4. Boden

4.1 Einleitung

Das vor 250 Mill. Jahren entstandene Meeresbecken auf Flächen des heutigen Nordeuropa wurde aufgrund anhaltend trocken-heißen Klimas rasch wieder eingedampft. Dieser Prozess wurde durch die nur geringe Verbindung zum Ozean zeitlich begünstigt. Insgesamt kam es dabei, auch nach wiederholtem Einströmen von Meereswasser zu nachweislich sechs Eindampfungsereignissen (LRP, S.207). Die mehreren hundert Meter mächtigen Schichten von Tonstein, Kalk- und Dolomitstein, Gips und Anhydrit, Stein- und Kalisalz entstanden in den ersten drei Eindampfungsphasen. Die oberflächennahen Salze sind mittlerweile gelöst und die Anhydrite sind durch Wasseraufnahme zu Gips umgewandelt.
Pro Eindampfungszyklus findet man heute einen Gipshorizont. Die insgesamt drei Gipshorizonte verlaufen heute von Badenhausen über Osterode bis Herzberg und von Osterhagen über Bad Sachsa und Walkenried bis in den Ostharz (LRP, S.207). Die anschließend unter niederschlagsreichen Bedingungen einsetzende Verkarstung schaffte seltene und einzigartige Landschaftsteile. Die Seltenheit von oberflächennahem Gips und die damit verbundene Karsthydrologie schaffte überregional bedeutsame Lebensräume für Pflanzen und Tiere. Die hohe Löslichkeit von Gips führte zu zahlreichen karsthydrologischen Erscheinungsformen, die im folgenden näher vorgestellt werden. Dabei handelt es sich ausschließlich um oberirdische Karsterscheinungen.

Abb: 10 Schnitt mit Karsterscheinungen (www.karstwanderweg.de)

Auslaugungstal: Auslaugungstäler dürften in den wasserreichen Perioden des Eiszeitalters entstanden sein. Mit dem Nachlassen der Transportkraft des Wassers wurden im Auslaugungstal Kiese, Sande, Schluffe, Tone und Schotter abgelagert, welche von den einstigen Wasserbewegungen künden. Bei diesen Vorgängen wurde nicht der gesamte Gips im Untergrund aufgelöst und weggeführt. Die vorhandenen Reste kommen heute mit dem in den Kiesen und Sanden fließenden Grundwasser in Berührung und laugen ebenfalls aus. Das bedeutet, dass der Prozess der Auslaugung weitergeht, wenn auch sehr langsam. Von Zeit zu Zeit entstehen im Auslaugungstal Erdfälle, welche ein deutlicher Hinweis auf die Vorgänge im Untergrund sind. (www.karstwanderweg.de) (Abb.) Beispiel: Breitunger Auslaugungstal

Durchbruchstal: Durchbruchstäler verlaufen im Allgemeinen von Nord nach Süd, weil das die Hauptfließrichtung der abfließenden Gewässer ist bzw. war (von oben nach unten). Wenn der Fluß genügend Wasser führte war er in der Lage die im Weg stehenden Karstriegel zu durchbrechen. (Abb.) Beispiel: Nassetal

Trockental: Trockentäler sind Flusstäler, die nur zu Hochwasserereignissen Wasser führen, und somit häufig oberflächlich trocken liegen. Das Wasser läuft in unteren Schichten weiter. Bsp. Die Steina trifft im gleichnamigen Ort auf verkarstetes Gestein und fließt von da an unterirdisch Richtung Ichte. Das trockene schottergefüllte Bachbett liegt trocken.

Doline: Als Dolinen bezeichnet man schlot-, trichter- oder schüsselartige Vertiefungen. Sie fungieren in Flusstälern auch als Flussschwinden. Bsp. Sauloch


Abb.: 11 Dolinenformen

Der obere Rand der Doline kann durch Auswaschungen erheblich an Radius gewinnen und zu einem Kessel anwachsen. Bsp. dafür ist die relativ tiefe (22m) Reesbergdoline.

Erdfall: Erdfälle entstehen durch unterirdische Auswaschungen von leichtlöslichem Material. Bis zum Zeitpunkt des eigentlichen Falles bleibt die Entstehung für den Menschen unerkannt. So kann es passieren, dass „über Nacht“ plötzlich ein großes Loch in der Erde entsteht. Gelegentlich kam es auch schon vor, dass durch das Befahren oder Begehen des Menschen der Erdfall verursacht wurde. Erdfälle auf Ackern werden in der Regel schnell verfüllt. Im Frühjahr und Herbst werden diese Stellen jedoch durch ihre dunkle Färbung sichtbar (Staunässe).
Die einst scharfen Kanten der frischen Erdfälle haben sich in kurzer Zeit jedoch schnell geglättet und sind heute nicht mehr deutlich erkennbar. Wenn die einst vorhandene Bodendecke aus wasserundurchlässigem Material bestand und in Folge des Einsturzes nun den Grund des Erdfalles bedeckt, entstehen häufig periodisch wassergefüllte Karstgewässer.

