Gypsisol

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Gypsisol

DerGypsisol (griechischgýpsos[1] bzw. lateinischgypsum = Gips[2]) ist eine Referenzbodengruppe der internationalenBodenklassifikationWorld Reference Base for Soil Resources (WRB). Die Gypsisole wurden 1988 in der heute nicht mehr gebräuchlichenFAO-Bodenklassifikation eingeführt. Sie sind in Wüsten undsemiariden Trockengebieten mit unregelmäßigen Niederschlägen (< 200 mm pro Jahr) weit verbreitet. Charakteristisch für den Bodentyp ist der humusarme Mineralboden mit sekundärerCalciumsulfat-Anreicherung, die zum Teil in den oberen 100 cm des Bodens zur Verhärtung oder zur Zementierung führt. Der oben gelegeneA-Horizont ist meistens flachgründig. Unter denverbraunten oderlessivierten B-Horizonten, die sich unter dem A-Horizont befinden, können einige nebenGipskrusten und weichen Gipsausblühungen auchKalkanreicherungen aufweisen. Gypsisole haben keine Entsprechung in der Deutschen Bodensystematik (Bodenkundliche Kartieranleitung von 2005).

Inhaltsverzeichnis

Beschreibung

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Bei den Gypsisolen handelt es sich um Böden mit sekundäremGips. Sie können darüber hinaus auch primären Gips undAnhydrit enthalten.[3] Wie auchCalcisole sind Gypsisole Böden, die mit Gips bzw.Kalk angereichert sind.[4] Kalk kommt jedoch deutlich häufiger vor als Gips.[3] Beide Böden liegen häufig in Übergangsformen zueinander vor.[4] Abhängig vom Gipsgehalt sind Gypsisole braun, hellbraun bzw. weiß, wobei ein höherer Gipsgehalt eine hellere Farbe bedingt.[1] DerpH-Wert liegt bei 7 bis 8 und ist damit neutral bzw. leicht basisch. Die Basensättigung liegt nahe 100 %. Aufgrund des hohen pH-Werts ist diePhosphor-Verfügbarkeit gering.[1]

Gypsisole unterscheiden sich von Calcisolen,Solonchaken,Solonetzen undDurisolen durch ihre Mengen anSulfaten,Carbonaten, leichtlöslichenSalzen, austauschbarem Natrium bzw.Siliciumdioxid.[5] Gewissechemische Verbindungen werden bei diesen Böden in den obersten 100 cm angereichert. Hintergrund ist die hohe Verdunstung, die geringe Wasserversickerung und die geringe Luft- und Wasserzufuhr, die einen Weitertransport in tiefere Bodenbereiche verhindern.[6] Ebenfalls bis zu dieser Tiefe kann beim Gypsisol ein echter Verhärtungshorizont vorliegen.[3]

Gypsisole verfügen über einengypsic oder einenpetrogypsic Horizont. Der gypsic Horizont ist weich, hat mindestens 5 Massen-% Gips und ist mindestens 15 cm mächtig. Der zumindest anteilig vorhandene sekundäre Gips (also entstanden durchPedogenese) zeigt sich in Form sichtbarer Gipskristalle (mindestens 1 Volumen-%) oder durch einen um mindestesn 5 Massen-% höheren Gipsgehalt als im darunterliegenden Horizont. Der petrogypsic Horizont ist verhärtet bzw.verkittet und mindestens 10 cm mächtig.[7] Eine Durchwurzelung ist nur möglich, wenn Risse vorhanden sind.[1] Mindestens 5 Massen-% des Horizonts ist Gips und mindestens 1 Volumen-% sekundärer Gips. In der Mischform mit Calcisol sind beiTagwasserbildungen Kalkanreicherungen über den Gipsanreicherungen vorzufinden. Bei Grundwasserbildungen verhält es sich umgekehrt.[4] ImUnterboden können sich leichtlöslicheSalze anreichern. DieOberbodenhorizonte besitzen nur eine niedrigeelektrische Leitfähigkeit. Durch dieGipsfällung wird die Genese vonAttapulgit, speziellenTonmineralen, induziert.[1] Sofern der petrogypsic Horizont sich in einer geringen Tiefe befindet, haben Gypsisole nur eine geringeWasserspeicherkapazität. Nicht selten sind in Gypsisolenpetrocalcic odercalcic Horizonte bzw. in der Regel reliktischduric oderpetroduric Horizonte vorzufinden.[1] Gypsisole sindhumusarme Böden.[4] Die Horizontfolgen (gemäß den Horizontsymbolen des Annex 3 der 4. Auflage der WRB) sind in der Regel wie folgt:

