nicht detailliert untersucht und umgekehrt auch nicht der Einfluss von Sorption auf dessen Redoxzustand. Wir postulieren, dass die Redoxeigenschaften von adsorbiertem NOM sich signifikannt unterscheiden von gelöstem NOM aufgrund von Fraktionierungsvorgängen und Konformationsänderungen. Die vorgeschlagenen Forschungsarbeiten zielen darauf ab, diese Prozesse im Detail zu untersuchen um somit eine Grundlage zu schaffen für ein mechanistisches Verständnis wie Sorptionsprozesse die biogeochemischen Funktionen in natürlichen wässrigen Systemen steuern. Da Sorption die mobilen und immobilen Fraktionen von NOM in diesen Systemen bestimmt, sind die Resultate auch relevant für die Beurteilung der Rolle von NOM für Transport und Transformation von Schadstoffen und mikrobiellen Atmungsprozessen. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts möchten wir konkret folgende Kernfragen bearbeiten:- Wie verändert Sorption an natürliche Oberflächen per se (d.h. ohne Elektronentransfer mit dem Sorbens) die Redoxeigenschaften von NOM (Elektronenakzeptor/-donor Kapazität, EH-Werte und -Verteilung, Elektronenmediator-Eigenschaften) - Wie beeinflusst der Redoxzustand von NOM dessen Sorptionsverhalten? - Wie beeinflusst Elektronentransfer zwischen Sorbens und NOM dessen Redoxeigenschaften? - Welchen Einfluss haben Materialeigenschaften von NOM (Herkunft, Aromatizität, Säure/Base Eigenschaften etc.) auf Sorptions- und Redoxprozesse? Hierzu werden wir im Labor mit Hilfe von Batchversuchen unter umweltrelevanten Bedingungen systematisch den Einfluss von Sorptionsprozessen an unterschiedliche natürliche Oberflächen auf die Redoxeigenschaften verschiedenartiger NOM-Proben und Chinon-Modellverbindungen untersuchen und dabei neuartige und sensitive elektrochemische Methoden anwenden. Da NOM-Überzüge auf Mineralien praktisch in allen natürlichen Systemen vorhanden sind erwarten wir uns von den Forschungsergebnissen einen wesentlichen Erkenntnisgewinn im Hinblick auf ein quantitatives Verständnis von Redoxprozessen in natürlichen heterogenen Systemen. Die Resultate sollen somit die Grundlage bilden für eine Weiterentwicklung quantitativer Modelle zur Beschreibung biogeochemischer Prozesse an der Mineral-Wasser Grenzfläche unter natürlichen Bedingungen.

Erfassung oekologischer Eigenschaften von Boeden und deren Bewertung

Zielsetzung dieses Vorhabens ist die systematische Erfassung der Boeden im nordbayerischen Raum sowie ihrer fuer die Beurteilung oekologischer Bodenfunktionen (Speicherfunktion, Filterfunktion, Transformationsfunktion etc.) wesentlichen Merkmale. In diesem Rahmen werden auch Transfervorgaenge von Schwermetallen vom Boden in die Pflanze am Beispiel von Orchideen auf Erzhalden untersucht.

Moore – Augen der Landschaft

Kesselmoore wie das Naturschutzgebiet “Barssee und Pechsee” im Grunewald und das Teufelsmoor bei Müggelheim sind Überbleibsel der letzten Eiszeit. Über Jahrtausende haben Torfmoose meterdicke Torfschichten gebildet. Diese nassen, nährstoffarmen und sauren Bedingungen sind bestens geeignet für den Sonnentau, eine fleischfressende Pflanze. Sie ernährt sich von Insekten, die an ihren Blättern kleben bleiben. Auch andere seltene Tier und Pflanzenarten wie Moorfrosch, Wollgras und Moosbeere sind auf Moore angewiesen. Wegen ihres enormen Speichervermögens für Kohlenstoff und Stickstoff spielt die Erhaltung der Moore eine herausragende Rolle beim Klimaschutz.

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