Kalchreuth-Wolfsfelden: „Boden erleben“ im Nürnberger Reichswald – Bodenlehrpfad Kalchreuth-Wolfsfelden

Wie entstand dieses Gestein?

Die Entstehung des Gesteins an diesem Standort begann vor etwa 200 Mio. Jahren. Damals war die Region von wechselnden Flusslandschaften geprägt. Zunächst lagerte sich feines Tonmaterial ab und verfestigte sich zu Tonstein. Während der Eiszeiten wurde dann Material von hangaufwärts gelegenen Sandsteinen abgetragen und über dem Tonstein abgelagert. So entstand an diesem Standort ein zweigeteilter Schichtenaufbau
aus Sand über Ton.

Aus Gestein wird Boden

Aus dem Gestein entstand unter Einwirkung von Klima, Pflanzenbewuchs und Bodenorganismen ein für den Standort typisches Bodenprofil – hier eine Braunerde. Als Bodenprofil bezeichnen wir die differenzierte Abfolge von Bodenhorizonten von der Geländeoberfläche bis in etwa einen Meter Tiefe. Die Unterteilung eines Bodenpro-fils in Horizonte gelingt anhand von geologischen und bodenkundlichen Merkmalen, z. B. dem Humusgehalt, der Korngröße oder der Farbe. Jedes Bodenprofil kann aufgrund seiner Horizontabfolge einem bestimmten Bodentyp zugeordnet werden (z. B. Braunerde).

Sand oder Ton – was sind Bodenarten?

Ein wichtiges Kennzeichen von Boden ist die Größe und Zusammensetzung der Bodenpartikel – die Bodenart. Wir unterteilen den Feinboden (Partikel < 2 mm) in Sand-, Schluff- und Tonpartikel. In der Natur kommen die Bodenpartikel fast immer als Mischung nebeneinander vor.

Bedeutung der Bodenart

Viele wichtige Bodeneigenschaften hängen maßgeblich von der Bodenart ab. So sind beispielsweise sandige Böden gut durchlüftet und das Niederschlagswasser kann leicht versickern. Je höher der Schluff- und der Tonanteil in einem Sandboden, desto höher das Rückhaltevermögen für Wasser und Nährstoffe.

Der Pelosol – ein Tonboden

Das kräftig rote Tongestein ist an der Geländeoberfläche zu plastischem Ton verwittert. Das tonige Substrat reagiert stark auf den Wechsel von Nässe und Trockenheit. Durch Quellung und Schrumpfung der Tonminerale bei Nässe bzw. Trockenheit bilden sich vertikal verlaufende Klüfte im Bodenprofil. Entlang dieser Trockenrisse kann Regenwasser in den ansonsten sehr undurchlässigen Boden eindringen, bis die Klüfte sich durch Aufquellen wieder verschließen.

Was ist Mergel?

Das Gestein an diesem Standort ist durch Ablagerung von Tonteilchen zusammen mit Kalk entstanden. Dieses kalk- haltige Lockergestein nennt man Mergel.

Wie entsteht eine Pararendzina?

Die Pararendzina ist der klassische Bodentyp im kalkhaltigen Lockergestein. Im Laufe von vielen Jahrtausenden löste jedoch das Regenwasser den Kalk (CaCO3). Dies geschieht auch heute noch. Je lockerer das Gestein ist und je mehr Niederschläge auftreten, desto schneller schreitet die Entkalkung des Bodens voran.

Was ist Bodenversauerung?

Alle Böden versauern durch Niederschlagswasser und die Aktivität der Pflanzenwurzeln auf natürliche Weise. Durch Luftschadstoffe aus Verkehr, Industrie und Besiedelung nimmt der Säuregehalt im Regenwasser zu. Böden können in begrenztem Maß die Säurezufuhr durch Austauschprozesse abpuffern. Ist diese Pufferfähigkeit erschöpft, bilden sich im Bodenwasser starke Säuren, z. B. Schwefel- oder Salpetersäure.

Warum ist ein saurer Boden problematisch?

Eine wichtige Aufgabe des Bodens ist die Filterung von Schadstoffen und damit der Schutz des Grund-wassers. Je saurer ein Boden ist, desto weniger gut kann er diese Funktion erfüllen. Auch das Pflanzenwachstum ist an sauren Standorten beeinträchtigt.

Die Rolle des Wassers im Boden

In unserer gemäßigten Klimaregion bestimmen die regelmäßigen Niederschläge maßgeblich die Stoffkreisläufe. Auch im Boden spielt Wasser bei allen Prozessen, v.a. aber für das Bodenleben eine herausragende Rolle.

Wasser geht nicht verloren

Wenn die Niederschläge auf den Boden auftreffen, versickern sie bei guter Durchlässigkeit des Bodens in tiefere Bodenschichten und werden schließlich zu Grundwasser. Auf Ton-böden, stark geneigten oder versiegelten Flächen fließt Regen vorwiegend oberirdisch ab und versickert nicht. Der oberirdische Abfluss gelangt so ungefiltert in unsere Fließgewässer und kann dort die Planzen- und Tierwelt in ihrem Ökosystem empfindlich stören.