  • A(y)-Cy,
  • A-By-C(y),
  • A-Bym-C oder seltener
  • A-(E-)Bty-C(y).

Durch den hohen Gipsgehalt finden sich im Unterboden der Gypsisole ein Kohärentgefüge oder ein schwach ausgebildetes Aggregatgefüge. Dadurch bedingt haben Gypsisole eine niedrigeInfiltrationsrate. Ebenfalls ist nur ein geringer Gehalt organischer Substanz in Gypsisolen vorzufinden. So liegt der organische Kohlenstoffanteil bei unter 0,6 %.[1] Die potenzielleKationenaustauschkapazität kann bis zu 10 bis 20 cmol(+)kg−1 FE erreichen.[1]

Der Hypogypsic Qualifier wird durch einen Gipsgehalt von maximal 25 % Gipsmasse gekennzeichnet. Dieser kommt alsPseudomycelien, in groben Einzelkristallen und Kristallnestern sowie in feinen Kristallen in kleinenSolumadern vor. Dementsprechend sind Hypogypsic Qualifier in Böden mit jungem Ausgangsgestein verbreitet, wo der Gipsbildungsprozess noch andauert. Mit Hypergypsic werden dagegen Böden gekennzeichnet, bei denen der Gipsgehalt mindestens 50 % der Masse ausmacht. Dieser kommt in Form von massigen Gipsausblühungen vor. Im Gegensatz zum Hypogypsic Qualifier ist der Hypergypsic Qualifier in Böden zu finden, in den die Gipsbildungsprozesse schon länger andauern. Diese Böden sind relativ verbreitet[7] und liegen meist auf höheren, also älteren Terrassen. Petrogypsic Horizonte sind häufig auf den obersten und ältesten Terrassenstufen und Kuppen vorzufinden.[1]

Bodenbildung

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Gypsisole können aus folgenden Prozessen entstehen:[7]

  1. Pseudomycelien entstehen aus feinen Fadenmäandern, die sich in den Porenräumen desSolums befinden und häufig den Wurzelkanälen folgen. Dies führt zur jüngsten Gipsausbildung.
  2. Massige Gipsausblühungen entstehen gemeinsam mit Gipskristallnestern undPseudomycelien in Böden mit sandiger Textur und einem Gipsgehalt von mindestens 50 %.
  3. Gipskristallanreicherungen können sich durch verschiedene Prozesse entwickeln. So gehen sie häufig aus nadelförmigen Einzelkristallen hervor, aber auch ausKristallakkumulationen inSenken mit temporär hochstehendem, salzhaltigem Wasser. Eine weitere Entstehungsmöglichkeit bilden Beläge aufTerrassenschotter sowie faserige Kristalle, die sich in grobkörnigen Bodensubstraten befinden. Ferner können Gipskristallanreicherungen durch Kristallnester in Porenräumen, die sich oberhalb, unterhalb, aber auch in einem calcic Horizont befinden, entstehen.
  4. Petrogypsic Horizonte entstehen als weiße Krusten durch Verkittung oder Verhärtung aus massigen, kompakten Mikrostrukturen aus reinem Gips. Sie besitzen eine Kristallgröße von durchschnittlich 0,01 bis 0,05 mm. Je tiefer sich der Horizont befindet, desto gröber ist er.
  5. Polygonale Gipskrusten sind eine Übergangsform von massigen Gipsausblühungen und dem petrogypsic Horizont. Die Platten haben eine Stärke von 2 bis 5 cm.

