Der Wald - fellwock
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Der Wald Ja, Wald besteht immer aus Bäumen, hat eine Baum-, Strauch-, Kraut- und Moosschicht, die unterschiedlich stark ausgebildet sein kann. Unter verschiedenen klimatischen Bedingungen und Böden (abiotische Faktoren) wachsen an verschiedenen Standorten aber verschiedene Baumarten, Kräuter, Moose, Farne, Flechten und Tiere. Sie sind nicht beliebig und zufällig kombiniert, sondern bestimmte abiotische und biotische Faktoren bewirken eine bestimmte Zusammensetzung. Diese bezeichnet man als Waldgesellschaft. Um eine solche Waldgesellschaft beschreiben zu können, sollen einige der abiotischen und biotischen Faktoren auf einer 100 m² großen Fläche untersucht werden. Material: 20 m langer Bindfaden, der in 1m-Abständen gekennzeichnet und in 10 m-Abständen mit einer Schlaufe versehen ist, 3 Stöcker aus dem Wald Suchen Sie eine für diesen Wald typische Fläche aus, die einigermaßen gleichmäßig bewachsen ist, mit mindestens einem Baum darauf und stecken Sie dieses 10 mal 10 m große Stück mit dem Bindfaden ab. Von den abiotischen Faktoren sollen Licht innerhalb und außerhalb des Waldes, die Lufttemperatur und im Boden die Bodentemperatur, die Feuchte, saure oder alkalische Reaktion (pH-Wert) und der Nitratgehalt als ein wichtiges Nährsalz gemessen werden. Die Bodenstruktur dieser Fläche soll dokumentiert werden. Anhand von Tabellen können die Ergebnisse dann bewertet werden, ob ein Messwert viel oder wenig bedeutet oder ob das für Pflanzen gut oder schlecht ist, welche Waldgesellschaft zu erwarten ist. Das Klima ist nicht durch einzelne Messwerte zu bestimmen, dazu müssen Karten verwendet werden. Die Bodenstruktur ist gut im Bodenprofil zu erkennen, die Schichten mit Steinen, Feuchtigkeit, Fraßgängen, Humus und Wurzeln. Auf dieser Fläche sollen auch die biotischen Faktoren (Pflanzen und Tiere) bestimmt und kartiert werden. Viele Pflanzen wachsen nur an Standorten, wo die abiotischen Faktoren in einem bestimmten Maß vorhanden sind. Sie werden als Zeigerpflanzen für diesen Faktor bezeichnet. Die Ansprüche dieser Pflanzen sind in Zahlen gefasst, die man in Tabellen nachschlagen kann. Wertet man diese Untersuchung aus, so kann man anhand von anderen Tabellen die Waldgesellschaft zuordnen und begründet Erwartungen für die chemischen und physikalischen Messwerte formulieren. Das gilt natürlich nur für die natürliche Vegetation, diejenigen Pflanzengesellschaften, die sich von selbst einstellen. Wenn der Mensch durch Anpflanzen bestimmter Bäume und Entfernen von Unkräutern (typische natürliche Vegetation) die Wachstumsbedingungen verändert, kann man solche Gesellschaften nicht mehr finden. Abhängig von der Intensität des menschlichen Einflusses können die Pflanzengesellschaften mehr oder weniger natürlich sein. (Welche und wie viel verschiedene das z. B. im Harz und seinen Randgebieten wären, kann nicht genau vorhergesagt werden. Das müssen nicht die sein, die vor dem menschlichen Eingriff vorlagen, weil sich die klimatischen Bedingungen und auch die Böden (durch den Ein- und Austrag verschiedenster Stoffe) in den vergangenen Jahrhunderten geändert haben. Sicher scheint zu sein, dass Wald wüchse mit Ahorn, Buchen und Fichten. An den Stellen, wo Bäume sterben, wäre der Wald unterbrochen von Freiflächen, die Wiesen ähneln könnten. Die Orte für die Wiesen würden sich im Laufe von Jahrzehnten ändern.) Die Tiere und Pilze sind vor allem an der Bodenbildung beteiligt. Sie sind von anderen Lebewesen abhängig, von denen sie sich ernähren. Manche Tiere