Uvala: Uvala ist die Bezeichnung für zusammengewachsene Dolinen zu einer großen Hohlform. Bsp. Saugasse

Polje: Als Poljen bezeichnet man allseitig geschlossene Hohlformen mit steilen Hängen und ebenen Böden. Im Vergleich dazu haben Uvalas keine ebenen Böden.

Ponor: Als Ponor (serbokroatisch: Abgrund) bezeichnet man Stellen, an denen Wasser im Untergrund verschwindet. Sie werden auch „Schluckloch“ genannt, was das verschwinden des Wasser erklärt.

Karstquelle: Als Karstquellen werden Quellen bezeichnet, die aus Karstgebieten gespeist werden. Quellen in Karstgebieten unterscheiden sich durch folgende Merkmale von anderen:

  • Sie haben meist eine viel höhere Schüttung.
  • Sie sind stark wetterabhängig, jeder größere Regen und natürlich auch die Schneeschmelze führen zu höherer Schüttung.
  • Karstquellen fallen regelmäßig im Sommer trocken, da der Nachschub fehlt und der Karstkörper nur eine begrenzte Speicherwirkung besitzt. Derartige Quellen heißen auch Intermittierende Quellen.
  • Die Wasserqualität ist nicht besonders gut, so dass Karstquellen nur eingeschränkt zur Trinkwassergewinnung geeignet sind.
Gründe für die ungeeignete Wasserqualität sind vor allem die geringe Verweildauer des Wassers im Gestein. Das Wasser gelangt recht schnell in aktive Höhlensysteme und fließt in diesen bachähnlich zu Tal. Dieser Prozess geht oft sehr schnell, so dass für die Reinigung durch Mikroorganismen nicht genügend Zeit bleibt.
Bsp. : Ruhmequelle, Salzaspring

Die Verschiedenartigkeit der Landschaft macht deutlich, dass die Bestimmung der Bodenart nur mit Kenntnis der vorhandenen Karstphänomene möglich ist. Denn es existieren je nach Standort verschiedene Bodenschichten. So wurden die tieferen Täler während der Kaltzeiten mit verwehtem Gesteinsstaub, dem Löß, überdeckt. Was vieler Orts die Bodenbildung stark beeinflusst hat. Talauen wiederum wurden mit Hochflutlehmen überdeckt.

Im Projektgebiet treffen wir aber am häufigsten auf Gips mit Lößüberlagerung. Die Bodenbildung auf diesem Ausgangsmaterial soll im folgenden verdeutlicht werden.

Im Bearbeitungsgebiet sind vor allem zwei Bodenarten vorherrschend, Rendzina, bzw. Pararendzina und Parabraunerde.
Rendzinen entstehen durch physikalische und chemische Verwitterung aus Kalkstein-, Dolomit-, Tonmergel oder Gips-syrosem (einem Rohboden). Die chemische Verwitterung bewirkt vor allem eine Auswaschung der Carbonate und Sulfate ins Grundwasser. Zurück bleiben Silicate und Oxide die den sogenannten Lösungsrückstand (solum) bilden. Dieser Lösungsrückstand steht normalerweise als einziger Grundstoff für die Bildung des A Horizonts zur Verfügung. Im Untersuchungsgebiet trägt allerdings eine Lößauflage aus der Saaleeiszeit die Grundlage des Solums. Die Geschwindigkeit der Bodenentwicklung ist um so höher je humider das Klima ist und je höher Zerteilungsgrad, Porösität und Auflösungsgeschwindigkeit des Solums sind.
Unter gleichen Bedingungen sind gleich alte Rendzinen aus hochreinen, dichten Gesteinen flachgründig, aus unreinen, weichen, porösen Gesteinen tiefgründig.
Typisch für eine Rendzina ist ein humoser, krümeliger Ah Horizont der entweder auf einem festen (Dolomit, Kalkgestein) oder lockeren Carbonat- oder Gipsgestein aufliegt. Der obere Gesteinshorizont ist dabei oft durch Frostsprengung zerteilt und mit Sekundärkalk angereichert. Der Name Rendzina stammt aus dem Polnischen und beschreibt das Rauschen der vielen Steine am Streichblech des Pfluges.

4.2 Subtypen

4.2.1 Mullrendzina
ist sehr humusreich und hat einen mächtigen Ah Horizont.
Der Ah Horizont ist meist carbonathaltig und schwach alkalisch. Die Silicate sind kaum chemisch verwittert, so dass der Mineralgehalt des Bodens entscheidend vom Ausgangsgestein abhängt. Im Ah Horizont sind Nährstoffreserven die in silicatischer Bindung vorliegen, durch die Anhäufung im Lösungsrückstand gegenüber dem Gestein stark vermehrt. Der hohe pH Wert hat eine starke Tätigkeit von Bodenorganismen zur Folge, insbesondere Regenwürmer fühlen sich hier sehr wohl. Daher besteht der A Horizont vorwiegend aus wasserstabilen Krümeln. Eine Folge davon ist die gute Durchlüftung des Bodens.