Vorkommen

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Verbreitung der Gypsisole

Der Gypsisol ist ein Bodentyp, der inTrockengebieten vorkommt.[8] Er entsteht meistens ausLockergesteinenkolluvialer,alluvialer oderäolischer Genese. Gypsisole sind häufig inSenken von ausgetrockneten Seen, aber auch aufFlussterrassen, die einen hochliegenden Grundwasserspiegel haben,[1] sowie auf freiliegenden alten Gipsschichten vorzufinden. Die Verbreitungsräume sind damit klein und an besonderen Standorten.[3]

Wie der Calcisol ist auch der Gypsisol nicht nur in Voll-, sondern auch inHalbwüsten vorzufinden. Somit ist der Gypsisol inariden Klimagebieten vorzufinden.[4] Auch in semiariden Gebieten können Gypsisole vorkommen.[1] So kommen sie innemoralen Gebieten und inZwergstrauch-Halbwüsten vor.[9]

Am verbreitetsten sind Gypsisole inNord- undSüdwestafrika sowie inSomalia und auf derArabischen Halbinsel. Ebenfalls kommen Gypsisole inAnatolien,Syrien,Irak,Iran undZentralasien vor. Kleinräumig sind Gypsisole auch inAustralien und im Südwesten derVereinigten Staaten anzutreffen. Insgesamt nehmen Gypsisole global etwa 100 × 106 ha ein.[1]

Gypsisole bestimmen im trockenen Windschatten derAnden gemeinsam mit Calcisolen und Solonchaken die Bodenlandschaften. Darüber hinaus treten Gypsisole gemeinsam mit Calcisolen und Solonchaken in den intramontanen Beckenlagen desTian Shan sowie in den zentralasiatischen WüstenKysylkum,Karakum,Taklamakan,Dsungarei undGobi auf.[9]

Ebenfalls sind Gypsisole inSalzwüsten vorzufinden.[8] So weisenDünentäler des LandschaftstypsErg häufig lehmige Böden auf, die gipshaltige Solonchake sein können. Im LandschaftstypHamadas sind in Vollwüsten oftton- undschluffreicheEndpfannen vorzufinden. DieseSebkhas enthalten Gypsisole oder Solonchake. Ferner sind auch in ehemaligen Seen derSerir-Landschaften ausgedehnte Sebkhas vorzufinden, die zum Teil Gypsisole oder extrem gips- bzw. salzhaltige Solonchake aufweisen.[10]

Weitflächig verbreitet und von Bedeutung ist Gips als neu gebildetes Mineral in denKüstenwüstenAtacama undNamib. Im Westen der Namib haben sich voluminöse Gipskrusten entwickelt. Diese sind teilweise mineralisch in zweiProfile unterteilt: Oben befindet sich vorwiegend Gips, unten eine alte Kruste ausKalk.[3]

Der Gips entstand durch eine hohe Biomassenproduktion durch nährstoffreiche, kalte Auftriebswässer, daSchwefelwasserstoff bei der anaeroben Zersetzung von der abgestorbenen marinenMakrofauna sowie desPhyto- undZooplanktons entsteht. Im Anschluss gelangt das Gas in die Luft und wird infolgephotochemischer Prozesse inSulfat umgewandelt. Auf dem Festland reagiert der Schwefelwasserstoff beim Kontakt mit eingewehtem Kalkstaub zuCalciumsulfat, also Gips, der leicht löslich ist. Durch Nässe, beispielsweise durch Nebel oder Regen, kommt der Gips in den Boden.[3]