sind so stark auf eine bestimmte Nahrung spezialisiert, dass sie aussterben, wenn die Nahrung nicht mehr vorkommt. Ohne Fichten gibt es keinen Fichtenborkenkäfer. Aber auch die abiotischen Faktoren beeinflussen die Verbreitung der Tiere. Es gibt so etwas wie „Zeigertiere“. Beim Boden gibt es allerdings für die Tiere keine Tabellen, in denen die Bodentiere mit den abiotischen Faktoren korreliert sind. Werden die Ergebnisse dieser vier Untersuchungen (Klima, Boden, Pflanzen und Tiere) zusammengetragen, so kann eine Waldgesellschaft als Ganzes begriffen werden, in dem die verschiedenen Aspekte als voneinander abhängig und sich gegenseitig beeinflussend gezeigt werden können. Aber vielleicht auch die Einzigartigkeit jedes einzelnen Ausschnittes, weil ja auch Pflanzen und Tiere in unterschiedlichem Maß vorkommen, auch solche, die nicht typisch für diese Waldgesellschaft sind. Seite 1 Gruppe 1: Welche Waldgesellschaft könnte aufgrund der abiotischenFaktoren an diesem Standort vorkommen? Sie sollen das Klima und die Faktoren Licht, pH-Wert, Kalkgehalt, den Nitratgehalt stellvertretend für die Nährsalze, Luft- und Bodentemperatur an beiden Standorten messen. Der Boden bildet in der Regel drei gut voneinander unterscheidbare Schichten aus: - Oberboden (A-Horizont, 40-80 cm dick), Mutterboden, locker, humusreich, dunkelgrau bis schwarz, - Unterboden (B-Horizont), fester, braun bis rot, - Untergrund (C-Horizont), Gestein, Wanderschutt mit Steinen. In diesen drei Bodenschichten sind jeweils die Messungen durchzuführen. Material: topografische Karten, Atlas, 2 Luxmeter, Bohrstock, Zollstock, 2 Thermometer, Chemikalien zur Nitrat- und pH-Messung, 3 Bechergläser, Filtrierpapier, Siebe, Waage, Löffel, Messzylinder, 10%ige Salzsäurelösung. 1.1. Klimafaktoren: Stellen Sie für Ihr Untersuchungsgebiet anhand der Klimakarte folgende Daten fest: Klimazone, Klimatyp, mittlerer Jahresniederschlag, Jahresdurchschnittstemperatur. 1.2. Standort: Geben Sie für das zu untersuchende Gelände den Biotoptyp, die Höhenlage, den Längen- und Breitengrad an. 1.3. Hangneigung Schätzen Sie die Hangneigung. 1 bis 8 % schwache Neigung 8-15% stark geneigt > 15% sehr stark geneigt Wertung: Starke Neigungen an Sonnenhängen begünstigen die Sonnneneinstrahlung und damit die Bodentemperatur und lassen den Boden rascher trocknen. Bei stark geneigten Schattenhängen ist das Gegenteil der Fall. Die Bodentemperatur beeinflußt das Bodenleben. 1.4. Relief Skizzieren Sie das Relief und ordnen Sie dem Untersuchungsgelände einem der 6 Bereichen zu. Beurteilen Sie anhand der Abb. den Einfluss der Oberflächenform hinsichtlich a. des Wasserangebots b. des Luftangebots 1.5. Messen Sie die Lichtmenge und Lufttemperatur gleichzeitig innerhalb (direkt oberhalb einer Bodenpflanze) und außerhalb des Waldes. 1.6. Nehmen Sie eine Bodenprobe mit dem Bohrstock. Zeichnen Sie die Dicke der drei Schichten (Bodenprofil) in das Diagramm ein. 1.7. Messen Sie in den drei Schichten des Bodens und tragen Sie die Werte in die Tabelle ein: a. Temperatur und Feuchte. b. Kalk: 100g Boden im Becherglas zusammen mit einem Reagenzglas, das zur Hälfte mit 10%iger Salzsäure gefüllt wurde, gewogen, dann wird die Salzsäure zur Bodenprobe gegeben und solange gerührt, bis kein Gas mehr entsteht, wieder wiegen. Die Differenz ist Kohlendioxid. Berechnen Sie den Kalkgehalt: 1 mol Kohlendioxid (44g) entsteht aus 1 mol Kalk (CaCO3, 96g) c. pH-Wert, Nitratgehalt und Gesamthärte: je 100 g Boden werden mit 100 ml dest. Wasser versetzt und 3 min gut gerührt. Ein Faltenfilter wird in das Becherglas