Was ist Bodenerosion (Definition)?
natürliches geologisches Phänomen
Verlagerung von Bodenmaterial vom Entstehungsort durch äußere Einflüsse (z. B. Regentropfen, Abfluss, Wind, Schwerkraft)
Ablagerung (Deposition) an tiefer gelegenen/geschützten Stellen
häufig selektiver Abtrag: bevorzugt leichte organische Fraktionen (geringe Dichte, < 1,8 t/m³)
Was sind die Hauptursachen von Bodenerosion?
Wind
Wasser
Bodenbearbeitung (z. B. Pflügen)
fehlender Schutz durch Vegetation → höhere Erosion
Warum ist Vegetationsbedeckung so wichtig gegen Erosion?
schützt Bodenoberfläche vor Regentropfen-Aufprall
reduziert Oberflächenabfluss
stabilisiert Boden über Wurzeln/Aggregate
senkt Abtragsrate deutlich (fehlender Schutz → Erosion steigt)
Wie groß ist das Ausmaß der globalen Erosion?
ca. 11 % der weltweiten Landfläche sind jährlich von Erosion betroffen
Größenordnung: „entspricht der Größe von Europa“
Was bedeutet „Quelle oder Senke“ im Kontext CO₂?
Quelle: Netto-Freisetzung von Kohlenstoff als CO₂ (oder andere THG) in die Atmosphäre
Senke: Netto-Entzug/Bindung von Kohlenstoff (z. B. langfristige Speicherung als SOC/Sediment)
Warum ist die Frage „CO₂-Quelle oder -Senke“ bei Erosion nicht trivial?
viele Teilprozesse greifen ineinander (Loslösung → Transport → Deposition)
Effekte hängen stark von Raum- und Zeitskalen ab
unterschiedliche Annahmen/Disziplinen berücksichtigen unterschiedliche Prozesse (z. B. aquatische Deposition ja/nein)
Was bedeutet SOM und SOC?
SOM = Soil Organic Matter (organische Bodensubstanz)
SOC = Soil Organic Carbon (organischer Kohlenstoff im Boden; Teil von SOM)
Was bedeutet DOC?
Dissolved Organic Carbon
gelöster organischer Kohlenstoff, der mit Wasser transportiert werden kann
Was bedeutet NPP?
Netto-Primärproduktion
Netto-Biomassebildung der Pflanzen (Inputquelle für C in den Boden)
Welche Teilprozesse der Bodenerosion werden unterschieden?
Loslösung
Zerstörung von Aggregaten
Transport
Umverteilung
Deposition (Ablagerung)
Was passiert bei der „Loslösung“ (Teilprozesse der Bodenerosion)?
Störung/Auflockerung/Abtrag des Oberbodens
häufig verbunden mit Zerstörung von Aggregaten
Mobilisierung von organischer Substanz (C wird „verfügbar“ für Transport/Abbau)
Was bedeutet „Zerstörung von Aggregaten“ und warum ist das wichtig (Teilprozesse der Bodenerosion)?
Aggregatstrukturen werden durch Regen/Mechanik aufgebrochen
in Aggregaten „geschützte“ organische Substanz wird freigesetzt
kann mikrobielle Mineralisierung beschleunigen → mehr CO₂
Was passiert beim „Transport“ (Teilprozesse der Bodenerosion)?
erodierter Boden/C wird lateral bewegt (Hang → Senken, Gewässer, Küsten)
Transportbedingungen bestimmen, ob C abgebaut oder „vergraben“ wird
Was meint „Umverteilung“ im Erosionskontext (Teilprozesse der Bodenerosion)?
räumliche Verlagerung innerhalb der Landschaft
Erosionsorte verlieren Material, Ablagerungsorte gewinnen Material
verändert C-Bilanzen lokal/regional
Was passiert bei „Deposition“ (Teilprozesse der Bodenerosion)?
Ablagerung des transportierten Materials in Senken (z. B. Kolluvium, Auen, Sedimente)
C kann dort vergraben und potenziell stabilisiert werden
aber: Bedingungen können auch zu CH₄/N₂O-Bildung führen (anaerob)
Welche zwei zentralen C-Fraktionen (SOM-Komponenten) werden genannt?
MAOM (mineralassoziierte organische Substanz)
POM (partikuläre organische Substanz)
Was charakterisiert MAOM?
an Mineraloberflächen gebunden
eher stabil
tendenziell langsamer mikrobieller Abbau
Was charakterisiert POM?
weniger stark zersetzt (relativ „frisch“)
eher labil
wenn nicht in Aggregaten geschützt → leichter mineralisierbar
Warum beeinflusst Aggregatstabilität die C-Freisetzung?
