Blei ist ein toxisches Schwermetall und infolge seiner vielfältigen industriellen Verwendung allgegenwärtig in der Umwelt verbreitet. Die Eintragsquellen sind nicht nur auf den Bereich von Erzvorkommen beschränkt (vor allem Bleisulfid sowie dessen Oxidationsminerale). Blei wird ebenfalls anthropogen über die Verhüttung von Blei-, Kupfer- und Zinkerzen, die weiträumige Abgasbelastung des Kraftfahrzeugverkehrs (bis zur Einführung von bleifreiem Benzin bis zu 60 % der atmosphärischen Belastung), Recyclinganlagen von Bleischrott, die Verwendung schwermetallhaltiger Klärschlämme und Komposte sowie durch Kohleverbrennungsanlagen in den Boden eingetragen . Für unbelastete Böden wird in Abhängigkeit vom Ausgangsgestein ein Pb-Gehalt von 2 bis 60 mg/kg angegeben. Die durchschnittliche Pb-Konzentration der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 17 mg/kg, der flächenbezogene mittlere Pb-Gehalt für die sächsischen Hauptgesteinstypen liegt bei 20 mg/kg. Die Gesteine Sachsens weisen keine bzw. nur eine geringe geochemische Spezialisierung hinsichtlich des Bleis auf. Im nördlichen bzw. nordöstlichen Teil Sachsens treten in den Oberböden über den Lockersedimenten des Känozoikums (periglaziäre Sande, Kiese, Lehme, Löss) und den Granodioriten der Lausitz relativ niedrige Pb-Gehalte auf. Bei den Lockersedimenten steigt der Pb-Gehalt mit zunehmendem Tongehalt leicht an. Die Verwitterungsböden über den Festgesteinen des Erzgebirges, Vogtlandes und z. T. der Elbezone haben meist deutlich höhere Bleigehalte, die durch eine relative Anreicherung in den Bodenausgangsgesteinen verursacht werden. Das am höchsten mit Blei belastete Gebiet in Sachsen ist der Freiberger Raum. Durch die ökonomisch bedeutenden polymetallischen Vererzungen (Pb-Zn-Ag), die auch flächenhaft relativ weit verbreitet sind, kam es zu einer besonders starken Pb-Anreicherung in den Nebengesteinen und folglich auch bei der Bildung der Böden über den Gneisen. Zusätzlich entstanden enorme anthropoge Belastungen durch die Jahrhunderte währende Verhüttung der Primärerze und in jüngerer Zeit beim Recycling von Bleibatterien. Besonders hohe Pb-Gehalte treten dabei in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte einschließlich der Hauptwindrichtungen, im Zentralteil der Quarz-Sulfid-Mineralisationen und in den Flussauen auf. Weitere Gebiete mit großflächig erhöhten Pb-Gehalten liegen vor allem im Osterzgebirge, in einem Bereich, der sich von Freiberg in südöstliche Richtung bis an die Landesgrenze im Raum Altenberg erstreckt und in den Erzrevieren des Mittel- und Westerzgebirges, so um Seiffen, Marienberg - Pobershau, Annaberg, Schneeberg, Schwarzenberg und Pöhla. Der Anteil von Pb-Mineralen in den Erzen dieser Regionen ist jedoch deutlich geringer. Durch häufige Vergesellschaftung von Pb und As in den Mineralisationen ist das Verbreitungsgebiet der erhöhten Pb-Gehalte im Osterzgebirge und untergeordnet im Westerzgebirge sowie in den Auen der Freiberger und Vereinigten Mulde der des Arsens ähnlich. Die Auenböden der Freiberger Mulde führen ab dem Freiberger Lagerstättenrevier extrem hohe Bleigehalte, die sich bis in die Auenböden der Vereinigten Mulde in Nordwestsachen fortsetzen. Die Auen der Elbe und der Zwickauer Mulde weisen durch geogene bzw. anthropogene Quellen (Lagerstätten, Industrie) im Einzugsgebiet ebenfalls Bereiche mit höheren Bleigehalten auf. Die Bleigehalte der Böden im Raum Freiberg und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde überschreiten z. T. flächenhaft die Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
Definition des Bodens Der Boden ist die an der Oberfläche entstandene, mit Luft, Wasser und Lebewesen durchsetzte sowie aus mineralischen und organischen Substanzen bestehende Verwitterungsschicht des obersten Teils der Erdkruste, die sich unter Einwirkung aller Umweltfaktoren gebildet hat. Natürliche Böden entstehen durch das Zusammenwirken von Ausgangsgestein, Klima, Wasser, Relief, Flora und Fauna, wobei sich in Abhängigkeit von den jeweiligen Standortverhältnissen und Bodenbildungszeiträumen unterschiedliche Bodentypen mit charakteristischem Profilaufbau und spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften entwickeln. Zusammen mit Luft, Wasser und Sonnenlicht ist der Boden die Lebensgrundlage für Pflanzen, Tiere und Menschen. Böden sind nicht nur Produktionsgrundlage für Nahrungs- und Futtermittel, nachwachsende Rohstoffe und selbst Rohstoffquelle, sondern haben bezüglich ihrer vielfältigen Funktionen eine herausragende Bedeutung im Naturhaushalt und sind eine bedeutende natürliche Ressource. Böden sind: naturgegebener Lebensraum für Tiere und Pflanzen, Teil des Ökosystems mit seinen Stoffkreisläufen, Grundlage für die Erzeugung von Nahrungsmitteln, Futtermitteln und pflanzlichen Rohstoffen, Filter und Speicher für das Grundwasser, Baugrund als Standort und Träger baulicher Anlagen, prägendes Element der Natur und Landschaft sowie Archiv für Natur- und Kulturgeschichte. Böden werden aber auch durch menschliche Aktivitäten (z.B. in der Landwirtschaft oder bei der Erstellung von Bauwerken) umgelagert, verändert, versiegelt und zerstört. Böden stellen somit ein begrenztes und nicht erneuerbares Schutzgut dar, mit dem verantwortungsvoll umgegangen werden muss. Bodenbildung Die Bodenbildung ist ein natürlicher, an der Erdoberfläche beginnender und in die Tiefe fortschreitender Prozess. Die in Tab. 1 genannten Faktoren und Prozesse führen in Abhängigkeit von der Zeit zu Differenzierungen in Aufbau und Eigenschaften und zur Bildung unterschiedlicher Bodenhorizonte (-schichten). Somit können sich unterschiedliche Bodentypen (als Kombinationen von Bodenhorizonten) herausbilden. Der durch bodenbildende Prozesse aus dem Ausgangsgestein entstandene Boden ist ein Dreikomponenten- und Dreiphasengemisch aus festen, flüssigen und gasförmigen Bestandteilen: feste Bestandteile mineralische Bestandteile wie Gesteinsfragmente, verschiedener Größe, Oxide, Salze, Kolloide, organische Bestandteile flüssige Bestandteile Bodenwasser mit gelösten Nährstoffen und andere Elemente gasförmige Bestandteile Bodenluft (Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid). Systematik der Böden Die Vielfalt der Böden wird in Abteilungen, Klassen, Bodentypen, Subtypen und Bodenformen systematisiert. Je nach Grundwasserstand werden folgende bodensystematische Abteilungen unterschieden: Terrestrische Böden (Landböden), Semiterrestrische Böden (halbhydromorphe Böden), Hydromorphe Böden (Grundwasserböden), Subhydrische Böden (Unterwasserböden) sowie Moore. Das Prinzip der Systematik wird an der Abteilung der Landböden, speziell an der Klasse der Braunerden, kurz verdeutlicht (vgl. Tab. 2). Eine ausführliche Beschreibung der Bodensystematik enthält die Bodenkundliche Kartieranleitung (1982, 1994 und 2005). Bodentypen – Horizontierung Bodentypen werden als unter bestimmten Umweltbedingungen relativ häufig anzutreffende Stadien der Bodenentwicklung angesehen. Sie vereinigen Böden mit gleichem oder ähnlichem Profilaufbau (Horizontfolgen), was auf die in ihrer Gesamtwirkung gleichartigen Stoffumwandlungs- und Stoffverlagerungsprozesse zurückzuführen ist. Die häufigsten Böden in Berlin sind die mineralischen Böden mit weniger als 30 Masse-Prozent organischer Substanz. Sie sind z. T. durch einen mehr oder weniger mächtigen organischen Horizont (H-, L- oder O-Horizont, mit mehr als 30 Masse-Prozent organische Substanz, vor allem in Wäldern) überlagert. Die Bodentypen der Mineralböden untergliedern sich beginnend an der Geländeoberfläche in folgende Horizonte: mineralischer Oberbodenhorizont – A-Horizont mineralischer Unterbodenhorizont – B-Horizont mineralischer Untergrundhorizont – C-Horizont. Der mineralische Oberbodenhorizont (A-Horizont) zeichnet sich durch Akkumulation von organischer Substanz und/oder Verarmung an mineralischer Substanz (Auswaschung von Ton, Huminstoffen, Eisen- und Aluminiumoxiden) aus. Stoffspezifische Anreicherungs- und Verlagerungsprozesse ermöglichen eine weitere Untergliederung des A-Horizontes. Diese Differenzierung in der Horizontbezeichnung wird mit den nachgestellten Kleinbuchstaben (z. B. Ah – h steht für eine Humusakkumulation, Al – l steht für Tonauswaschung) gekennzeichnet. Der mineralische Unterbodenhorizont (B-Horizont) zeigt durch Akkumulation von eingewaschenen Stoffen aus dem Oberbodenhorizont sowie durch Verwitterungs- und Umwandlungsprozesse (Verbraunung, Tonbildung usw.) gegenüber dem Ausgangsgestein eine andere Farbe und einen veränderten Stoffbestand. Eine weitere Differenzierung des B-Horizontes erfolgt analog dem A-Horizont (z. B. Bv – v steht für verwittert, verbraunt, verlehmt, Bt – t steht für tonangereichert). Der mineralische Untergrundhorizont (C-Horizont) wird durch das unter dem Boden liegende, relativ unveränderte Ausgangsgestein gebildet. Böden, die durch mehrere Stoffverlagerungs- oder Umwandlungsprozesse charakterisiert werden, weisen in ihrem Bodenprofil demnach mehrere übereinanderliegende A- und/oder B-Horizonte auf. Die Horizontabfolge ergibt das Horizontprofil, nach welchem die Differenzierung der Böden in Bodentypen erfolgt. Ein