gestellt und das sich dort sammelnde Wasser für die Bestimmungen von pH-Wert, Nitratgehalt und die Geamthärte verwendet. - Berechnen Sie den Stickstoffgehalt des Bodens in g/m² : 1 mg NO3- je Liter entspricht etwa 1 kg N je ha in der Summe bis 30 cm Tiefe, teilt man den Wert durch 10, erhält man die Angabe in g pro m² - Berechnen Sie die Summe des Nitratgehaltes der drei Schichten, sie entspricht grob dem N-Vorrat im Boden. Korrigieren Sie die Messwerte bei unterschiedlichen Bodenwassergehalten, indem Sie den gemessenen Wert mit dem Korrekturfaktor multiplizieren. Bodenfeuchte in % Korrekturfaktor 2 4 6 8 1,04 1,08 1,13 1,17 10 12 14 16 18 20 22 24 26 1,22 1,27 1,33 1,38 1,44 1,50 1,56 1,63 1,70 1.8. Formulieren Sie eine begründete Erwartung für die von Ihnen erwartete Waldgesellschaft. Seite 2 1.1. Klima: Gruppe 1 Untersuchungsprotokoll Klimazone: Klimatyp: mittlerer Jahresniederschlag: Jahresdurchschnittstemperatur: 1.2. Standort: Biotoptyp: Höhenlage: Längen- und Breitengrad: 1.3. Hangneigung: 1.4. Relief: Skizze: Die Lage des Untersuchungsgeländes: Beurteilung a. des Wasserangebots: b. des Luftangebots: 1.5. Lichtmenge innerhalb außerhalb des Waldes A-Horizont braun-schwarz, faserig, erdig, locker B- Horzont braun, erdig, C-Horizont hellgrau, grusig anstehendes Gestein Seite 3 Gesamthärte in °dH Nitratgehalt in mg/l 1.7.c. pH-Wert Feuchte. 1.7.a. Temperatur Bodenprofil 1.6. Bodentiefe in cm 1.6. und 1.7. 1.7.b. Kalk: Massendifferenz in g Lufttemperatur Gruppe 2: Zu welcher Waldgesellschaft gehören die Pflanzen der ausgesuchten Fläche? Eine Waldgesellschaft wird durch die klimatischen Bedingungen und den Boden hervorgerufen. Von diesen abiotischen Faktoren sind Licht, Temperatur, Feuchte, saure oder alkalische Reaktion (pH-Wert) und die Nährsalze, z. B. der Nitratgehalt wichtig. In welchem Maß diese Faktoren an einem bestimmten Standort vorliegen, kann über die Pflanzen herausgefunden werden. Viele Pflanzen wachsen nur an Standorten, wo diese Faktoren in einem bestimmten Maß vorhanden sind. Sie werden als Zeigerpflanzen bezeichnet. Die Ansprüche dieser Pflanzen sind in Zahlen gefasst, die man in Tabellen nachschlagen kann. Material: Bestimmungsbücher für Pflanzen und Bäume, Tabelle der Zeigerwerte. Waldschichten: Baumschicht B Strauchschicht S Krautschicht K Moosschicht M Höhe mehr als etwa 3 m Höhe etwa 1-3 m Kräuter, Höhe bis etwa 1m Moose 2. 1. a. Bestimmen Sie die Pflanzen der ausgewählten Untersuchungsfläche von 10 mal 10 m. b.Tragen Sie die Standorte in das Diagramm ein. c.Ordnen Sie sie jeweils der Waldschicht zu. d.Bewerten Sie den Bedeckungsgrad und berechnen Sie die Mittelwerte. 2. 2. Machen Sie anhand der festgestellten Mittelwerte und der Tabelle über den Zusammenhang zwischen den Zeigerwerten und den chemisch-physikalischen Messwerten Voraussagen über die zu erwartenden chemischen und physikalischen Messwerte. 2. 3. Messen Sie die Biomasse der Pflanzen, indem Sie einzelne Blätter wiegen und für alle hochrechnen. Das Volumen der Stämme muss berechnet werden. Die Dichte von Holz ist etwas unter 1g/cm3. 2. 