Stauwasser im Boden – der Pseudogley

An diesem Standort hat sich ein stauwasserbeeinflusster Boden, ein sogenannter Pseudogley gebildet. Regenwasser kann zwar in die wasserdurchlässige obere Schicht eindringen. In der darunter liegen-den, schlecht durchlässigen Ton-schicht, kommt es aber bei Niederschlagsüberschuss zum Wasser-stau. Man erkennt den Pseudogley an den typischen rot-grauen Rost- und Bleichflecken (Marmorierung). Dieser Boden hat eine besonders hohe Filterwirkung für Niederschlagswasser, weil es besonders langsam versickern kann.

Wie kommt Leben in den Boden?

Auf unbewachsenem Boden siedeln sich bei günstigen klima-tischen Bedingungen zunächst die niederen Organismen wie Bakterien, Algen und Pilze an. Im Laufe von Jahren entsteht dann eine standorttypische vielschichtige Lebensgemeinschaft aus Pflanzen und Tieren.

Was lebt im Boden?

Das Bodenleben (Edaphon) besteht aus Bakterien, Algen, Pilzen sowie den Bodentieren. Sie spielen eine ganz wichtige Rolle beim Recycling von organischem Material. Durch ihre Tätigkeit im Boden werden aus dem abgestorbenen organischen Material, z. B. Laub, wieder pflanzenverfügbare Nährstoffe.

Der Podsol – ein saurer Boden

Aus verwittertem Sandstein entwickelte sich an diesem Standort ein sogenannter Podsol. Er ist im Ober-boden stark versauert. Die Eisen-, Mangan- und Aluminiumverbindungen wurden hier ausgewaschen und weiter unten im Profil, wo der pH-Wert noch etwas höher ist, als rot-braune Flecken wieder abgelagert.

Böden im Wald

Waldböden sind durch den Menschen weniger verändert als beispielsweise land-wirtschaftlich genutzte Böden. Im Wald zeigt sich am besten, wie Böden und Vegetation sich gegenseitig beeinflussen: So bestimmen die Bodeneigenschaften maßgeblich die Lebensbedingungen und damit das Vorkommen und das Wachstum der Bäume und Sträucher. Andererseits steuert der Wald durch seine Laub- und Nadelstreu, durch seine Verdunstung und vielem mehr die Entwicklung der Böden. Unter natürlichen Bedingungen entwickelt sich im Laufe von Jahrhunderten eine standorttypische Vegetation, die an Klima und Böden optimal angepasst ist.

Der Mensch verändert den Wald

An diesem Standort würde unter natürlichen Bedingungen aufgrund der sauren, nähr-stoffarmen Bodenverhältnisse ein Buchen-Eichenwald wachsen. Der gewaltige Bau- und Brennholzbedarf der Stadt Nürnberg in den vergangenen Jahrhunderten hat aber dazu geführt, dass vorwiegend Nadelbäume wie Kiefer und Fichte gepflanzt wurden. Doch die Nadelholzmonokulturen erwiesen sich als sehr anfällig gegenüber Schnee, Sturm und In-sekten. Daher haben die Förster im Reichswald in den letzten 30 Jahren weit über 25 Millionen Laubbäume gepflanzt.

Waldumbau und Klimawandel

Der Umbau des Reichswaldes in stabile Mischwälder ist eine Kernaufgabe des Forst-betriebs Nürnberg der Bayerischen Staats-forsten. Im gleichen Sinne werden private Waldbesitzer von der Bayerischen Forstverwaltung beraten und finanziell unterstützt. Der Klimawandel mit Temperaturerhöhung und zunehmend extremen Witterungs-ereignissen stellt die Förster heute vor neue Herausforderungen. Daher minimiert der Forstbetrieb Nürnberg das Risiko eines Total-ausfalls mit Baumarten, die optimal an den Standort angepasst sind. Die Voraussetzung für einen Baumartenwandel ist jedoch eine nachhaltige Waldbewirtschaftung.

Temperaturen wie im Keller

Im Gegensatz zur Luft sind die Temperaturen im Boden relativ ausgeglichen. Bereits in weniger als einem Meter Tiefe werden ganzjährig keine Minusgrade mehr erreicht. Diese relativ geringen Temperaturschwankungen ermöglichen es, den Pflanzen und Tieren im Boden zu leben.

Fels als Wohn- und Lagerraum

Der Mensch nutzt die temperaturausgleichende Funktion von Gestein und Boden seit Jahrtausenden. Erste Höhlen-behausungen schützten vor Wind und Wetter. Die frostfreie Lagerung von Lebensmitteln und Tierfutter war in früheren Zeiten nur in (Erd-)Kellern möglich. Umgekehrt konnte man im Sommer nur dort wärmeempfindliche Lebensmittel lagern (Bierkeller).

Wärme aus der Erde – moderne Energie

Heute nutzen wir die nachlieferbare Wärme aus der Erde – die Geothermie – mit Hilfe von Erdwärmekollektoren und Erdwärmesonden.