Aggregate schützen POM/SOM physikalisch vor Mikroben/Enzymen
Zerstörung → Zugang für Mikroben ↑
Mineralisierung ↑ → CO₂-Emissionen möglich
Warum kann Loslösung Erosion zur CO₂-Quelle machen?
erodierter Boden ist oft verarmt an SOM
Nährstoff- und Wasserrückhaltefähigkeit sinkt
Produktivität/NPP sinkt → weniger C-Input in den Boden
Freilegung von karbonatreichem Unterboden möglich → Reaktion mit saurem Material → CO₂-Freisetzung
Freisetzung zuvor eingeschlossener SOM → mikrobieller Abbau → CO₂
Was ist der Zusammenhang: „Erosion → weniger SOM → weniger Produktivität“?
SOM wichtig für Bodenfruchtbarkeit/Struktur/Wasserspeicher
Abtrag verringert diese Funktionen
Pflanzenwachstum ↓ → NPP ↓ → weniger C-Sequestrierung
Warum ist die Freilegung karbonatreicher Unterböden klimarelevant?
Carbonate können bei Reaktion mit Säuren CO₂ freisetzen
Erosion kann den karbonatreichen Unterboden exponieren
Warum kann Transport Erosion zur CO₂-Quelle machen?
durch Aggregatzerstörung: Mineralisierung ↑
freigesetzter, leicht mineralisierbarer C → häufig kurzfristiger Emissionseffekt
in Flüsse transportierter C (v. a. labile Fraktionen) kann oxidiert werden → CO₂
Welche Rolle spielt die Transportgeschwindigkeit/-distanz für C-Emissionen?
langsamer, weiter Transport → mehr Zeit für Abbau/Mineralisierung
schneller, kurzer Transport → eher Vergrabung, weniger Abbau unterwegs
Warum kann Deposition trotz „Vergrabung“ eine Quelle sein?
vergrabener C ist nicht zwingend langfristig stabil
anaerobe Bedingungen können CH₄ und N₂O fördern (stärkere THG als CO₂)
selektiver Transport kann labiles C (POM) anreichern → Mineralisierung gefördert
Warum kann Loslösung Erosion auch zur Senke machen?
entfernt stark verwittertes Oberbodenmaterial
freilegt weniger verwittertes Material darunter
dort: reaktive Minerale können C stabilisieren (SOC-Sequestrierung begünstigt)
Pflanzen wachsen ggf. besser im weniger verwitterten Substrat → NPP ↑ → mehr C-Eintrag
Was ist „dynamic replacement“ (dynamischer Ersatz)?
Pflanzenproduktion/NPP kann nach Erosion „nachliefern“
mehr Biomasse → mehr C-Input → kann Verluste teilweise kompensieren
wichtig für Netto-Bilanz (Quelle vs. Senke)
Warum kann Transport eine Senkenwirkung erzeugen?
C wird in Ozean-/Küstenökosysteme transportiert und in Sedimenten eingebettet
selektiver Transport/Ablagerung kann C in Sedimenten anreichern
besonders transportiert: POM, Ton, Schluff → häufig C-reich
Warum kann Deposition eine Senke sein?
Ablagerungsorte können hohe C-Speicher werden
Re-Aggregation + Bildung von MAOM möglich
Vergrabung organischer Substanz → Transfer aus „aktivem Pool“ in passivere Speicher
weniger physikalische Störung → potenziell höhere Stabilität
Welche Mineralien/Bindungsformen fördern C-Stabilisierung am Ablagerungsort?
reaktive Mineralien, v. a. Al- und Fe-Hydroxide
Förderung von mineralassoziierter Stabilisierung (MAOM)
Was bedeutet „selektiver Transport“ bei Erosion?
nicht alle Bodenbestandteile werden gleich transportiert
leichte/feine und oft C-reiche Fraktionen werden bevorzugt bewegt
Welche Fraktionen werden besonders bevorzugt transportiert/abgelagert?
POM (leicht)
Ton und Schluff (fein)
oft insgesamt C-reicher als der Ausgangsboden → C-Anreicherung in Sedimenten möglich
Warum ist Selektivität wichtig für die CO₂-Bilanz?
bestimmt, ob eher labiles C (schnell abbaubar) exportiert wird
beeinflusst, ob Deposition eher Stabilisierung (MAOM) oder Mineralisierung begünstigt
Welche Faktoren beeinflussen die Bewertung als Quelle/Senke?
Erosionsrate und Erosionsart (Stärke, Selektivität)
NPP / dynamischer Ersatz
Bodeneigenschaften (C-Stabilisierung, Mineralreaktivität, Aggregation)
Mikroklima am Erosionsort (Belüftung, Feuchte, Temperatur)
selektiver Transport
Bedingungen nach Deposition (v. a. Wasserhaushalt)
Warum spielt die Erosionsrate eine Schlüsselrolle?
bei moderater/geringer Erosion ist eher eine Senkenwirkung denkbar
bei hoher Erosion dominieren oft schnelle Verluste/Degradation → Quellenwirkung wahrscheinlicher
Welche Rolle spielt das Mikroklima am Erosionsort?