4. Bestimmen Sie die vorliegende Waldgesellschaft Beispiel für eine Vegetationsaufnahme und deren Auswertung: Seite 4 Gruppe 2 Untersuchungsprotokoll 2.1. b. Vegetationsaufnahme 1 2 3 4 5 6 7 2.1. c. Schichten des Waldes 8 9 A B C D E F G H I J 10 Höhe in m Baumschicht 20 Strauchschicht 10 Krautschicht 5 Moosschicht 20 40 60 80 Deckungsgrad in Prozent 2.3. Messwerte zur Biomasse: 2.4. Auswertung der Vegetationsaufnahme Vegetationsaufnahme Zeigerwerte nach Ellenberg Schicht Deckung Licht Temperatur Feuchte Reaktion Nährsalze Pflanzenart: Durchschnitt der jeweiligen Zeigerwerte Seite 5 Gruppe 3: Welche Waldgesellschaft könnte auf diesem Boden wachsen? Um das Ökosystem Boden verstehen zu können, sind Kenntnisse über Bodenentstehung und die Vielfalt der Bodentypen wichtig. Daraus leiten sich wiederum Eigenschaften wie Wasserhaltevermögen, Wasserdurchlässigkeit, Durchlüftung , Erwärmung und Mineralstoffgehalt ab. Alle dies Kriterien sind maßgebliche Voraussetzungen für die Entwicklung von Pflanzengesellschaften auf bestimmten Bodentypen. Materialliste: Spaten, (Bohrstock, Gummihammer), Zollstock, Bodenthermometer, spitzes, stabiles Messer, Petrischale, Lupe, Haarpinsel. Zur Bestimmung des Bodens wird ein Bodenprofil erstellt. Stechen Sie den Waldboden senkrecht ab, so dass die Schichten bis zum Gestein sichtbar werden. (Der Bohrstock wird mit einem Gummihammer in den Boden getrieben, im Boden einmal 360° um die eigene Achse gedreht und dann herausgezogen. Dabei verwischen die einzelnen Bodenhorizonte, so dass es nötig ist, den Bohrkern anschließend quer zur Rille des Bohrstocks mit einem Messer zu putzen.) 3.1. Betrachten Sie das Bodenprofil und stellen Sie es im Erfassungsbogen zeichnerisch dar. Berücksichtigen Sie dabei nachfolgende Aufgabenstellungen. 3.2. Welche Horizonte sind erkennbar? Am Bodenprofil eines natürlich gewachsenen Bodens werden parallel zur Bodenoberfläche verlaufende Schichten sichtbar. Sie werden als Bodenhorizonte bezeichnet und mit Großbuchstaben versehen. Je nach Ausbildung and Entwicklung der Horizonte lassen sich Bodentypen identifizieren. Das Beispiel zeigt, wie ein Eintrag in den Aufnahmebogen erfolgt: A (jS,Yb). Horizontbezeichnungen für natürlich gewachsene Böden L Organisches Ausgangsmaterial (unzersetzte Streu, Laub) O Organischer Auflagehorizont ( Humushorizonte) A Oberboden, mit humosen Bestandteilen B Unterboden, durch Tonmineralbildung oder Tonverlagerung aus A angereichert, hier werden auch organische Substanzen oder Fe2+- AI3+- Verbindungen angereichert C Ausgangsgestein oder Untergrund, aus dem der Boden entstanden ist 3.3. Messen Sie mit einem Zollstock die Mächtigkeit der einzelnen Horizonte und tragen Sie die Schichtabfolge in den Aufnahmebogen ein. 3.4. Beschreiben Sie die Färbung der Bodenfarbe Die Grundfarbe wird im feuchten Zustand (Anfeuchten der Probe mit Wasser) beschrieben. Dabei wird zwischen Farbart (grau, gelb, rot, braun, grün) and Farbtiefe (hell, dunkel) unterschieden. Außerdem wird das Auftreten von Rostand Bleichftecken and verfestigten schwarz-rostbraunen Strukturen notiert. Der jeweilige Flächenanteil wird nach der oberen Abbildung abgeschätzt. Horizonte.Wertung: Treten Rost- and Bleichflecken bzw. Konkretionen auf, ist mit zeitweiligem Luffmangel zu rechnen (besonders im Frühjahr), sofern die Belüftung nicht bereits durch Drainagemaßnahmen verbessert wurde. Reduktionsfarben (weiß, grau, grün) deuten auf einen dauerhaften Luftmangel hin. Luftmangel läßt eine verminderte Bodenatmung aufgrund einer verminderten Aktivität der Bodenorganismen erwarten. Schlecht für die Bodenfunktionen. 3.5. Untersuchen Sie am Aufschluss die einzelnen Horizonte hinsichtlich ihres Humusgehalts. Dieser lässt sich aus den Grauanteilen der Farbe des feuchten Bodens ableiten. Dazu entnimmt man eine Bodenprobe, füllt sie in eine Petrischale und träufelt einige Tropfen destilliertes Wasser darauf. Seite 6 3.6. Bodenfeuchte Entnehmen Sie Bodenproben aus den einzelnen Schichten und führen Sie die „Drückprobe“ durch und schätzen Sie die Bodenfeuchte. 