Der Kalk entstand über einen absinkendenInfiltrationsprozess unter feuchteren Klimabedingungen.[11] Der parallel entstandene Gips wurde aus diesen Bereichen ausgespült. Mit Beginn des Voll- bzw. Extremwüstenklimas erfolgte die Gipsbildung über dem Kalk. Teilweise verschwand der Kalk auch vollständig. Aufgrund der Mächtigkeit diverser Gipskrusten wird hier auf ein Vollwüstenklima seit mindestens 100.000 Jahren geschlossen, da in der Zeit nur wenigErosion stattfand.[12]

Nutzung

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Aufgrund der Trockenheit findet in Gypsisolen nur eine mäßigebiologische Aktivität statt.[1] Ab einem mittlerenJahresniederschlag von 400 mm sowie einem Gipsgehalt des Oberbodens von maximal 25 %[1] sind auf Gypsisolen sowohlWeidenutzung als auchRegenfeldbau möglich.[13] So werden weite Teile von Gypsisol-Flächen für ausgedehnte Beweidung genutzt. Der Anbau von Feldfrüchten ist vor allem auf den Böden möglich, die in den obersten 30 cm nur einen geringen Gips-Anteil haben.[14]

Landwirtschaftlich lohnend ist der Anbau auf Gypsisolen vor allem, wenn die Gips-Ablagerungen noch jung sind und ein hohes Wasservorkommen vorzufinden ist. Bei korrekter Bewässerung kann auch auf Böden, die mehr als 25 % Gips enthalten, ein guter Ertrag erzielt werden.[15] Selbst bei hohem Gipsgehalt im Boden sind durch Bewässerungen hohe Erträge auf Gypsisolen möglich.[13] Typischerweise werden auf GypsisolenAprikosen,Baumwolle,Datteln,Gerste,Mais,Weizen,Weintrauben undFuttergräser angebaut. Um einen zufriedenstellenden Ertrag erzielen zu können, sind jedoch trotzErosionsgefahr Bewässerungen und Mineraldüngung vor allem durchNatrium,Phosphor,Kalium undMagnesium notwendig. Ansonsten ist es möglich, dass die Erträge ausbleiben.[1]

Bei einem höheren Gipsgehalt wird aufgrund vonKalium/Calcium- bzw.Magnesium/Calcium-Antagonismen die Aufnahme von Kalium und Magnesium für die Pflanzen erschwert.[1] Petrogypsic Horizonte[1] und Harte Gips- bzw. Kalkbankschichten wirken sich aufgrund der daraus resultierenden Wurzelhemmnisse negativ auf den Ertrag aus und können diesen auch vollständig verhindern.[13]

Dennoch werden wegen der geringenVegetationsdecke, die vornehmlich ausxerophytischen Gehölzen und einjährigen Gräser besteht, Gypsisole meistens als extensive Weide verwendet. Hindernd kommt hinzu, dass Gypsisole erosions- unddesertifikationsanfällig sind. Durch die Bewässerung besteht das Risiko einerBodenversalzung sowie der Auflösung des gypsic bzw. petrogypsic Horizonts.[1] Bewässerung kann nämlich zu einer Auflösung des Gipses führen.[16] Hierdurch kann der Boden erodieren und dabei absinken, einstürzen undkorrodieren.[14] Dadurch können Bodensackungen entstehen.[1]