Steinbruch aus Rhätsandstein

An diesem Standort sehen Sie einen ehemaligen Steinbruch. Der Rhätsandstein wurde hier von Hand abgebaut. Rhätsandstein ist relativ leicht zu bearbeiten und weist dabei ausrei-chende Festigkeit auf. Auch die lockeren Gesteinsbereiche wurden abgebaut und als sogenannter Stubensand zum Fegen der Wohnräume verwendet.

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Wie entsteht Humus?

Nur etwa 7 % des Bodens bestehen aus organischer Subs-tanz. Der größte Anteil davon sind abgestorbene Tier- und Pflanzenreste. Die Bodenlebewesen zersetzen diese Bestand-teile, vermengen sie mit dem mineralischen Bodenmaterial und bauen so die dauerhafte bodentypische organische Substanz auf, den Humus.

Warum brauchen wir Humus?

Humusreiche Böden sind wertvolle Pflanzenstandorte, weil sie Vorräte an Pflanzennährstoffe bereithalten. Außerdem speichert Humus Wasser und versorgt damit die Pflanzen über trockene Perioden hinweg. Hinzu kommt, dass humus-reiche Böden große Mengen an Schadstoffen binden und so-mit unser Grundwasser schützen.

Böden binden CO2

Die Böden sind neben den Ozeanen und den fossilen Energie-trägern einer der größten Kohlenstoffspeicher der Erde. Im Boden ist der Kohlenstoff vor allem im Humus gebunden. Klimaveränderungen und Temperaturzunahme beschleunigen den Humusabbau.

Humus im Boden

Die unterschiedliche Färbung der Bodenhorizonte eines Bodenprofils ist ein wichtiges Indiz für geologische und bodenkundliche Prozesse am Standort. Die dunkelbraune Färbung eines natürlichen Oberbodens weist auf vorhandenen Humus hin. Je dunkler die Färbung und je dicker die Schicht, desto humusreicher ist der Boden. In den darunterliegenden Schichten nimmt der Humus ab und die mineralischen Bestandteile zu.

Ökologische Bedeutung des Reichswaldes

Der Reichswald besitzt auf großer Fläche naturschutzfachlich hochwertige Gebiete. Wegen seines Reichtums an Spechten, Greifvögeln und anderer seltener Vogelarten genießt das Gebiet im europäischen Raum hohe Anerkennung. Daher ist fast der gesamte Reichswald europäisches Vogelschutzgebiet (SPA = Special Protection Area). Zusätzlich sind im Reichswald weitere europäische Schutzgebiete (FFH=Fauna-Flora-Habitat-Gebiete), Naturschutzgebiete und Naturwald-reservate ausgewiesen. Spezielle Formen der Bewirtschaftung und besondere Maßnahmen tragen den unterschiedlichen Schutzkategorien Rechnung.

Reichswald im Ballungsraum Nürnberg-Fürth-Erlangen

Wälder in Ballungsräumen sind ein wichtiger Ort für Erholung und Freizeit. Sie wirken ausgleichend auf Lufttemperatur, schlucken Lärm und filtern Staub aus der Luft. Außer-dem schützen Wälder unsere Gewässer vor Verschmutzung und Hochwasser. Sie sind großflächig als Wasserschutzgebiete ausgewiesen und liefern sauberes Trinkwasser für die Bürger der Metropolregion. Gleichzeitig produzieren unsere Wälder nachhaltig den wertvollen und nachwachsenden Rohstoff Holz – in der umweltfreundlichsten „Fabrik der Welt“. Ohne eine Bewirtschaftung kann aber der Wald seine vielfältigen Funktionen nicht umfassend erfüllen.

Integrativer Ansatz in der Bewirtschaftung

Die vielfältigen Anforderungen an den Wald in der Metropolregion erfordern ein differenziertes Vorgehen in der Waldbewirtschaftung zur Optimierung des Gesamtnutzens. Es gilt da-bei, die Ziele des Naturschutzes, der Erholung und der Nutzung durch abgestimmte Kompromisse zufrieden zu stellen.

Tiegeltonlöcher

An diesem Standort sind die Abbauspuren des Tiegeltons im Sebalder Reichswald zu sehen. Der Waldboden ist übersät mit Gruben von einigen Metern Durchmesser.

Was ist Tegel?

Unter Tegel versteht man ein graues, toniges Bodenmaterial, das geologisch zu den Tonen des Rhät gehört und in früherer Zeit für Gussformen zur Erz- und Messinggießerei verwendet wurde. Die so produzierten Metalltiegel haben dem Tegel seinen Namen gegeben. Im Mittelalter hatten die Vorkommen des Tiegeltons im Sebalder Reichswald für das Metallhandwerk in Nürnberg her-ausragende Bedeutung.

Bodenschätze in Bayern

In Bayern machen Sand, Kies, Lehm, Ton und Natursteine 85 % aller abgebauten mineralischen Rohstoffe aus. Allein durch den Abbau von Lehm und Ton werden in Bayern jährlich ca. 0,51 Mrd. Euro erwirtschaftet. Mineralische Rohstoffe haben für uns heute mehr denn je wirtschaftliche Bedeutung. Die sogenannten Seltenen Erden werden z. B. für die Informationstechnologie dringend benötigt.