3.7. Bestimmen Sie die Wasser-und Luftkapazität der jeweiligen Bodenart. 3.8. Um die Bodentemperatur zu messen, bohren Sie mit einer Metallstange Bohrstock) ein 30 cm tiefes Loch in den Boden. Die Werte werden abgelesen, sobald sie sich nicht mehr verändern. Die Bodenwärme beeinflusst die Aktivität der Bodenlebewesen. Die Bodentemperatur ist zu 99% von der Einstrahlungsenergie der Sonne abhängig. Sie muss deshalb als Mittelwert über 24 Stunden angegeben werden. Dazu ermittelt man zu Beginn und zum Schluss der Messungen die Temperatur in der vorgegebenen Tiefe, weil dort die Tagesamplitude normalerweise unter 2°C liegt, also dem wahren Mittel recht nahe kommt. 3.9. Die Boden- bzw. Lagerungsdichte wird über den Eindringwiderstand gemessen. Dazu drücken Sie ein stabiles Messer mit der Spitze in die Bodenschichten ein. 3.10. Mit der Korngrößenzusammensetzung des Bodens wird die Bodenart definiert. Bestimmen Sie durch die „Rollprobe“ und andere einfache fühlbare Untersuchungen der Schichten. Die Bodenart resultiert aus dem Verhältnis von Sand (S) zu Schluff (U) und Ton (T) und den dazwischenliegenden Übergängen wie Lehm (L). Dazu nimmt man etwas Boden in die Hand und versucht ihn auszurollen („Wurst machen“). Wichtig für die weitere Bestimmung ist der Grad der Handverschmutzung nach der Probe: - Sind die Hände stark verschmutzt, ist das ein Zeichen für einen hohen Tongehalt. - Bleiben die Hände nahezu sauber, handelt es sich um einen Sandboden. Seite 7 die Bodenart 3.11. Die Gefüge- bzw. Aggregatstabilität (Krümelstabilität) ermöglicht Aussagen über physikalische Eigenschaften des Bodens (Durchlüftung, Wasserleitfähigkeit, Wasserspeicherkapazität). Dazu geben Sie ca. 10 Bodenkrümel (Durchmesser: 1-3 mm) jeder Bodenschicht in eine Petrischale. Übergießen Sie die Proben mit etwas Wasser, sodass die Krümel gerade überdeckt werden. Die Petrischale wird ca. 30 Sekunden kreisend bewegt. Je stärker die Aggregate zerfallen, desto instabiler ist die Gefügeform. Als Folgen ergeben sich - Verschlämmung der Bioporen nach Durchfeuchtung - Verbackung des Bodens nach Trocknung - Rissbildung - Gefahr der Bodenerosion. 3.12. Die Erfassung von Bioporen erfolgt a. an der Bodenoberfläche ( 20 x 20 cm) b. in 5 cm Tiefe nach Entfernen der oberen Bodenschicht mit dem Spaten ( 20 x 20 cm). Alle Wurmgänge mit einem Durchmesser über 4 mm, sowie zwischen 2 and 4 mm werden ausgezählt. Die kleineren Poren ( 2- 2 mm ) werden geschätzt. Mit einem feinen Haarpinsel können die Öffnungen deutlicher freigelegt werden. 3.13. Beurteilen Sie die Durchwurzelung in den einzelnen Bodenschichten and tragen Sie die Lage des Wurzelwerks in Ihre Zeichnung ein. ( A~~A i/ l -t- C“ -19 Erörtern Sie die Funktion der Wurzeln für den Bodenhaushalt: 3.14. Beurteilen Sie das Bodenskelett (alle Bodenteilchen, die größer als 2 mm sind) und den Steingehalt an Ihrem Bodenaufschluss. Seite 8 Gruppe 4: In welcher Waldgesellschaft gibt es diese Streuschicht und diese Tiere? Eine wichtige Rolle bezüglich der biologischen Bodenbildung kommt dem Auflagehumus zu. Er gliedert sich in drei Schichten: Die oberste Schicht, die Laubstreu, besteht aus dem jährlich anfallenden Laubfall, Nadeln, Zweigen, Früchten, Samen und den abgestorbenen Bodenpflanzen. Kennzeichnend für diese Schicht ist der ständige Wechsel von Trockenheit, Nässe und Temperaturen in Abhängigkeit vom Wetter der Jahreszeiten. Aufgrund dieser Schwankungen leben hier auch nur wenige Bodentiere. Die Laubstreu isoliert die nachfolgenden Schichten hinsichtlich der o.g. Klimaschwankungen. Die Laubstreu geht