Weblinks

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Literatur

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Einzelnachweise

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  1. ↑abcdefghijklmnopqrsWolfgang Zech, Peter Schad, Gerd Hintermaier-Erhard:Böden der Welt. Ein Bildatlas. 2. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2014,ISBN 978-3-642-36574-4,S. 74. 
  2. ↑Gypsisols. In: spektrum.de. Abgerufen am 10. März 2019. 
  3. ↑abcdefWolf Dieter Blümel:Wüsten. Eugen Ulmer, UTB, Stuttgart 2013,ISBN 978-3-8252-3882-7,S. 131. 
  4. ↑abcdeWulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Benrdt-Michael Wilke:Scheffenhofer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde. 17. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2018,ISBN 978-3-662-55870-6,S. 454. 
  5. ↑Wolf Dieter Blümel:Wüsten. Eugen Ulmer, UTB, Stuttgart 2013,ISBN 978-3-8252-3882-7,S. 130. 
  6. ↑Wolf Dieter Blümel:Wüsten. Eugen Ulmer, UTB, Stuttgart 2013,ISBN 978-3-8252-3882-7,S. 131 f. 
  7. ↑abcWolfgang Zech, Peter Schad, Gerd Hintermaier-Erhard:Böden der Welt. Ein Bildatlas. 2. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2014,ISBN 978-3-642-36574-4,S. 75. 
  8. ↑abWolfgang Zech, Peter Schad, Gerd Hintermaier-Erhard:Böden der Welt. Ein Bildatlas. 2. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2014,ISBN 978-3-642-36574-4,S. 69. 
  9. ↑abWolfgang Zech, Peter Schad, Gerd Hintermaier-Erhard:Böden der Welt. Ein Bildatlas. 2. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2014,ISBN 978-3-642-36574-4,S. 39. 
  10. ↑Wulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Benrdt-Michael Wilke:Scheffenhofer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde. 17. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2018,ISBN 978-3-662-55870-6,S. 484. 
  11. ↑Wolf Dieter Blümel:Wüsten. Eugen Ulmer, UTB, Stuttgart 2013,ISBN 978-3-8252-3882-7,S. 131 f. 
  12. ↑Wolf Dieter Blümel:Wüsten. Eugen Ulmer, UTB, Stuttgart 2013,ISBN 978-3-8252-3882-7,S. 132. 
  13. ↑abcWulf Amelung, Hans-Peter Blume, Heiner Fleige, Rainer Horn, Ellen Kandeler, Ingrid Kögel-Knabner, Ruben Kretzschmar, Karl Stahr, Benrdt-Michael Wilke:Scheffenhofer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde. 17. Auflage. Springer Spektrum, Heidelberg 2018,ISBN 978-3-662-55870-6,S. 456. 
  14. ↑abIUSS Working Group WRB (Hrsg.):World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Update 2015. Rom 2015,ISBN 978-92-5108369-7,S. 160. 
  15. ↑IUSS Working Group WRB (Hrsg.):World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Update 2015. Rom 2015,ISBN 978-92-5108369-7,S. 160. 
  16. ↑IUSS Working Group WRB (Hrsg.):World reference base for soil resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. Update 2015. Rom 2015,ISBN 978-92-5108369-7,S. 160 f. 
Referenzbodengruppen derWRB (in der Reihenfolge des Schlüssels)
Organische Böden (1)

Histosol (HS)

Anthropogene Böden (2)

Anthrosol (AT) |Technosol (TC)

Böden mit eingeschränkter Durchwurzelung (3)

Cryosol (CR) |Leptosol (LP) |Solonetz (SN) |Vertisol (VR) |Solonchak (SC)

Durch speziellen Eisen- und/oder Aluminiumchemismus geprägte Böden (4)

Gleysol (GL) |Andosol (AN) |Podzol (PZ) |Plinthosol (PT) |Planosol (PL) |Stagnosol (ST) |Nitisol (NT) |Ferralsol (FR)

Ausgeprägte Humusanreicherung im mineralischen Oberboden (5)

Chernozem (CH) |Kastanozem (KS) |Phaeozem (PH) |Umbrisol (UM)

Böden mit Anreicherung von Salzen oder Siliziumverbindungen (6)

Durisol (DU) |Gypsisol (GY) |Calcisol (CL)

Böden mit Tonanreicherung im Unterboden (7)

Retisol (RT) |Acrisol (AC) |Lixisol (LX) |Alisol (AL) |Luvisol (LV)

Wenig differenzierte Böden (8)

Cambisol (CM) |Fluvisol (FL) |Arenosol (AR) |Regosol (RG)

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