weiterer, hinsichtlich der Ausbildung von Bodentypen bestimmender Faktor ist der Einfluß des Grundwasserstandes. Die zeitweilige oder ständige Beeinflussung des Bodens durch das Grundwasser bewirkt die Ausbildung von Gleymerkmalen (z.B. Rost-, Bleichflecke) in terrestrischen und semiterrestrischen Bodentypen. Die Tiefenlage der Gleymerkmale findet Eingang in die Benennung des Bodentyps, z.B. der Braunerde: < 40 cm – Braunerde-Gley 40 – 80 cm – Gley-Braunerde 80 – 130 cm – vergleyte Braunerde. Anthropogene Veränderung des Bodens Der Grad der anthropogenen Veränderung des Bodens nimmt mit fortschreitender Technisierung sowie wachsender flächenhafter Inanspruchnahme zu. Heutzutage gibt es kaum noch unberührte und in ihrem Horizontaufbau anthropogen unbeeinflusste Böden. Wo die Horizontabfolge der Böden trotz Nutzungsüberprägung durch den Menschen weitgehend erhalten blieb, wie zumeist bei forstwirtschaftlicher Nutzung, werden die Böden als naturnahe Böden, bei Zerstörung der Horizontabfolge als anthropogene Böden eingestuft. Eine eindeutige Zuordnung der Böden in diese zwei Gruppen erweist sich aufgrund des fließenden Übergangs anthropogener Überprägung als äußerst schwierig. Bei landwirtschaftlicher Nutzung sind in der Regel die oberen 20 bis 30 cm des Bodenprofils durch Pflügen durchmischt. Bei Nutzung als Truppenübungsplatz oder Friedhof können naturnahe Böden z. T. in kleinräumigem Wechsel mit stark anthropogen veränderten Böden erhalten bleiben. Ohne entsprechende Bodenuntersuchungen ist der Grad der anthropogenen Beeinflussung bzw. der Grad der Zerstörung des Bodens schwer einschätzbar. Ebenso kommt es bei der jeweiligen Nutzung darauf an, ob das zu betrachtende Gebiet durch die Nutzung nur teilweise oder flächendeckend in Anspruch genommen wurde. Entwicklungsgeschichtlich gibt es relativ “alte” und relativ “junge” Böden. Von der Nutzung wenig beeinflusste Böden haben einen Entwicklungszeitraum bis zu einigen tausend Jahren. Der wesentliche Entstehungszeitraum der Böden in der Jungmoränenlandschaft des Berliner Raumes ist das Holozän, das vor rd. 12.000 Jahren begann. Günstige klimatische Verhältnisse sowie die damit verbundene rasche Ausbreitung der Vegetation bewirkten eine verstärkte Bodenbildung. Während der langen Entwicklungszeit dieser Böden liefen verschiedene bodenbildende Vorgänge ab, die sich in der Ausbildung typischer Horizonte widerspiegeln. Deshalb ist die Horizontabfolge dieser Bodentypen wesentlich differenzierter als die der relativ “jungen” Böden. Der Boden ist unvermehrbar. Seine Nutzung ist häufig mit einer Veränderung der ursprünglichen ökologischen Bedingungen verbunden und kann zu schwerwiegenden Gefährdungen der Funktionsfähigkeit oder gar des Bestandes des Bodens führen. Die Ressource Boden ist aufgrund fortschreitender Versiegelung in ihrer Quantität gefährdet. Die Intensität der Inanspruchnahme des Bodens als Industrie-, Gewerbe-, Verkehrs- und Wohnfläche nimmt immer weiter zu. Ehemals landwirtschaftlich genutzte, unversiegelte und in ihrem Bodenaufbau weitgehend naturnahe Böden der Stadtrandbereiche wurden durch Bauvorhaben umgelagert, durchmischt, großflächig versiegelt und zerstört. Belastungen durch Schadstoffe verändern den Boden in seiner Qualität . Schadstoffeinträge durch ungeregelte Abfallentsorgung, Unfälle, Leckagen und unsachgemäße Lagerung sowie Schadstoffeinträge aus den Emissionen von Industrie, Gewerbe und Verkehr schädigen die Böden irreparabel. Die eingetragenen Schadstoffe können direkt und indirekt zu einer Gefährdung aller Organismen einschließlich des Menschen führen. Im Vordergrund steht dabei die Aufnahme von Schadstoffen über den Nahrungskreislauf, aber auch der direkten oralen Bodenaufnahme (insbesondere durch Kleinkinder) muss Beachtung geschenkt werden. Der Boden kann nur eine bestimmte Menge an Schadstoffen speichern und filtern. Wird seine Speicher- und Filterkapazität überschritten, können sie den Boden ungehindert passieren und ins Grundwasser gelangen. Gerade in einem Ballungsraum wie Berlin treten die Probleme hinsichtlich des Flächenverbrauches, u. a. durch Versiegelung (quantitative Gefährdung), sowie der stofflichen Belastung des Bodens durch Altlasten und andere Bodenverunreinigungen (qualitative Gefährdung) konzentriert auf. Da der Boden nicht vermehrbar ist und stark beeinträchtigte Böden kaum in ihren ursprünglichen Qualitäten wiederherstellbar sind, ist der Schutz verbliebener naturnaher Böden dringend notwendig. Bodenschutz Diskussionen und Überlegungen zum Bodenschutz sind auf Bundes- und auf Landesebene erst zu Beginn der 1980er Jahre in Gang gekommen. Gesetzlich verankert wurde der Schutz des Bodens mit Inkrafttreten des Bundesbodenschutzgesetzes im Jahre 1998. Dieses Gesetz wurde 2004 durch ein Berliner Landesgesetz ergänzt. Ziel des Berliner Bodenschutzgesetzes ist es, “den Boden als Lebensgrundlage für Menschen, Tiere und Pflanzen zu schützen, schädliche Veränderungen abzuwehren und Vorsorge gegen das Entstehen neuer zu treffen”. Nachhaltige Einwirkungen auf den Boden sollen vermieden und die natürlichen Bodenfunktionen geschützt werden. Voraussetzungen für einen wirksamen Bodenschutz sind Kenntnisse über den räumlichen Zustand der Böden sowie seine quantitative und qualitative Beeinträchtigung. In Berlin werden z. T. seit Jahrzehnten Informationen über die Nutzung, den Versiegelungsgrad und die stoffliche Belastung des Bodens erarbeitet, die die Grundlagen für die Bewertung der anthropogenen Belastung des Bodens darstellen. Ein Bodenbelastungskataster wurde aufgebaut sowie eine Versiegelungs- und Nutzungskartierung durchgeführt. Planungen von Bodenschutzmaßnahmen sowie die Berücksichtigung von Bodenschutzbelangen in den einzelnen Planungsebenen erfordern eine Bestimmung des Wertes, der Eignung oder der Empfindlichkeit der Böden. Hierzu müssen flächendeckende Daten bezüglich der Verbreitung der Böden und ihrer ökologischen Eigenschaften zur Verfügung stehen. Die vorliegende Karte bietet die Grundlage für die Ableitung ökologischer Kennwerte, die der Bewertung von Eigenschaften und Funktionen der Böden dienen.
Blei ist ein toxisches Schwermetall und infolge seiner vielfältigen industriellen Verwendung allgegenwärtig in der Umwelt verbreitet. Die Eintragsquellen sind nicht nur auf den Bereich von Erzvorkommen beschränkt (vor allem Bleisulfid sowie dessen Oxidationsminerale). Blei wird ebenfalls anthropogen über die Verhüttung von Blei-, Kupfer- und Zinkerzen, die weiträumige Abgasbelastung des Kraftfahrzeugverkehrs (bis zur Einführung von bleifreiem Benzin bis zu 60 % der atmosphärischen Belastung), Recyclinganlagen von Bleischrott, die Verwendung schwermetallhaltiger Klärschlämme und Komposte sowie durch Kohleverbrennungsanlagen in den Boden eingetragen . Für unbelastete Böden wird in Abhängigkeit vom Ausgangsgestein ein Pb-Gehalt von 2 bis 60 mg/kg angegeben. Die durchschnittliche Pb-Konzentration der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 17 mg/kg, der flächenbezogene mittlere Pb-Gehalt für die sächsischen Hauptgesteinstypen liegt bei 20 mg/kg. Die Gesteine Sachsens weisen keine bzw. nur eine geringe geochemische Spezialisierung hinsichtlich des Bleis auf. Im nördlichen bzw. nordöstlichen Teil Sachsens treten in den Oberböden über den Lockersedimenten des Känozoikums (periglaziäre Sande, Kiese, Lehme, Löss) und den Granodioriten der Lausitz relativ niedrige Pb-Gehalte auf. Bei den Lockersedimenten steigt der Pb-Gehalt mit zunehmendem Tongehalt leicht an. Die Verwitterungsböden über den Festgesteinen des Erzgebirges, Vogtlandes und z. T. der Elbezone haben meist deutlich höhere Bleigehalte, die durch eine relative Anreicherung in den Bodenausgangsgesteinen verursacht werden. Das am höchsten mit Blei belastete Gebiet in Sachsen ist der Freiberger Raum. Durch die ökonomisch bedeutenden polymetallischen Vererzungen (Pb-Zn-Ag), die auch flächenhaft relativ weit verbreitet sind, kam es zu einer besonders starken Pb-Anreicherung in den Nebengesteinen und folglich auch bei der Bildung der Böden über den Gneisen. Zusätzlich entstanden enorme anthropoge Belastungen durch die Jahrhunderte währende Verhüttung der Primärerze und in jüngerer Zeit beim Recycling von Bleibatterien. Besonders hohe Pb-Gehalte treten dabei in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte einschließlich der Hauptwindrichtungen, im Zentralteil der Quarz-Sulfid-Mineralisationen und in den Flussauen auf. Weitere Gebiete mit großflächig erhöhten Pb-Gehalten liegen vor allem im Osterzgebirge, in einem Bereich, der sich von Freiberg in südöstliche Richtung bis an die Landesgrenze im Raum Altenberg erstreckt und in den Erzrevieren des Mittel- und Westerzgebirges, so um Seiffen, Marienberg - Pobershau, Annaberg, Schneeberg, Schwarzenberg und Pöhla. Der Anteil von Pb-Mineralen in den Erzen dieser Regionen ist jedoch deutlich geringer. Durch häufige Vergesellschaftung von Pb und As in den Mineralisationen ist das Verbreitungsgebiet der erhöhten Pb-Gehalte im Osterzgebirge und untergeordnet im Westerzgebirge sowie in den Auen der Freiberger und Vereinigten Mulde der des Arsens ähnlich. Die Auenböden der Freiberger Mulde führen ab dem Freiberger Lagerstättenrevier extrem hohe Bleigehalte, die sich bis in die Auenböden der Vereinigten Mulde in Nordwestsachen fortsetzen. Die Auen der Elbe und der Zwickauer Mulde weisen durch geogene bzw. anthropogene Quellen (Lagerstätten, Industrie) im Einzugsgebiet ebenfalls Bereiche mit höheren Bleigehalten auf. Die Bleigehalte der Böden im Raum Freiberg und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde überschreiten z. T. flächenhaft die Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV)
Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Für die Bewertung der Bodenteilfunktion „Ausgleichsmedium für stoffliche Einwirkungen“ wird u.a. das Kriterium „Filter und Puffer für Schadstoffe“ herangezogen. Unter „Filter und Puffer für Schadstoffe“ wird die Fähigkeit des Bodens verstanden, gelöste oder suspendierte Stoffe von ihrem Transportmittel zu trennen. Die Fähigkeit kann aus mechanischen oder physikalisch-chemischen Filtereigenschaften abgeleitet werden. Böden nehmen mit der Deposition aus der Luft oder direkt durch anthropogenen Auftrag Stoffe auf, verlagern und speichern diese vorrangig in den Bodenporen. Je nach Bodeneigenschaft variiert das Speicher- oder Filterpotential. Die Bewertung des Kriteriums „Filter und Puffer für Schadstoffe“ erfolgt durch die Beurteilung der potenziellen Kationenaustauschkapazität sowie der Luftkapazität des Bodens bis in die Bodentiefe des effektiven Wurzelraumes. Die Kenndaten hierfür sind: Bodenart des Feinbodens, Grobbodenanteile, Durchwurzelungstiefe, Luftkapazität, Bodendichte sowie Humusgehalte des Bodens. Für die Ableitung werden die Horizont- und Schichtdaten der Leitprofile des FIS Boden herangezogen. Böden in hoher Hangneigung erhalten Bewertungsabschläge. Bei der Bewertung wird die Geländeposition und die klimatischen Standortbedingungen nicht direkt bewertet, obwohl diese für das Wasserspeichervermögen relevant sind.
Die Böden Berlins spiegeln die bewegte Natur- und Stadtgeschichte der Region wider. Die ältesten Landschaftselemente wurden maßgeblich durch die letzte Eiszeit, die Weichseleiszeit, bis vor rund 11.700 Jahren geprägt. Gletscher, Schmelzwässer und Flugsande formten eine abwechslungsreiche Landschaft, unter anderem aus Geschiebehochflächen, Warschau-Berliner Urstromtal und Dünenbildungen. Die abgelagerten Geschiebemergel, Kiese und Sande bilden bis heute die landschaftliche Grundlage der Berliner Böden. In der daran anschließenden relativ stabilen Warmzeit des Holozäns entwickelten sich in den eiszeitlichen Substraten unter anderem Braunerden, Parabraunerden, Podsole, Gleye, Auen- und Moorböden. Mit der Entwicklung zur Großstadt haben sich die natürlichen Böden Berlins jedoch stark verändert. Durch Bautätigkeit, Abgrabungen, Aufschüttungen und Ablagerungen entstanden anthropogen überprägte städtische Böden. Insbesondere in den innenstädtischen Gebieten sind besonders stark überprägte Böden aus Bauschutt, Trümmerschutt und anderen anthropogenen Materialien weit verbreitet. Sie überlagern und ersetzen die natürlich gewachsenen Böden. Aber auch die Rieselfeldnutzungen in Stadtrandbereichen, der Zweite Weltkrieg, die Trümmerberge und die Teilung Berlins durch den Berliner Mauerstreifen haben ihren Fußabdruck in den Berliner Böden hinterlassen. Aufgrund der intensiven kulturräumlichen und stadtgeschichtlichen Entwicklung weisen selbst die naturnächsten Böden Berlins, beispielsweise in den Berliner Forsten und Parken, eine anthropogene Überprägung auf, sodass auch diese Standorte nur noch als naturnah und nicht mehr als natürlich gelten. Vor diesem Hintergrund lassen sich die Berliner Stadtböden in naturnahe Böden und anthropogene Böden unterscheiden, wobei der Anteil anthropogener Böden bereits doppelt so hoch ist wie der Anteil naturnaher Böden. Neben relativ initialen Böden aus Bausanden und Bauschutt setzen sich die anthropogenen Böden Berlins unter anderem auch aus Friedhofsböden, Kleingartenböden und Deponieböden zusammen. Die Vielfalt der Berliner Böden abzubilden und auf ihre Bedeutung und Funktionalität aufmerksam zu machen, ist vor dem Hintergrund des Handlungsziels 4 der Berliner Bodenschutzkonzeption „Bodenschutz in Bildung, Fortbildung und Öffentlichkeitsarbeit verankern“ Aufgabe des vorsorgenden Bodenschutzes.
Böden besitzen in Abhängigkeit von Ausgangsmaterial, Korngrößenzusammensetzung, Humusgehalt, Relief und Grundwasserflurabstand große Spannbreiten in ihren ökologischen Eigenschaften. Wesentliche, die ökologischen Eigenschaften eines Bodens kennzeichnenden, Parameter sind nutzbare Feldkapazität, Durchlüftung, Kationenaustauschkapazität, pH-Wert, effektive Durchwurzelungstiefe und Sommerfeuchtezahl. Die nutzbare Feldkapazität ist das Maß für die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers im Boden. Es ist das langsam bewegliche Sickerwasser und Haftwasser in engen Grobporen und Mittelporen des Bodens. Bodenwasser in den Feinporen (Totwasser) unterliegt hohen Saugspannungen und ist von Pflanzen nicht aufnehmbar. Die Menge des im Boden speicherbaren Wassers wird vom Porenvolumen, von der Porengrößenverteilung, der Korngrößenzusammensetzung und vom Humusgehalt des Bodens bestimmt. Die Durchlüftung des Bodens (Gasaustausch zwischen Atmosphäre und Boden durch Diffusion) ist entscheidend für das Wachstum der Pflanzenwurzeln und die Existenz und Tätigkeit der Bodenlebewesen. Die Intensität des Gasaustausches ist abhängig vom Porenvolumen, insbesondere dem Anteil an Grobporen, sowie deren Kontinuität, von der Korngrößenzusammensetzung, vom Gefüge und vom Wassergehalt des Bodens. Unter der Kationenaustauschkapazität ist die Menge der im Boden an Tonmineralen und Huminstoffen austauschbar gebundenen Kationen (z.B. Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + , NH 4 + , H + ) zu verstehen. Die Kationenaustauschkapazität liefert eine Aussage über das Vermögen des Bodens, Nährstoffe zu binden und zu speichern. Dieses Bindungsvermögen bzw. Nährstoffspeichervermögen ist von der Art und der Menge der Tonminerale, vom Humusgehalt und vom pH-Wert abhängig. Das aktuelle Nährstoffangebot des Bodens kann daher deutlich geringer sein als das potentielle. Die potentielle (d.h. maximale) Kationenaustauschkapazität wird bei einem pH-Wert von 8,2 und die effektive Kationenaustauschkapazität für den aktuellen pH-Wert des Bodens ermittelt. Die effektive Kationenaustauschkapazität ist u. a. neben Luft- und Wasserverhältnissen, biologischer Aktivität, Redoxeigenschaften usw. ein entscheidender Faktor für die Beurteilung des tatsächlich verfügbaren Nährstoffangebotes des Bodens. Vom pH-Wert werden direkt und indirekt verschiedene Vorgänge und Eigenschaften des Bodens bestimmt. Das sind unter anderem Verwitterungsvorgänge, Bodenbildungsprozesse (wie Podsolierung oder Tonverlagerung), Aktivität und Artenspektrum der Bodenlebewesen, Huminstoffbildung, Gefügestabilität, Bodenversäuerung und Verschlämmungsneigung. Die Sommerfeuchtezahl ist ein Ausdruck für das nutzbare Wasserangebot in kritischen Trockenperioden während der Hauptvegetationszeit im effektiven Wurzelraum und berücksichtigt nutzbare Feldkapazität, Klima, Relief und Grundwassereinfluss. Unter effektiver Durchwurzelungstiefe ist die Bodentiefe zu verstehen, aus der Pflanzenwurzeln dem Boden Wasser entziehen können. In anthropogen veränderten Böden kann die Durchwurzelbarkeit durch undurchdringliche Schichten (z. B. Betonfundamente), Luftmangel oder Methanbildung, beispielsweise in Deponieböden, eingeschränkt sein. Bodentypen Im Berliner Raum verbreitete, durch ihre Nutzung wenig beeinflusste naturnahe Böden mit einer langen Entwicklungsgeschichte sind Parabraunerden, Fahlerden, Braunerden, Rostbraunerden, Podsol-Braunerden, Podsole, Gleye und moorige Böden, welche fast ausschließlich im weniger dicht besiedelten und unbesiedelten städtischen Außenbereich vorkommen. Parabraunerden und Fahlerden sind die vorwiegend vorkommenden Böden der sandüberlagerten Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, wobei sie bis in 1 bis 2 m Tiefe entkalkt sind. Fahlerden kommen dabei vor allem in Gebieten mit Waldnutzung vor. Parabraunerden haben aufgrund ihres höheren Humus- und Tongehaltes im Oberboden ein deutlich höheres Nährstoffangebot als Fahlerden. Sie besitzen ein mittleres bis hohes Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe und sind gut durchlüftet. Sind unter forstwirtschaftlicher Nutzung die pH-Werte im Oberboden zumeist niedrig (pH-Wert 3 bis 4, Bodenversauerung durch Humin- und Fulvosäuren sowie “sauren Regen”), so haben Ackerböden durch den Einsatz von Düngemitteln und Kalkung einen höheren pH-Wert. Auf Forstflächen ist das Nährstoffangebot im Flachwurzelraum (bis 0,3 m Tiefe) sehr gering bis mäßig und auf Ackerflächen gering bis erhöht, im Tiefwurzelraum (bis 1,5 m Tiefe) durch Zunahme des pH-Wertes mittel bis hoch (Grenzius 1987). Fahlerden weisen im Unterboden (Bt-Horizont) ein höheres Nährstoffangebot auf als im tonverarmten Oberboden. Wasserhaltevermögen und Durchlüftung sind ausreichend. Parabraunerden stellen damit besonders in Rudow, Mariendorf, Lichtenrade (Teltow-Hochfläche), Kladow (Nauener Platte) sowie Hohenschönhausen, Hellersdorf, Weißensee und Pankow (Barnim-Hochfläche) günstige Pflanzenstandorte für den Ackerbau dar. Braunerden entwickeln sich auf sandigen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen des Barnims und des Teltows, an den Unterhängen der Hochflächen, Moränenhügel und Endmoränen, insbesondere als kolluviale Bildung, auf z.T. schluffhaltigen Mittel- und Feinsanden des Berliner Urstromtales und des Panke-Tales sowie in Senken der Dünenlandschaften. In Abhängigkeit vom früheren und aktuellen Grundwasserstand treten v. a. im Urstromtal auch vergleyte und reliktisch vergleyte Braunerden und Gley-Braunerden auf. Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie weisen ein geringes, an Unterhängen der Endmoränen durch Wasserzufuhr und Einlagerung von Lehm z. T. ein mittleres Wasserspeichervermögen auf. Dabei handelt es sich für Flachwurzler um trockene, für Tiefwurzler um frische Standorte, wobei die vergleyten Braunerden und Gleybraunerden des Urstromtales vor der Grundwasserabsenkung feuchte Standorte darstellten. Braunerden haben meist ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Jedoch ist das tatsächliche Nährstoffangebot der Braunerden unter forstlicher Nutzung und unter Getreideanbauflächen bei niedrigen pH-Werten sehr gering bis mäßig, bei höherem Humusgehalt und pH-Wert (Gemüseanbauflächen, Gartennutzung) auch erhöht. Rostbraunerden sind auf den Geschiebesanden der Nauener Platte (Gatow-Kladow), des Barnims und des Teltows verbreitet und stellen außerdem den dominierenden Boden der Endmoränen im Düppeler Forst, im Grunewald (Havelberge), im Köpenicker Forst (Müggelberge), der Gosenberge und des Seddinberges dar. Sie bilden sich ebenfalls auf grundwasserfernen Talsanden (z. B. Forst Jungfernheide) und sind gemeinsam mit den Podsol-Braunerden Leitböden der Dünen im Spandauer, Tegeler und Köpenicker Forst. Sowohl Rost- als auch Podsol-Braunerden sind tief durchwurzelbar und gut durchlüftet. Sie besitzen eine geringe bis mittlere nutzbare Feldkapazität und ein mittleres Nährstoffspeichervermögen. Sie sind sehr trockene bis trockene und sehr nährstoffarme Standorte. Bei Einlagerung von Schluffen im Unterboden und unter Gartennutzung bzw. in der Nachbarschaft mit Mooren (vergleyte Podsol- bzw. Rostbraunerden und Rostbraunerde- bzw. Podsol-Braunerde-Gleye) ist ihr Wasser- und Nährstoffspeichervermögen erhöht. Spezielle klimatische Verhältnisse (niedrige Temperaturen, erhöhte Niederschläge) sind Voraussetzung für die Bildung von Podsolen . Sie entwickeln sich au feinkörnigen, kalkfreien sandigen Substraten und kommen in den Berliner Forsten nur an wenigen Stellen vor, v. a. an Nordosthängen von Dünen im Tegeler Forst (vgl. Grenzius 1987) und in den Püttbergen im Köpenicker Forst (vgl. Smettan 1995) sowie in einem Bereich der Endmoränenbildung des Seddinberges. Podsole sind in der Regel tief durchwurzelbare und gut durchlüftete, jedoch trotz des mittleren bis erhöhten Wasser- und Nährstoffspeichervermögens nährstoffarme und trockene Böden. Gleye bilden sich auf Standorten mit hohem Grundwasserstand aus sandigen oder schluffigen Substraten. So treten Gleye in Senken der Talsandebenen im Spandauer Forst auf. Reliefbedingt sind sie häufig mit Nassgleyen, Anmoorgleyen und Mooren vergesellschaftet. Sie stellen gemeinschaftlich die Böden der Senken in Dünenbildungen im Spandauer Forst und im Forstrevier Schmöckwitz südlich des Seddinsees, der Schmelzwasserrinnen (wie die Kuhlake, das Breite Fenn, das Rudower Fließ, das Tegeler Fließ, die Wuhle, das Neuenhagener Mühlenfließ, die Krumme Laake) sowie der Toteissenken (Großer Rohrpfuhl und Teufelsbruch in Spandau sowie der Toteissenke Teufelssee in Köpenick) dar. Die ökologischen Eigenschaften der Gleye sind je nach Ausgangsmaterial, Humusgehalt, Grundwasserstand und Nährstoffgehalt des Grundwassers sehr unterschiedlich. Im Berliner Stadtgebiet sind neben den Gleyen in Bereichen mit geringen Grundwasserflurabständen aufgrund von Grundwasserabsenkungen reliktische Gleye zu finden, die noch typische Gleymerkmale im Profilaufbau besitzen, sich in ihren ökologischen Eigenschaften aber von den Gleyen sehr stark unterscheiden. Gleye sind in der Regel im Oberboden für Flachwurzler feuchte und im Unterboden für Tiefwurzler nasse Standorte. Demzufolge gestaltet sich das Luftangebot umgekehrt proportional zum Wassergehalt des Bodens. Die Folge ist ein luftarmer Unterboden und in Abhängigkeit vom Wasserstand ein gut bis schlecht durchlüfteter Oberboden (z. T. wechseltrocken bis nass) mit einer mittleren Durchwurzelbarkeit. Gleye besitzen in Abhängigkeit vom Humusgehalt ein erhöhtes bis hohes Nährstoffspeichervermögen sowie ein mäßiges bis hohes Nährstoffangebot. Das Nährstoffangebot ist erhöht, wenn über eutrophiertes Grundwasser und dessen kapillaren Aufstieg eine zusätzliche Nährstoffzufuhr erfolgt. Reliktgleye sind trockene bis sehr trockene, bis in den Unterboden gut durchlüftete und demzufolge tiefgründig durchwurzelbare Standorte mit zumeist mittleren bis erhöhten Wasserkapazitäten. In Abhängigkeit vom Humusgehalt und pH-Wert ist ihr Nährstoffangebot gering bis mittel. Eine Nährstoffzufuhr durch das Grundwasser bleibt weitgehend aus. Moore mit ihrem hohen Wasserstand sind sehr schlecht durchlüftet und nur flach durchwurzelbar. Sie haben ein sehr hohes Wasser- und ein mittleres bis erhöhtes Nährstoffspeichervermögen. Sie sind nicht entwässerte, naturnahe Standorte mit unterschiedlichen Nährstoffangeboten. Moore unterliegen infolge von Grundwasserabsenkungen der Vererdung und Mineralisierung und haben dadurch veränderte Standorteigenschaften für Pflanzen. Vererdete moorige und anmoorige Böden, die z. B. im Urstromtal in Kleingartengebieten entlang des Teltow- und des Neuköllner Kanals sowie in Treptow entlang des Hochflächenrandes der Teltow-Hochfläche vorkommen, sind im Gegensatz zu intakten Mooren sehr tief durchwurzelbare, gut durchlüftete und feuchte Standorte. Eine im Vergleich zu Böden mit einer hundert- bzw. tausendjährigen Entwicklung relativ junge Bodenbildung wird durch die Bodentypen Lockersyrosem, Regosol und Pararendzina charakterisiert. Sie entwickeln sich sowohl auf jungen Abtragungsflächen aus natürlich anstehenden Gesteinen als auch auf Flächen aus anthropogen geschütteten Materialien. Der Bodenabtrag erfolgt dabei einerseits ohne Zutun des Menschen, z. B. durch Wind- oder Wassererosion an Hängen der Dünen sowie der Kames- und Moränenhügel, andererseits infolge der Nutzung des Bodens durch die Menschen. Bodenaufträge können durch natürliche Um- und Verlagerungsprozesse und ebenso durch den Menschen in Form von Aufschüttungen entstehen. Dabei wird in Aufschüttungen von natürlichem Material (z. B. Bodenaushub, Kies) und in Aufschüttungen von technogenen Substraten (Trümmer- und Bauschutt, Schlacke usw.) unterschieden. Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen aus anthropogen geschüttetem Material durchlaufen die gleiche Bodenentwicklung wie aus natürlichen Gesteinen. Ihr unterschiedliches Ausgangsmaterial wird durch die Bodenform, z. B. Regosol aus Geschiebesand bzw. Regosol aus Trümmerschutt, beschrieben (vgl. Grenzius 1987). Die Böden des Berliner Stadtgebietes sind durch intensive anthropogene Eingriffe infolge Besiedlung, Abriss von Gebäuden, Kriegszerstörungen (2. Weltkrieg) sowie Baumaßnahmen gekennzeichnet. Einerseits gibt es großflächige Aufschüttungen von Trümmerschutt, Schlacken und Bauschutt, andererseits Abtragsflächen infolge von Baumaßnahmen (Straßen, Bahntrassen) sowie den Abbau von Kies, Sand und Ton in Tagebauen. Daher sind Lockersyroseme, Regosole und Pararendzinen im Berliner Stadtgebiet weit verbreitete Böden. Lockersyroseme auf Abtragsflächen natürlich anstehender Gesteine kommen v. a. im äußeren Stadtgebiet vor. Sie entwickeln sich überall dort, wo Rostbraunerden und Braunerden der Geschiebe-, Talsand- und Flugsandflächen infolge der Nutzung, z. B. als Truppenübungsplätze oder im Tagebau, abgetragen wurden. Auf kleinflächigen, geringfügig beeinträchtigten Bodenarealen der Truppenübungsplätze sind noch naturnahe Böden erhalten. Größere Truppenübungsplätze befinden sich in Heiligensee (Baumberge), im Grunewald und im Köpenicker Forst (Jagen 161). Tagebaue im Berliner Stadtgebiet sind die Kaulsdorfer Seen, der Kiessee Arkenberge in Pankow, der Tegeler Flughafensee sowie der Laszinssee in Spandau. Die ökologischen Eigenschaften werden vom natürlichen Untergrund und dem Grundwasserstand geprägt. Zum Beispiel sind Lockersyroseme, die durch Erosion aus Rostbraunerden entstanden sind, gut durchlüftete, meist trockene und nährstoffarme Böden. Lockersyroseme auf Aufschüttungsflächen aus aufgetragenen anthropogenen Gesteinen, wie Trümmerschutt, Bauschutt, Gleisschotter, Industrieschotter, sind auf Freiflächen des gesamten dicht besiedelten Stadtgebietes (Innenstadt, alle im Krieg stark zerstörten Bereiche – Bodengesellschaft 52 – Industrie- und Gewerbestandorte) zu finden. Zudem treten sie auf Trümmer- und Bauschuttdeponien, wie Eichberge in Köpenick, Arkenberge in Pankow, Teufelsberg im Grunewald, Trümmerberg im Friedrichshain und