in den Zersetzungshorizont über. Alle hier lebenden Bodentiere, Pilze, Algen und Bakterien sorgen in ihrer Gesamtheit (Edaphon) als Destruenten für den Abbau organischer Stoffe und reichern den Boden mit Mineralstoffen, Nährsalzen an: Chlorophyll, Eiweiße, DNA, RNA, Harnstoff und viele weitere in Zellen benötigte und von diesen hergestellte Stoffe werden unter Verbrauch von Sauerstoff zerlegt zu Kohlendioxid, Wasser, Nitraten, Phosphaten, Sulfaten, Magnesium-, Natrium- oder Kaliumsalzen. Unterstützt wird dieser Vorgang durch die Bewegung der Bodentiere, die Bioporen schaffen und damit für eine gute Durchlüftung des Bodens sorgen. Diese Luft- und damit Sauerstoffzufuhr fördert die Abbauprozesse in dieser Schicht. In der Humusschicht befinden sich alle bei der Zersetzung entstandenen chemischen Stoffe wie Mineralsalze und Huminstoffe. Die letzteren verleihen der Humusschicht eine braune bis schwarze Färbung. Je nach geografischer Lage des Standortes, Klima, Pflanzendecke, C-N-Verhältnis, pH-Wert, Mineralzusammensetzung und Alter des Bodens unterscheidet man drei verschiedene Humusformen: Rohhumus z.B. Nadelwald, Moder z.B. Laubwald und Mull z.B. Grünland.Die in der Humusauflage ablaufenden physikalischen und chemischen Prozesse sind die Voraussetzung für neues tierisches und pflanzliches Leben an der Erdoberfläche. Material: Erdbohrstock, Zollstock,, Bodenthermometer, spitzes stabiles Messer, Petrischale, Lupe, Haarpinsel, Schüttelsieb, weiße Unterlage, Becherlupen, Bestimmungsliteratur, Aufgaben zur Untersuchung der Streuschicht 4.1. Untersuchen Sie die Humusschicht, indem Sie mit den Händen eine Bodenprobe entnehmen. Achten Sie auf die Färbung. Riechen Sie daran. Zerkrümeln Sie die Bodenprobe zwischen Ihren Fingern. Schreiben Sie auf, was Sie empfunden haben. 4.2. Aufschluss: Legen Sie auf dem Waldboden mit Hilfe von Stöckern ein Quadrat aus (30 x 30 cm). Heben Sie nun vorsichtig schichtweise den Bodenbelag auf eine weiße Unterlage (Papier, Kunst stoffschale), bis Sie den braunen Oberen ( A-Horizont ) erreicht haben. Stellen Sie fest, woraus die jeweiligen Schichten bestehen. 4.3. Messen Sie im vorhandenen Aufschluss: die Mächtigkeit der Streuauflage, der Zersetzungsschicht, der Humusschicht und deren Summe. 4.4. Fertigen Sie Zeichnungen von Blättern oder Blattresten an. Beschreiben Sie den Zustand der Blätter. 4.5. Ordnen Sie die Blätter vom frischen bis zum stark zersetzten Blatt und kleben Sie sie in dieser Reihenfolge auf. Beschreiben Sie den Ablauf der Zersetzung. 4.6. Ordnen Sie anhand der Tabelle I Humusformen der gefundenen Humusschicht zu. Beachten Sie bei der Bestimmung die vorherrschende Vegetation. 4.7. Stecken Sie ein weiteres Untersuchungsquadrat ab (30 x 30 cm), nehmen Sie mit der Schaufel den Bodenbelag auf und geben Sie die Bodenprobe durch ein Schüttelsieb. Sammeln Sie die von Ihnen gefundenen Bodentiere in Becherlupen. Bestimmen Sie die Arten und geben Sie zu jeder Art die Anzahl der gefundenen Individuen an. 4.8. Sie haben sicherlich einige streubewohnende Tiere beobachtet. Beschreiben Sie ihr Verhalten. 4.9. Zeichnen Sie ein Bodentier. Informieren Sie sich über die Lebensweise der gefundenen Bodentiere und deren Fähigkeit sich dem Leben im Boden anzupassen (Bestimmungsbücher, Kärtchen). 4.10. Bestimmen Sie die Biomasse des Bodenbelags und der Tiere dieses Untersuchungsquadrats. 4.12. Suchen Sie in der Laubstreu nach weißem, fädigen Pilzmycel und schleimigen Bakterienkolonien. Beschreiben oder skizzieren Sie Aussehen und Fundort. 