4.2.2 Pararendzina
Der Name Pararendzina soll die Verwandtschaft mit der Rendzina verdeutlichen. Beide Böden weisen eine A/C Horizontierung auf. Die Pararendzina entsteht im Gegensatz zur Rendzina jedoch auf Sand oder Lehmmergel mit 2 bis 70% Gehalt an Calciumcarbonat. Ausgangsgesteine sind Löß Geschiebemergel, carbonathaltige Schotter und Sande. Der Boden bildet sich durch Humusakkumulation. Der Ah Horizont ist weniger als 40 cm mächtig. Bei Festgestein spricht man von einer Felspararendzina. Die Pararendzina ist der Rendzina sehr ähnlich in pH Wert, Ca Sättigung, Humusform und Krümelgefüge. Ein Unterschied ergibt sich aus den höheren Sand- und Schluffgehalten. Dieser Bodentyp wird vor Allem für die Landwirtschaft genutzt, da er durch den weichen C Horizont eine gute Bearbeitungsfähigkeit aufweist.

4.2.3 Syrosem
Ein Syrosem ist ein Rohboden aus Festgestein der nur einen lückigen und dünnen (weniger als 2cm mächtigen) humosen Oberboden aufweist, der unmittelbar auf festem Gestein aufliegt. Die Gesteinsoberfläche ist nur mechanisch zerkleinert. So bedeutet dann auch der Name im Russischen „Rohe Erde“. Der Syrosem zeigt ein Initialstadium der Bodenbildung. Es hat keine nennenswerte chemische Verwitterung stattgefunden. Er weist einen geringmächtigen Ai Horizont auf, der sehr steinig und extrem wechseltrocken ist. Die Eigenschaften des Bodens sind entscheidend abhängig von denen des Gesteins. Auf Kalkstein liegt eine neutrale Bodenreaktion vor. Manchmal sind die oberen cm des Gesteins verarmt da von Pionerpflanzen Nährstoffe entzogen wurden.
Auf Kalkstein entwickelt sich der Syrosem zu Rendzinen auf Silicatgestein zu Rankern. Man findet ihn vor allem in den Erosionslagen der Bergregionen der Mittelgebirge, meist auf Felsvorsprünge beschränkt. Aus oben genannten Gründen ist eine Nutzung nicht möglich.

4.2.4 Braunerde
Die Braunerde wird durch ein Ah/Bv/C Profil gekennzeichnet. Sie ist häufig vor allem in den Waldgebieten des Hügel- und Berglands zu finden. Der A Horizont besteht vorwiegend aus dunklem Mull, wenn er als Acker genutzt wird zeigt er eine braune bis braungraue Farbe. Ohne scharfen Übergang geht er in den verbraunten und verlehmten Bv Horizont über, der seine Färbung durch Eisenverbindungen erhielt. Braunerden entwickelten sich meist unter einer üppigen Laubwaldvegetation auf während der Eiszeit stark verwitterten Gesteinen.

Die Parabraunerde entwickelte sich vor allem auf Löß und Geschiebemergel aus Braunerden und Pararendzinen. Im Unterschied zur Braunerde besteht die Parabraunerde nur aus einem geringmächtigen Ah Horizont dem ein oft mächtiger Al Horizont folgt. Dieser Al Horizont entstand durch die Auswaschung (Lessivierung) von Tonmineralen und ihnen angelagerten Oxiden. Sie werden vom Sickerwasser transportiert und im unterhalbe folgenden Bt, dem tonanreicherungs Horizont wieder abgelagert. Diese Ablagerung erfolgt an den Oberflächen von Aggregaten, Wurzel- und Regenwurmgängen, in sandigem Substrat auch in parallelen Lagen in Form von Tonanreicherungsbändern die wasserstauend wirken.

Die im Bearbeitungsgebiet aufzufindenden Böden zeigen deutlich den Zusammenhang zwischen Bodentyp und Ausgangsgestein und Bodentyp und Klima. Insofern hat sich am Südharzrand unter Einfluss von Gips als Ausgangsgestein und Löß als Sediment aus der Eiszeit verschiedenartige Böden entwickelt die in dieser Form den Südharz besonders auszeichnen. Für die heutige Bodennutzung in der Landwirtschaft spielen Karstphänomene und karsttypische Böden nahezu keine Rolle, da die Landwirte beim heutigen Stand der Technik relativ unabhängig vom Bodentyp geworden sind.
 

Abb.: 12 Karsterscheinungen