Volkspark Prenzlauer Berg, und an den das gesamte Stadtgebiet durchziehenden Gleisanlagen auf. Seltener kommen Lockersyroseme auf aufgeschütteten bzw. umgelagerten natürlichen Gesteinen, so z. B. auf geschütteten Wällen von Truppenübungsplätzen einschließlich Schießplätzen, vor. Die ökologischen Eigenschaften dieser Lockersyroseme werden durch das Aufschüttungsmaterial bestimmt. Lockersyroseme aus Sanden und technogenen Substraten bilden sehr trockene bis trockene, bei Teer- oder Betondecken im Untergrund wechselfeuchte Standorte. Die Durchlüftung und damit das Sauerstoffangebot sind gut, die Durchwurzelbarkeit ist dagegen bei hohem Steingehalt eingeschränkt, bei steinfreien sandigen Böden tief. Nährstoffangebot und -speichervermögen sind je nach Ausgangsgesteinen und Nutzungseinflüssen gering bis hoch. Aus den infolge natürlicher (durch Wasser und Wind) und anthropogen indizierter Erosion (in Berlin häufig Folge der starken Trittbelastung von Hangbereichen) auf Kames-, Moränen- oder Dünensanden entstandenen Lockersyrosemen entwickeln sich – da der Prozess der Bodenbildung ständig fortschreitet – durch Humusanreicherung im Ah-Horizont Regosole (vgl. Grenzius 1987). Diese Regosole treten z. B. an den steileren Hangbereichen im Grunewald entlang der Havel, im Düppeler Forst und an den Hängen der Müggelberge auf. Bodenauf- und -abträge durch das Anlegen und Einebnen der Rieselfelder in den nördlichen Gebieten der Stadtbezirke Pankow, Weißensee und Hohenschönhausen bedingten ebenfalls die Entstehung von Regosolen aus natürlichem Material (Bodengesellschaften 2560 [60], 2580 [62], 2590 [63]). Regosole aus sandigen kalkfreien Aufschüttungen entwickeln sich vor allem im gesamten dichter bebauten Stadtgebiet einschließlich kleinerer Grün- und Parkanlagen. Sie sind meist nährstoffarm. Humusanreicherung im Oberboden verbessert das Nährstoffangebot. Sie weisen oft ein geringes Wasserhaltevermögen, eine gute Durchlüftung und eine vom Steingehalt abhängige tiefe bis mittlere Durchwurzelbarkeit auf. Pararendzinen entwickeln sich aus Lockersyrosemen kalkhaltiger Substrate. Pararendzinen natürlicher Herkunft entwickeln sich auf abgetragenen Bereichen offen gelassener Mergelgruben, auf umgelagertem Mergel (z. B. bei Tiefbaumaßnahmen) und an erodierten Hangbereichen von Gewässern und Rinnen der Geschiebemergelhochflächen. Im Niederungsgebiet der Bäke am Landgut Eule und an Albrechts Teerofen bildeten sich Pararendzinen aus beim Bau des Teltowkanals ausgebaggerten und wieder abgelagerten Kalkmudden bzw. aus gestörten Flachwassersedimenten (vgl. Grenzius 1987). Pararendzinen aus anthropogenem Aufschüttungsmaterial entstehen auf allen Flächen, die mit Trümmer- oder Bauschutt aufgefüllt wurden, so im gesamten dicht bebauten Stadtgebiet, auf allen im Krieg stark zerstörten Bereichen mit Trümmerschuttauffüllungen und auf Bahnanlagen. Pararendzinen sind ebenso entlang der vielen überschütteten Ufer und Niederungen von Havel, Spree und deren seenartigen Erweiterungen anzutreffen. Pararendzinen aus Geschiebemergel weisen durch ihren höheren Tongehalt ein erhöhtes Nährstoffspeichervermögen sowie eine mittlere bis hohe nutzbare Feldkapazität auf. Pararendzinen aus Trümmerschutt sind dagegen nährstoffärmer und trocken. Die Durchlüftung ist gut, die Durchwurzelbarkeit bei den Pararendzinen aus Trümmerschutt ist aufgrund des Steingehaltes flach. Pararendzinen aus Kalkmudden stellen frische, nährstoffreiche sowie je nach Grundwasserstand gut bis schlecht durchlüftete Standorte dar. Ausgewählte Bodengesellschaften Von den derzeit 78 Bodengesellschaften (siehe Tab. 7) werden im Folgenden einige charakteristische Bodengesellschaften beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung der Bodengesellschaften erfolgte durch Grenzius (1987). Die abgebildeten Landschaftsschnitte stammen aus der Dissertation von Grenzius (1987). Naturnahe Bodengesellschaften BG 1010 [1] Parabraunerde – Sandkeilbraunerde Grundmoränenhochfläche aus Geschiebemergel Ausgangsgestein der in dieser Bodengesellschaft vereinten Bodentypen ist die aus Geschiebelehm bzw. -mergel bestehende Grundmoränenhochfläche, die durch Schrumpfung entstandene, mit Sand verfüllte Keile aufweist und durch Flugsande überlagert wurde. Eine Durchmischung des Flugsandes mit dem Geschiebemergel führte zur Ausbildung des Geschiebedecksandes. Auf den mit einer geringen Geschiebesanddecke überlagerten Geschiebelehm- bzw. -mergelflächen entwickelten sich Parabraunerden, auf den 1 bis 3 m tiefen Sandkeilen Sandkeilbraunerden. Diese Bodengesellschaft ist vor allem auf den Geschiebemergelhochflächen des Teltows und des Barnims verbreitet. BG 1070 [6] Rostbraunerde – kolluviale Braunerde (Sander über) Moränenfläche aus geschiebehaltigem Sand Diese Bodengesellschaft umfasst die Rostbraunerden auf den sandigen, morphologisch relativ ebenen Bereichen der Geschiebemergelhochflächen bzw. der Grundmoränen des Teltow (Grunewald, Düppeler Forst) und des Barnims. Dabei tritt in den oberen 2 m des Geschiebesandes kein Geschiebelehm bzw. -mergel auf. Rostbraunerden kommen auch auf den Kamesbildungen des Grunewaldes und von Lübars bis Arkenberge sowie den Endmoränenbildungen in Gatow und der Müggelberge vor. Da sie dort jedoch einen anderen räumlichen Bezug (geomorphe Einheit) besitzen, wurden sie für diese geomorphe Einheit mit einem anderen auftretenden Bodentyp zu einer weiteren Bodengesellschaft zusammengefasst (BG 1040 [4]). Rostbraunerden auf mehr oder weniger hohen Moränenhügeln aus Geschiebesanden mit teilweise auftretenden Geschiebemergel- bzw. Geschiebelehmresten innerhalb der ersten zwei Meter des Geschiebesandes bilden ebenfalls eine eigene Bodengesellschaft (BG 1020 [2] bzw. 1030 [3]). BG 1090 [9] Podsol-Braunerde – Podsol – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) BG 1100 [10] Podsol-Braunerde – Rostbraunerde – kolluviale Rostbraunerde (Düne aus Feinsand) Die Bodengesellschaften 1090 [9] und 1100 [10] sind die Einheiten der grundwasserfernen, mehrere Meter mächtigen Dünen sowie größeren Dünengebiete mit Geländehöhen über 40 m NHN. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen durch das Auftreten von Podsolen. Sie kommen v.a. im Tegeler und Frohnauer, aber auch im Köpenicker Forst vor. Ohne Bodenprofiluntersuchungen können keine Aussagen zum Vorhandensein von Podsolen gemacht werden. Diese beiden Bodengesellschaften wurden im östlichen Stadtgebiet teilweise als Sammelgesellschaft, bei Vorhandensein von Kartierungen (Standortskarten des Forstbetriebes Ost-Berlin, Smettan 1995) getrennt ausgewiesen. BG 1160 [15] Rostbraunerde – vergleyte Braunerde – Gley-Braunerde (Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Diese Bodengesellschaft ist eine weit verbreitete Bodengesellschaft im Berliner Urstromtal. Das Berliner Urstromtal stellt das Abflusstal der Schmelzwässer der Frankfurter Phase der Weichseleiszeit dar. Die durch die Schmelzwässer transportierten und im Talbereich abgelagerten Mittel- und Feinsande bilden das Ausgangsgestein für die Bildung der Braun- und Rostbraunerden. Unterschiedliche Grundwasserstände verursachten die Ausbildung von Gleymerkmalen (z. B. Rostflecken) in verschiedenen Tiefen. Dafür stehen die Bodentypen vergleyte Braunerde und Gley-Braunerde. Da das Grundwasser in diesem Jahrhundert durch die Grundwasserförderung der Berliner Wasserwerke abgesenkt wurde, liegen die Gleymerkmale häufig nur noch als Relikte vor, d.h. das Grundwasser steht heute tiefer an als die von ihm erzeugten Gleymerkmale. Diese Bodengesellschaft wird vor allem vom Spreetal in Köpenick und von den Talsandflächen der Forsten Spandau, Tegel und Jungfernheide eingenommen. BG 1231 [22a] Gley-Braunerde – Gley – Niedermoor (Schmelzwasserrinne in Talsandfläche ohne Düne) Die während des Glazials aufgrund des hohen Druckes des Gletschers auf seiner Sohle entstandenen subglazialen Schmelzwässer sowie die in der Zeit zwischen den Eiszeiten durch Erwärmung des Klimas entstandenen Schmelzwässer flossen in die großen Urstromtäler ab und schufen durch ihre Erosionskraft z. T. tiefe (subglaziale) Schmelzwasserrinnen. Die im Bereich des Grundwassers liegenden Rinnen verlandeten und vermoorten nach der letzten Eiszeit. Viele dieser Rinnen, insbesondere im Gebiet der Berliner Innenstadt, wurden anthropogen verfüllt und überbaut und sind deshalb heute nicht mehr sichtbar. Solche glazifluvialen Schmelzwasserrinnen innerhalb der Talsandflächen sind z. B. Teilbereiche der Wuhle, des Neuenhagener Mühlenfließes, die Spekte-Lake, die Egelpfuhlwiesen und das Breite Fenn. Im unmittelbaren Rinnenzentrum entstanden je nach Grundwasserstand Anmoorgleye, teilweise auch Flachmoortorfe. Zu den Rinnenrändern hin folgen je nach Grundwasserstand Gley-Braunerden bzw. Gley-Rostbraunerden sowie vergleyte Braun- bzw. Rostbraunerden. Anthropogene Bodengesellschaften BG 2420 [41] Nekrosol + Gley-Braunerde-Hortisol + Gley (Friedhof auf Talsandfläche aus Mittel- und Feinsand) Bei dieser Bodengesellschaft wurden die Böden der Talsandflächen zusammengefasst, die durch die Nutzung als Friedhof teilweise einer anthropogenen Beeinflussung unterlagen. Dabei werden als Nekrosole