4.12. Erläutern Sie die Bedeutung des Humushorizonts für den Stoffkreislauf im Naturhaushalt und ordnen Sie die Untersuchungsergebnisse ein.. Seite 9 Zusammenhänge zwischen den Zeigerwerten und den chemisch-physikalischen Meßwerten Lichtmenge: Die oberen Blätter der Bäume bekommen natürlich immer 100%, die inneren Blätter weniger. In der Sonne können etwa 300 000 Lux gemessen werden. Zeigerwert 1 3 5 7 9 Tiefschatten- SchattenHalbschatten- Halblicht- Lichtpflanze Lichtmenge in % z.T.<1 5, auch heller >10 >40 >50 Temperatur: Anhand der Lufttemperaturmessung an einem Ort ohne Vergleich mit dem Wert in anderen Teilen Deutschlands, der Welt, kann keine Vorhersage für die Pflanzen gemacht werden. Sie kann eher anhand der Höhe üNN oder der Jahresmittelwerte gemacht werden. Osterode 220 m üNN, 8,9°C, Brocken, 1142 m üNN; 2,8°C Zeigerwert 1 Kälte- 3 Kühle- 5 Mäßigwärme- 7 Wärme- 9 extreme Wärmezeiger >10,5°C Lufttemp. Jahresmittel Höhe üNN im Harz typische Lage < 1,5°C 1050-700 hochmontan Hochgebirge um 3°C 700 -350 montan-submontan Bergland um 6°C um 9°C <350 kollin Bergland-Tiefland warme Tieflagen Mediterrangebiet pH-Wert: Die pH-Werte können gut mit den Zeigerwerten korreliert werden, weil sie keinen starken kurzfristigen Schwankungen unterworfen sind. Im Harz sind die Böden in den letzten Jahrzehnten durch die Luftverschmutzung deutlich saurer geworden. Zeigerwert 1 3 5 7 9 StarksäureSäureSchwachsäureneutral Basen- und Kalkzeiger pH-Wert bis 4,5 4,6 - 5,5 5,6 - 6,5 6,6 - 7,2 >7,2 Feuchte: Die an einem Tag beobachteten Meßwerte sind abhängig von den Regenfällen der letzten Tage und dem Wasserhaltevermögen des Bodens, Sandböden haben ein geringes, Lehm mittleres und Tonböden sehr hohes Wasserhaltevermögen. Tagesmesswerte sind nur begrenzt auf die Zeigerwerte übertragbar, da Pflanzen auf die Jahresmittelwerte reagieren. Pflanzen können aus den verschiedenen Böden unterschiedlich gut Wasser aufnehmen. Bei gleichem Wassergehalt in Sand, Lehm und Ton ist das Wasser im Sand am besten verfügbar. Die angegebenen Feuchtewerte in % beziehen sich auf Lehmboden und sind aus oben genannten Gründen nur als sehr grobe Schätzwerte in ihrer Beziehung zum Zeigerwert zu sehen. Der Harz ist sehr regenreich. In niederen Lagen fallen um 700mm/a, in hochmontanen Gebieten um 1500 mm/a. Zeigerwert 1 3 5 7 9 oft austrocknend trocken frisch, mittelfeucht feucht naß Feuchte in % >7 10 20 >23 Stickstoffgehalt: Der Stickstoffgehalt steht stellvertretend für die Nährsalzversorgung der Pflanzen. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Boden für die anderen Nährsalze nicht deutlich ärmer ist, was nicht bedeutet, daß die Konzentrationen gleich sind. Der Bedarf der Pflanzen ist für verschiedene Nährsalze sehr unterschiedlich. Zeigerwert 1 3 5 7 9 ärmste arme mäßig reiche reiche überversorgte Standorte N-gehalt g/m² 0-3 3 - 5 5-7 7 - 15 > 15 Seite 10 Literatur: pb5, 6, 7, 95; 1, 96; 6, 89; ub 13, 77; uc 2, 92; Böden unserer Heimat, Kosmos Gefahr für Ökosysteme und Wasserqualität, Springer Seite 11 frisch bis nass Bachläufe Schluchtwald HainmierenBachläufe Schwarzerlenwald Fichtenforst im ganzen Harz fast unabhängig stark schwankende Wasserführung frisch bis nass luftfeucht, viel Regen Bachläufe Hochlagen obermontan macht Böden saurer mäßig alkalisch sauer sauer sauer alkalisch neutral alkalisch frisch Erlen-EschenWald Buchen-FichtenWald Fichtenwald Orchideen- montan, warm sauer Weiße Hainsimse, Drahtschmiele, Waldreitgras, Wiesenwachtelweizen, Habichtskraut, Eichenfarn, Heidelbeere, Sternmoos. Waldmeister, Perlgras, Flattergras, Goldnessel, Buschwindröschen, Waldveilchen, Waldsegge, Zaunwicke, Große