Erosion verändert Bodenbelüftung/Feuchte/Temperatur
diese Faktoren steuern mikrobielle Aktivität
dadurch: Mineralisierung kann steigen oder sinken (Kontextabhängigkeit)
Warum ist der Wasserhaushalt am Ablagerungsort so wichtig?
entscheidet über aerob vs. anaerob
anaerob kann CH₄/N₂O fördern → Klimawirkung kann sich „verschlechtern“
aerob kann Mineralisierung fördern, aber auch Stabilisierung über MAOM möglich
Welche Rolle spielt „Zeitpunkt der Ablagerung“?
bestimmt, wie lange Material vergraben/ungestört bleibt
beeinflusst, ob Re-Aggregation/MAOM-Bildung stattfinden kann
interagiert mit Klima/Wasserhaushalt
Warum ist die „Menge und Labilität“ des vergrabenen C entscheidend?
viel/labiler C → höheres Potenzial für spätere Mineralisierung
stabilerer C (z. B. MAOM) → eher langfristige Speicherung
Warum führt die räumliche Skala zu unterschiedlichen Ergebnissen?
lokal: Erosionsort verliert C, Depots gewinnen C
Einzugsgebiet/Land: Nettoeffekt hängt von Export in Gewässer + Deposition + Abbau ab
wenn aquatische Deposition nicht einbezogen wird, kann Bilanz kippen
Warum führt die zeitliche Skala zu unterschiedlichen Ergebnissen?
Quellenwirkung kann schnell und unmittelbar auftreten (z. B. Aggregate zerfallen → Mineralisierung)
Senkenwirkung tritt eher langfristig ein (Vergrabung, MAOM-Bildung, Landschaftsakkumulation)
Warum unterscheiden sich wissenschaftliche Disziplinen in der Einordnung (Quelle vs. Senke)?
unterschiedliche Fokusse:
Sedimentologie betrachtet stärker langfristige Ablagerung/Begraben
Agronomie fokussiert oft Bodendegradation und Produktivitätseinbußen
Geomorphologie zwischen beiden
unterschiedliche betrachtete Landschaftselemente (Boden, Kolluvium, Auen, Seen/Reservoire)
Beispiel: Dünne Lössdecke auf weniger fruchtbarem Unterboden – was passiert?
Erosion entfernt fruchtbare Oberbodensubstanz
Erträge können sinken
Input (Biomasse/C) kann sinken → eher Quellen-/Degradationstendenz
Beispiel: Stark verwitterte tropische Böden – was kann Erosion bewirken?
Erosion entfernt nährstoffarmen Oberboden
freilegt weniger verwittertes, fruchtbareres Substrat
Pflanzenwachstum kann angeregt werden → NPP ↑ → potenziell Senkentendenz (kontextabhängig)
Warum ist die Quantifizierung schwierig?
Prozesse komplex und gekoppelt (lateral + vertikal)
Studien oft räumlich/zeitlich zu klein für Gesamtbilanz
viele Messansätze erfassen nur Teilkomponenten
Welche experimentellen/messtechnischen Ansätze gibt es?
Radionuklid-Tracer
Plot-Studien
Datierung von Ablagerungen
Messung vertikaler C-Flüsse
Manipulationsexperimente
Biomarker
Welche Modellierungsansätze gibt es?
gekoppelte Erosions- und SOC-Dynamikmodelle
prozessorientierte Modelle
Was ist ein integrierter Massenbilanz-Ansatz?
Quantifizierung des Nettoeffekts (z. B. Einzugsgebiet/Land)
Bilanzierung aller relevanten lateralen und vertikalen C-Flusskomponenten
Ziel: „Was bleibt netto übrig?“ statt nur Teilprozesse
Wovon hängt die Nettobilanz „Bodenerosion = Quelle oder Senke“ ab?
Effizienz der NPP (dynamic replacement)
Verluste während des Transports
Effizienz der Vergrabung (Deposition/Begraben)
verzögerte Freisetzung des vergrabenen C (Zeitfaktor)
Warum ist „Verzögerung der Freisetzung“ wichtig?
C kann zunächst vergraben sein (scheinbar Senke)
später kann er aber wieder mineralisiert werden
langfristige Bewertung braucht lange Beobachtungszeiträume
Welche Aussage zur Erosion als „Management-Option“ wird klar getroffen?
Erosion ist keine Management-Option für CO₂-Sequestrierung
(auch wenn lokal/unter Bedingungen Senkenwirkung denkbar ist, sind Risiken/Unsicherheiten hoch)
Welche Kernaussagen der Zusammenfassung solltest du für Prüfungen parat haben?
Erosion ist ein großer Faktor der Bodendegradation weltweit
Pflanzendecke schützt am besten vor Erosion
Quelle/Senke hängt von vielen Faktoren ab (Rate, Transport, Deposition, Boden, Klima, Skalen)
neben CO₂ können auch CH₄/N₂O relevant werden → Bewertung kann sich ändern
Komplexität ist methodisch schwer vollständig abzudecken
Quellenwirkung: oft schnell & unmittelbar
Senkenwirkung: eher langfristig
Last changed4 days ago