die durch tiefgründiges Graben beim Anlegen der Gräber entstandenen Böden bezeichnet. Auf den ungenutzten Flächen des Friedhofes auf Talsand sind dagegen noch reliktische Gley-Braunerden und Gleye zu finden. Infolge einer langjährigen Humuszufuhr entwickelten sich Humusregosole, Hortisol-Gley-Braunerden und Hortisole. Bei anderen Nutzungen sind die Böden so stark anthropogen verändert, dass ehemals natürliche Böden weitgehend zerstört bzw. durch Fremdmaterialien überschüttet wurden. BG 2470 [49] Syrosem + Kalkregosol + Pararendzina (Gleisanlage auf Aufschüttungs- und Abtragungsfläche) Zu dieser Bodengesellschaft sind die Böden, die einer Nutzung als Bahnanlagen und Bahnhof unterliegen, zusammengefasst. Die Gleiskörper bestehen aus groben Schottern unterschiedlichen Materials; Bahndämme aus Sand, auch Trümmer- und Industrieschutt wurden aufgeschüttet. Je nach Bodensubstrat kam es zur Ausbildung vor allem von Syrosemen, Lockersyrosemen, Pararendzinen und Kalkregosolen. BG 2490 [51] Lockersyrosem + Humusregosol + Pararendzina (dichte Innenstadtbebauung, im Krieg nicht zerstört, auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft charakterisiert Böden innerhalb Flächen geschlossener Bebauung der Innenstadt, die vor dem 2. Weltkrieg erbaut und nicht bzw. kaum zerstört wurden sowie stark versiegelt sind. Die in den Hinterhöfen auftretenden Böden, die einer Gartennutzung unterlagen bzw. noch unterliegen, sind durch humose Oberböden gekennzeichnet und konnten sich zu Humusregosolen, Hortisolen und Humuspararendzinen entwickeln. Auf den anderen Flächen der Hinterhöfe, die geringfügig auch mit Trümmerschutt bedeckt sein können, bildeten sich Lockersyroseme und Regosole. BG 2500 [52] Lockersyrosem + Regosol + Pararendzina (Innenstadt auf Aufschüttung) Diese Bodengesellschaft beschreibt die Böden ehemals dicht bebauter Innenstadtbereiche, die während des 2. Weltkrieges zum Teil vollständig zerstört wurden. Der Trümmerschutt verblieb größtenteils an Ort und Stelle. Auf vielen nicht durch Gebäude beanspruchten Flächen sind die Bodenschichten von wenigen Dezimetern bis zu zwei Metern mit Trümmerschutt und/oder Bausand durchsetzt bzw. bestehen aus diesem (vgl. Grenzius 1987). Wie in Abb. 10 ersichtlich, entwickelten sich auf diesen Flächen Syroseme und Pararendzinen, auf Flächen ohne Trümmerschutt Syroseme und Regosole. Die Karte der Bodengesellschaften, erarbeitet aus vorhandenen Daten unterschiedlicher Art, gibt einen Überblick über die je nach Ausgangsmaterial, Geomorphologie bzw. Landschaftsausschnitt, Grundwasserstand und Nutzung zu erwartenden Vergesellschaftungen von naturnahen und/oder anthropogenen Böden. Aus den Bodengesellschaften lassen sich die Hauptbodentypen und weitere Standorteigenschaften ableiten: Durchlüftung, Durchwurzelbarkeit, Feldkapazität und nutzbares Feldkapazität, Nährstoffspeichervermögen, potentielle und effektive Kationenaustauschkapazität als Maß für das Nährstoffspeichervermögen (vgl. Grenzius 1987). Unter Zuhilfenahme zusätzlicher Informationen (z. B. topographische Karten, aktueller Grundwasserstand) und der Bodengesellschaft ist es möglich, ohne Kartierung den jeweiligen Bodentyp im Gelände und dessen ökologische Eigenschaften mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit herzuleiten. Aussagen zu vergleyten oder reliktisch vergleyten Böden und damit zu feuchten oder trockenen Standorten können im Zuge dieser Vorgehensweise nur unter Berücksichtigung der aktuellen Grundwasserstände gemacht werden. Da die Böden als wesentliches Landschaftselement eines Gebietes die Standortvielfalt von Flora und Fauna mitbestimmen, werden besonders seltene und unveränderte bzw. wenig veränderte Böden bei der Ausweisung von Schutzgebieten berücksichtigt. Neben der Ableitung von Standorteigenschaften ist die Bodengesellschaftskarte auch geeignet, Auswertungen hinsichtlich Bodenschutz und Bodenfunktionen vorzunehmen. In den Karten 01.06 des Umweltatlas sind Bodenkundliche Kennwerte, in den Karten 01.12 eine Bewertung der Bodenfunktionen und in den Karten 01.11 Kriterien für die Ableitung dieser Funktionen dokumentiert.
Für die Bewertung der Bodenfunktionen wurden die zum großen Teil aus der Bodengesellschaftskarte (vgl. Karte 01.01 ) und der dazugehörigen Dissertation von Grenzius (1987) abgeleiteten Bodenkennwerte (vgl. Karte 01.06 ) herangezogen. Die Qualität dieser Grundlagendaten bestimmt entscheidend die Qualität und Aussagefähigkeit der Bewertung der Bodenfunktionen. Aus diesen und weiteren Informationen wurden Kriterien abgeleitet (vgl. Karte 01.11 ), die eine Bewertung der Bodenfunktionen ermöglichen (vgl. Abb. 1). Die Bewertungsmethode wurde im Rahmen der Arbeiten zur Bodenschutzkonzeption entwickelt (Lahmeyer 2000) und später auf die ganze Stadt übertragen (Gerstenberg und Smettan 2001, 2005, 2009). Die jetzt präsentierten Karten basieren auf aktualisierten Grundlagendaten und verbesserten Bewertungsmethoden (Gerstenberg 2017). Die im Maßstab 1 : 50.000 vorliegende Karte der Bodengesellschaften und damit ebenso die Karten zur Bewertung der Bodenfunktionen sind Übersichtskarten, die Aussagen für die Ebene der Landesplanung zulassen. Aufgrund der maßstabsbedingten Generalisierung können in der Bodenkarte und damit ebenso in den daraus abgeleiteten Funktionsbewertungen in der Realität häufig auftretende, kleinräumige Differenzierungen der Böden, die durchaus bodenökologisch relevant sind, nicht abgebildet werden. Detaillierte, flächenscharfe Aussagen sind daher aufgrund des Maßstabs nicht möglich, da hierzu großmaßstäbige Detailkartierungen erforderlich sind. Jedoch sind die Karten in diesen Fällen für erste Prüfungen nutzbar. Die in der Bodenkarte dargestellten Bodeneinheiten beschreiben Bodengesellschaften, d. h. die mehr oder weniger regelhafte Vergesellschaftung unterschiedlicher Bodentypen in vor allem geologisch, geomorphologisch sowie durch ihren Wasserhaushalt und ihre Nutzung abgegrenzten Landschaftsausschnitten. Mit den auftretenden unterschiedlichen Bodentypen können daher auch die hier zu bewertenden ökologischen Eigenschaften der Böden innerhalb einer Bodengesellschaft z. T. große Schwankungsbreiten aufweisen. Teilweise erfolgt die Bewertung der Bodengesellschaften aufgrund des Auftretens einzelner Bodentypen, z.B. bei der Ausweisung nasser Böden als potentiell hochwertige Vegetationsstandorte. Hier ist zu berücksichtigen, dass solche Böden in einer Bodengesellschaft zum Teil nur begleitend oder untergeordnet neben anderen, in diesem Fall nicht nassen Standorten auftreten. Eine räumliche Abgrenzung dieser unterschiedlichen ökologischen Qualitäten innerhalb einer Bodengesellschaft ist in der Karte im vorliegenden Maßstab nicht möglich. In die Bewertung der einzelnen Bodenfunktionen gehen Parameter ein, deren Ausprägung i. d. R. nicht gemessen, sondern als Kennwerte ermittelt wurden. Dies ist in der Bodenkunde ein übliches und auch bei großmaßstäbigeren Untersuchungen angewendetes Verfahren, da nur so flächendeckende Aussagen für größere Gebiete möglich sind. Eingangsdaten für die Kennwertermittlung sind vor allem die Bodenart, der Humusgehalt sowie der pH-Wert, die in der Datei der Kennwerte zur Bodengesellschaftskarte in ausreichend differenzierter Form vorliegen. Die Bewertung der Leistungsfähigkeit der Böden für die fünf Bodenfunktionen erfolgte jeweils in den drei Wertstufen ”gering”, ”mittel” und ”hoch”. Bewertungsunterschiede, die sich dadurch ergeben, dass sich die Bodengesellschaften häufig aus pedologisch (bodenkundlich) und funktional unterschiedlichen Bodentypen zusammensetzen, werden generalisiert. Im Ergebnis sind die Bewertungen der Flächen zwischen den einzelnen Bodenfunktionen recht ungleich verteilt (vgl. Abb. 2). Diese unterschiedliche Aufteilung von Böden geringer, mittlerer und hoher Funktionsleistung ergibt sich aus der jeweiligen Funktion selbst: Hinsichtlich der Lebensraumfunktion naturnaher und seltener Pflanzengesellschaften wird gemeinhin der Schutz gefährdeter Biotope betrachtet, und diese sind ebenso wie ihre Standorte definitionsgemäß selten. Die natürliche Bodenfruchtbarkeit ist in Berlin generell eher gering. Die Puffer- und Filterfunktion ist in Berlin auf den Hochflächen deutlich ausgeprägter. Diese Differenzierung und die regionale Häufigkeit der Hoch- und Talsandflächen kommen in der Verteilung mit vielen „mittel“ und „hoch“ bewerteten Flächen zum Ausdruck. Zusätzlich sind naturnahe Moorstandorte wegen ihrer hohen organischen Kohlenstoffgehalte enthalten. Die Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt wird anhand der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers und ihrer Ähnlichkeit zu den „natürlichen“ Abflussverhältnissen bewertet, die von hoher Verdunstung und geringer Versickerungsrate bestimmt sind. Dies ist in weiten Teilen der Wald- und Landwirtschaftsflächen der Fall, so dass bei dem vergleichsweise hohen Anteil dieser Nutzungen auch viele Flächen „mittel“ und „hoch“ bewertet werden. Die Archivfunktion schützt vor allem die Bodengesellschaften, die regionalspezifisch sind und der Region eine charakteristische Prägung geben, also das Besondere. Das ist wiederum