Sternmiere, Efeu Seidelbast, Wiesenschlüsselblume, Maiglöckchen, Waldlabkraut, Waldvögelein, Leberblümchen. Krautschicht Drahtschmiele, Waldreitgras, Hainrispengras, Wiesenwachtelweizen, Waldhabichtskraut, viele Moose, Efeu, Große Sternmiere, verschiedene Rentierflechten. Esche, Bergahorn, Sommerlinde, Bergulme Vogelbeere, Salweide Silberblatt, Dorniger Schildfarn, Buchenfarn, Springkraut, Waldziest, Bingelkraut Hainsternmiere, Waldhainsimse, Echtes Springkraut, Pestwurz abhängig vom vorhergehenden Bewuchs, Drahtschmiele, Weiße Hainsimse, Waldreitgras, Fingerhut, Himbeere, Brennessel, Mauerlattich, Löwenzahn, Vogelmiere, Roter Holunder, Wald-Reitgras, Dornfarn, Sauerklee, Behaarte Hainsimse, Rasen-Schmiele. Vogelbeere, Hänge-, Siebenstern, Heidelbeere, Drahtschmiele, PfeifenMoorbirke, Traubenholun- gras, Harzer Labkraut, Dorniger Wurmfarn, Ripder, Faulbaum penfarn, Rauschbeere, Rasenbinse, Rosmarin- und Besenheide, Scheidiges Wollgras, Preiselbeere, Torfmoos. Spitzahorn, Ulme Scharbockskraut, Buschwindröschen, Waldziest, Springkraut, Riesenschwingel, Hainsternmiere Bergahorn, Vogelbeere Traubeneiche, Eibe, Elsbeere, Feldahorn, Stiel-, Traubeneiche, Birke, Vogelbeere, Espe, Bergahorn, Faulbaum Bergahorn, Esche, Bergulme, Hainbuche, Stieleiche fast unab- alle anderen Bäume gelten hängig als Unkraut reich bis gut arm gut bis gut gering Reaktion Nährstoff Begleitbäume schwach arm Stiel-, Traubeneiche, sauer Hainbuche, Ahorn, Esche, Vogelbeere, Winter-Linde, Vogel Kirsche mäßig trocken bis frisch Vorkommen Feuchte collin, trocken submontan Buchenwald Hainsimsen- collin, submontan < 700müNN Waldmeister- montan Waldgesellschaft Eichen-BuchenWald Potentielle natürliche Vegetation, diejenigen Pflanzengesellschaften, die sich bei einem Verzicht menschlicher Einflußnahme von selbst einstellen würde. Da bisher nur wenige Erfahrunge darüber vorliegen, kann eine genaue Zuordnung nicht erfolgen, sie kann nur wahrscheinlich gemacht werden. Wurzel Streu, Humus Moos, Flechte, Pilz Farn, Gras Blaubeere, Hasel, Himbeere Vogelbeere, Hainbuche 0,15 100 g g 0,01 g 0,5 Biomasse Die Gewichte beziehen sich auf die Trockengewichte der Lebewesen, das 3-8 fache der Angaben entspricht dem Lebendgewicht. Fichte, Buche, Eiche z. B. Schnecke, Spinnerpuppe, Gelbhalsmaus Fuchs, Baum- Specht, Eich- Käferlarven Wurm, Tausendfüßer Habicht, Rotkehl- Tiere Baumschicht: Die oberste Schicht bilden die Bäume, die im Nadelwald während des ganzen Jahres den größten Teil des Sonnenlichtes auffangen. Die Laubbäume lassen das Licht im Winter und Frühling bis auf den Boden fallen, wo dann einige Frühblüher das Licht nutzen und wachsen. Im Sommer und Herbst kommt auf den Boden nur sehr wenig Licht, dann können dort nur Pflanzen wachsen, die mit so wenig Licht auskommen, man nennt sie Schattenpflanzen. Frühblüher und Schattenpflanzen bilden die Krautschicht. Zwischen diesen beiden Schichten gibt es dort, wo die Bäume nicht so dicht stehen Sträucher und junge Bäume: die Strauchschicht. Zu dieser Schicht rechnet man auch die Farne. Nur sehr niedrig ist in den meisten Wäldern die Moosschicht gewachsen. Die Moose benötigen besonders viel Feuchtigkeit und überziehen mit ihren Polstern Baumwurzeln, -stümpfe und Totholz. Unter den Moosen gibt es noch die abgefallenen Blätter und Nadeln: die Streuschicht. Mineralboden Wurzelraum 3 000 g 300 g Streuschicht 1 500 g Moosschicht Krautschicht 20 000 g 5 000 g Strauchschicht Stamm hörnchen, Baumschicht Krone chen, Pflanzen Schichten des Waldes Biomasse in g auf 1 m² in g auf 1 m²