definitionsgemäß nicht das „normale“ und häufige, so dass hier die meisten Flächen mit „gering“ bewertet werden. Diese Unterschiede in den Bewertungen sind gewollt, denn sie entsprechen den naturräumlichen Gegebenheiten und der unterschiedlichen Bedeutung der Funktionen. In der Karte 01.12.6 wurden die fünf Einzelkarten zu einer Gesamtkarte ”Leistungsfähigkeit der Böden zur Erfüllung der natürlichen Bodenfunktionen und der Archivfunktion” zusammengefasst. Beschreibung Generell sind fast alle Böden durch Pflanzen spontan besiedelbar und somit potentielle Träger der Lebens¬raumfunktion für Pflanzengesellschaften. Unterschiede in der Leistungsfähigkeit ergeben sich aus der Bewertung der potentiell auf dem entsprechenden Boden wachsenden Vegetation, bei der vor allem aus Sicht des Naturschutzes seltene Arten bzw. Pflanzengesellschaften höher bewertet werden. Veränderungen des Bodens durch Abgrabungen, Aufschüttungen und Umlagerungen sowie durch Grundwasserabsenkung und Nährstoffeintrag haben eine weitgehende Nivellierung der Standorteigenschaften zur Folge, so dass besonders den ohnehin seltenen spezialisierten Pflanzenarten der Lebensraum entzogen wird. Einen nicht untypischen Sonderfall stellen die armen und trockenen Standorte mit den auf ihnen stockenden, vergleichsweise seltenen Trockenrasen dar, deren Vorkommen im Berliner Raum aber an ein geringes Maß an menschlichem Einfluss gebunden ist. In der hier durchgeführten Bewertung der Lebensraumfunktion, die das von Lahmeyer (2000) erstellte Konzept weiterentwickelt, werden vor allem Bodengesellschaften mit extremen Bedingungen des Wasserhaushalts und seltene Bodengesellschaften als wertvoll bewertet. Seltene und nasse Standorte werden als sogenannte Sonderstandorte ausgewiesen. So können ökologisch besonders wertvolle Standorte und Entwicklungspotenziale von Auengesellschaften, Feuchtwiesen und Moorflächen hervorgehoben werden. Extrem trockene und nährstoffarme Dünen und anthropogen entstandene junge Böden stellen potentielle Standorte wertvoller Trockenrasen dar. Diese Flächen erhalten als besonderer Naturraum unabhängig von ihrer Naturnähe eine mittlere Bewertung. Insgesamt stellt die Bewertung das Potenzial des Bodens dar, eine bestimmte Vegetation zu tragen und ist keine Bewertung der aktuellen Vegetation. Methode Die Lebensraumfunktion für naturnahe und seltene Pflanzengesellschaften wird aus den Kriterien Naturnähe (vgl. Karte 01.11.3 ), regionale Seltenheit der Bodengesellschaft (vgl. Karte 01.11.1 ), Standortfeuchte (vgl. Karte 01.01 und 01.06.4 ) und Nährstoffversorgung (vgl. Karte 01.06.9 ) abgeleitet (vgl. Abb. 1). Anhand der Kriterien werden sogenannte “Sonderstandorte” ermittelt. Sonderstandorte sind: Flächen, auf denen die Standortfeuchte mit ”nass” bzw. „feucht“ angegeben wurde, Flächen, auf denen die Regionale Seltenheit der Bodengesellschaft mit sehr selten bis selten bewertet wurde sowie Flächen mit trockenen, nährstoffarmen Böden ohne Baustellennutzung (niedrigster nFK-Wert der Flachwurzelzone < 20 mm; KAK eff , Oberboden < 3,5 cmol c /kg). Differenziert nach Standorten wird die Bewertung der Lebensraumfunktion für naturnahe und seltene Pflanzengesellschaften nach Tab. 1 in drei Klassen von „gering“ (1) über „mittel“ (2) bis „hoch“ (3) unter Berücksichtigung der Naturnähe vorgenommen. Dabei erhalten die seltenen und nassen Standorte eine deutlich höhere Bewertung als die trockenen Standorte, die wegen ihrer leichteren Regenerierbarkeit nicht so empfindlich sind. Dort wird ausschließlich ein mittleres Entwicklungspotenzial unabhängig von der Naturnähe erreicht. „Normale“ Standorte erzielen nur bei sehr hoher Naturnähe eine mittlere Leistungsfähigkeit. Kartenbeschreibung Flächen mit hoher Bedeutung für die Lebensraumfunktion für naturnahe und seltene Pflanzengesellschaften sind fast ausschließlich auf die Außenbereiche von Berlin beschränkt. In diese Kategorie fallen nur wenige Flächen. Sie beinhalten Böden, die durch hohe Grundwasserstände gekennzeichnet sind, wie Niedermoor-, Auen- und Gley-Bodengesellschaften in Schmelzwasserrinnen, Flussniederungen und Talsandflächen. Hervorzuheben ist auch das Kalkmuddengebiet in Teerofen und Fahlerden mit Sandkeilrostbraunerden auf der Geschiebemergelhochfläche in Frohnau unter Wald. Da eine hohe Bedeutung für die seltenen und naturnahen Pflanzengesellschaften nur bei hoher Naturnähe erreicht werden kann, sind diese Flächen fast ausschließlich in Wäldern lokalisiert und nur ganz wenige auch auf Friedhöfen (vgl. Abb. 2) Eine mittlere Bewertung erhalten naturnahe Böden der Niedermoor-, Auen- und Gley-Bodengesellschaften von Talsandflächen, Rostbraunerden von Grund-, End- und Stauchmoränen sowie Gleye der Schmelzwasserrinnen. Auf den lehmigen Hochflächen sind Parabraunerden mit Sandkeilrostbraunerden und bei ehemaliger Rieselfeldnutzung in Gatow Gley-Parabraunerden mit Gley-Sandkeilrostbraunerden in dieser Bewertungsklasse zu nennen. Trockene Standorte finden sich erwartungsgemäß überwiegend in den anthropogen gebildeten Lockersyrosemen des Urstromtales. Der überwiegende Teil der Flächen besitzt nur eine geringe Bedeutung für die Lebensraumfunktion für naturnahe und seltene Pflanzengesellschaften. Dies sind vor allem innerstädtische Flächen mit anthropogenen Aufschüttungen, beispielsweise aus Bauschutt. Beschreibung Die Ertragsfunktion und Leistungsfähigkeit der Böden für Kulturpflanzen stellt das Potenzial der Böden für eine Eignung zur landwirtschaftlichen und/oder gartenbaulichen Nutzung und Produktion dar. Die Eignung der Böden für eine forstliche Nutzung wird hier nicht bewertet. Die Ertragsfunktion hängt von den jeweiligen Standortbedingungen eines Bodens ab. Diese werden im Wesentlichen von den Bodeneigenschaften, vor allem vom standörtlichen Wasser- und Nährstoffhaushalt bestimmt. Die Wasserversorgung ergibt sich aus dem Wasserspeichervermögen der Böden und einer möglichen Zusatzversorgung der Pflanzen mit Wasser aus dem Grundwasser durch kapillaren Aufstieg. Dabei sind lehmige und/oder grundwassernahe Standorte deutlich intensiver mit Wasser versorgt als sandige und/oder grundwasserferne Standorte. Die Nährstoffversorgung ist eng mit der Mächtigkeit der Humusschicht, dem Gehalt an organischer Substanz und der Bodenart verknüpft. Eine gut ausgebildete Humusdecke stellt ein erhebliches Nährstoffreservoir dar, sowohl an basischen Nährstoffen, wie Calcium, Kalium und Magnesium, als auch an Stickstoff und Phosphor. Lehmige Böden sind mit Mineralnährstoffen besser versorgt als sandige Böden und können diese zudem besser festhalten und speichern. Dieser Eigenschaft wird durch die Berücksichtigung der effektiven Kationenaustauschkapazität (KAKeff) der Böden bei der Bewertung Rechnung getragen, die aber nur die Versorgung mit basischen Kationen widerspiegelt. Eine Einschränkung der Durchwurzelbarkeit durch verhärtete Horizonte und anstehendes festes Gestein liegt im Berliner Raum nicht vor. Eine Differenzierung nach unterschiedlichen Reliefs ist ebenfalls nicht erforderlich, da das Berliner Gebiet großflächig nur relativ schwach reliefiert ist. Methode Die Bewertung als Lebensraum für Kulturpflanzen ergibt sich aus der Summe der erreichten Punktezahl der für den Standort ermittelten Wasserversorgung und der Nährstoffversorgung (vgl. Karte 01.11.7 und Karte 01.11.8 ). Die Bewertung des Standortes, differenziert nach „gering“, „mittel“ und „hoch“ in den Stufen 1 bis 3, kann Tab. 1 entnommen werden. Die Ertragsfunktion der Berliner Böden erreicht nur in wenigen Fällen eine hohe Bewertung. Dies sind vor allem grundwassernahe Standorte mit Gley-Niedermoorgesellschaften mit hohem Gehalt an organischer Substanz und guter Wasser- und Nährstoffversorgung. Dazu kommen Kalkmuddenböden und auf den Hochflächen Parabraunerden und Sandkeilbraunerden aus Geschiebemergel mit eingelagerten Sanden, sofern sie einen hohen Humusgehalt aufweisen. Da die Humusgehalte nutzungsbedingt variieren, hängt auch die Ertragsfunktion für Kulturpflanzen stark von der Nutzung ab (vgl. Abb. 2); auch werden keine größeren zusammenhängenden Flächen gebildet. Eine mittlere Bewertung erhalten kleinräumig nährstoffreiche Auenniedermoore in Schmelzwasserrinnen und einige kalkhaltige und nährstoffreiche Gley-Bodengesellschaften auf Talsandflächen. Den Schwerpunkt dieser Bewertungsklasse bilden Parabraunerden und Fahlerden, vergesellschaftet mit Sandkeilbraunerden, Sandkeilrostbraunerden und Rostbraunerden auf den Geschiebemergelhochflächen mit naturnahen Nutzungen. Ursache für den hohen Anteil der Flächen mit geringer Ertragsfunktion ist die Nährstoffarmut und die häufig schlechte Wasserversorgung der sandigen Böden sowie die eingeschränkte Wasserversorgung bei grundwasserfernen, lehmigen Hochflächenböden. So sind zum Beispiel die Flächen mit forstwirtschaftlicher Nutzung häufig durch sandige und nährstoffarme Standorte geprägt. Diese konzentrieren sich als größere zusammenhängende Komplexe auf die Stadtrandbereiche. Die Bodengesellschaften der Innenstadt sind meist durch anthropogene Aufschüttungen charakterisiert. Sie sind ebenfalls durch ein geringes Ertragspotenzial gekennzeichnet. Beschreibung Die Puffer- und Filterfunktion beschreibt die Fähigkeit der verschiedenen Böden, Substanzen in ihrem ökosystemaren Stofffluss zu verlangsamen (Pufferfunktion) oder dauerhaft diesem Kreislauf zu entziehen (Filterfunktion). Sie basiert auf der Fähigkeit der Böden, Stoffe durch physiko-chemische Adsorption und Reaktion sowie biologischen Stoffumbau im Boden festzuhalten oder zu neutralisieren. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Fähigkeit, eingetragene Schadstoffe auf dem Weg durch den Boden in das Grundwasser festzuhalten. Grundlage der Bewertung ist die jeweilige Wasserdurchlässigkeit, die Bindungsstärke für Schwermetalle, das Bindungsvermögen für Nähr- und Schadstoffe und die Filterstrecke zum anstehenden Grundwasser. Bei der Pufferung kann durch die Reaktion basisch wirkender Kationen einer Versauerung des Bodens entgegengewirkt werden. Bei der Filterung werden Feststoffe aus dem Sickerwasser mechanisch herausgefiltert und gelöste Stoffe vor allem durch Sorptionskräfte von Humus und Ton gebunden. Diese Fähigkeit wird durch verschiedene physikalische, chemische und biologische Bodeneigenschaften bestimmt. Allerdings besitzt der Boden für verschiedene Stoffe und Stoffgruppen, wie Pflanzennährstoffe, organische Verbindungen, Säurebildner oder Schwermetalle, unterschiedliche Filter- und Pufferkapazitäten. Böden mit dieser hohen Filter- und Pufferkapazität können in hohem Maß Schadstoffe anreichern. Die aufgenommenen Schadstoffe werden in der Regel nicht abgebaut, sondern bleiben bis zur Ausschöpfung der Puffer- und Filterkapazität im Boden, bevor sie in das Grundwasser abgegeben werden. Bei andauernder Schadstoffzufuhr besteht daher die Gefahr, dass diese Böden als Schadstoffsenke funktionieren und Bodenbelastungen auftreten, die zum Beispiel landwirtschaftliche oder gartenbauliche Nutzungen auf diesen Flächen nicht mehr ermöglichen. Einen zweiten Aspekt stellt die Fähigkeit dar, organischen Kohlenstoff in Form von Humus oder Torf zu speichern. Störungen und Zerstörungen des Bodens, wie beispielsweise Grundwasserabsenkungen, führen im Zuge bakterieller Zersetzung und Veratmung zu Humusverlust und damit zur Freisetzung von Kohlendioxid (CO 2 ) oder Methan (CH 4 ) aus dem Boden in die Atmosphäre. Besonders reich an organischen Kohlenstoffen sind Moorböden, die somit die Puffer- und Filterfunktion im organischen Kohlenstoffkreislauf in hohem Maße erfüllen. Methode Für die Bewertung der Filter- und Pufferfunktion werden für jede Fläche die Bewertungen für die Kriterien Puffervermögen im organischen Kohlenstoffhaushalt (vgl. Karte 01.11.11 ), Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen (vgl. Karte 01.11.6 ), Bindungsstärke für Schwermetalle (vgl. Karte 01.11.10 ), Filtervermögen (vgl. Karte 01.11.9 ) und darüber hinaus der Grundwasserflurabstand (vgl. Karte 02.07 ) herangezogen. Die Puffer- und Filterfunktion der Böden wird nach Tab. 1 bewertet. Dabei werden die Bewertungen von Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen, Bindungsstärke für Schwermetalle und Filtervermögen von jeweils 1 (=gering), 2 (=mittel) und 3 (=hoch) addiert und durch die Wertung des Grundwasserflurabstandes korrigiert. Damit wird neben den Fähigkeiten des Bodens, Stoffe festzuhalten auch der Filterstrecke Rechnung getragen, da bei grundwassernahen Standorten Schadstoffe rascher in das Grundwasser eingetragen werden als bei grundwasserfernen Standorten. Unabhängig von Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen, Bindungsstärke für Schwermetalle und Flurabstand werden die Bodengesellschaften mit dem höchsten Puffervermögen im organischen Kohlenstoffhaushalt (3) mit „hoch“ bewertet. Die geringeren Stufen beeinflussen die Bewertung nicht. Die Gesamtbewertung der Puffer- und Filterfunktion von Böden wird in den drei Abstufungen „gering“ (1), „mittel“ (2) und „hoch“ (3) vorgenommen. Kartenbeschreibung Eine hohe Puffer- und Filterfunktion besitzen lehmige Böden mit einer geringen Wasserdurchlässigkeit, einem neutralen bis basischem pH-Wert, der die Mobilität von Schwermetallen herabsetzt, sowie Böden mit einer hohen effektiven Kationenaustauschkapazität durch hohen Ton- und Humusgehalt und großem Grundwasserflurabstand. Diese Anforderungen erfüllen vor allem Böden auf den Geschiebemergelhochflächen des Teltows und Barnims, so dass sich diese Hochflächen insgesamt auf der Karte deutlich abbilden. In der Regel handelt es sich um Bodengesellschaften aus Parabraunerden – Sandkeilbraunerden – Fahlerden mit naturnahen Nutzungen ohne Störung durch anthropogene Aufschüttungen, häufig unter landwirtschaftlicher oder kleingärtnerischer Nutzung (vgl. Abb. 2). Eine mittlere Bewertung erhalten die sandigen Böden von End- und Stauchmoränen und Dünensanden mit den Bodengesellschaften Braunerde – Rostbraunerde – Podsolbraunerde unter naturnaher Nutzung oder siedlungsbedingten sandigen Aufschüttungsböden. Die Sande verfügen zwar über eine relativ hohe Wasserdurchlässigkeit, aber der größere Abstand zum Grundwasser erweitert die Filterstrecke. Eine nur geringe Fähigkeit, Schadstoffe zu filtern und zu puffern besitzen die sandigen Böden des Urstromtals und von Rinnen und Senken mit nur kurzer Filterstrecke der Schadstoffe zum Grundwasser. Es sind Böden, deren Entwicklung durch das Grundwasser bestimmt ist, wie Gley- und Moorgesellschaften unter naturnaher Nutzung oder sandige Aufschüttungsböden im Innenstadtbereich mit Lockersyrosem – Regosol – Pararendzina als Bodengesellschaft. Ein hohes Puffer- und Filtervermögen in Bezug auf den organischen Kohlenstoff besitzen Bodengesellschaften mit moorigen Böden unter Wald oder Grünland, wie sie vor allem im Urstromtal und in den Abflussrinnen vorkommen. Beschreibung Die Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt wird durch die Wasserspeicher- oder Retentionsfähigkeit der Böden bestimmt und wirkt sich auf die Grund- und Oberflächenwasserabflüsse aus. Als Kriterium für diese Bodenfunktion wird die Austauschhäufigkeit des Bodenwassers herangezogen (vgl. Karte 01.11.4 ). Bei einer geringen Austauschhäufigkeit ist die Verweilzeit des Wassers lang und die zurückgehaltene Wassermenge im Boden hoch. Eine geringe Austauschhäufigkeit ist somit positiv für den Landschaftswasserhaushalt zu bewerten. Längere Verweilzeiten erlauben außerdem einen stärkeren Abbau eingetragener Stoffe und wirken sich somit positiv auf die Sickerwasserqualität aus. Die Grundwasserneubildungsrate ist aber bei einem hohen Speichervermögen und geringer Austauschhäufigkeit des Bodenwassers niedrig, da das Niederschlagswasser überwiegend im Boden verbleibt und von den Pflanzen aufgenommen wird. Methode Die Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt wird unmittelbar durch eine Bewertung der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers (vgl. Karte 01.11.4 ) abgeleitet. Die Bewertung erfolgt in drei Stufen von „gering“ (1) über „mittel“ (2) bis „hoch“ (3), wobei eine sehr geringe Austauschhäufigkeit als „hoch“, eine geringe bis mittlere Austauschhäufigkeit als „mittel“ und eine hohe bis sehr hohe Austauschhäufigkeit als „gering“ entsprechend Tab. 1 bewertet wird. Zur Berechnung der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers wurde die Versickerung (ohne Berücksichtigung der Versiegelung) herangezogen (vgl. Karte 02.13.4). Die Höhe der Versickerung wiederum wird nicht nur vom Niederschlag und den Bodenverhältnissen beeinflusst, sondern maßgeblich auch von der Verdunstung, die von der Vegetation und damit von der Nutzung abhängig ist. Bei der Interpretation der Karte ist daher zu beachten, dass Flächen gleicher Bodengesellschaften abhängig von der die Versickerung beeinflussenden Vegetation möglicherweise unterschiedlich bewertet werden. Kartenbeschreibung Zahlreiche naturnahe Bodengesellschaften erhalten eine hohe Bewertung der Regelungsfunktion mit einer Austauschhäufigkeit des Bodenwassers von weniger als einmal pro Jahr. Darunter fallen alle grundwasserbeeinflussten Bodengesellschaften mit Niedermooren und Gleyen, die im oberen Bodenmeter das gesamte Jahr über konstant mit ausreichend Wasser versorgt sind. Durch die hohe Verdunstungsleistung der Vegetation ist die Versickerung aus Niederschlägen hier vor allem unter Wald (vgl. Karte 02.13.2) sehr gering – teilweise tritt sogar Grundwasserzehrung auf – so dass die Austauschhäufigkeiten hier ebenfalls sehr gering sind. Eine weitere Gruppe sind die Böden der Hochflächen aus Geschiebelehm/Geschiebemergel. Sie verfügen über einen großen Speicherraum und können das anfallende Niederschlagswasser aufgrund ihrer geringen Durchlässigkeit gut festhalten. Die Dünenstandorte mit Feinsand als Hauptbodenart besitzen wie die Lehmböden einen großen Speicherraum und sind ebenfalls dieser Klasse zuzuordnen. Naturnahe und grundwasserferne Standorte mit einer Austauschhäufigkeit des Bodenwassers von 1 bis 2-mal pro Jahr erreichen eine mittlere Bewertung. Es sind vor allem Rostbraunerden von End- und Stauchmoränen, Sandkeilbraunerden auf den Geschiebemergelhochflächen mit Sandeinlagerungen und Gley-Braunerde – Rostbraunerde-Bodengesellschaften auf den Talsandflächen. Dazu kommen Böden von aufgeschüttetem und umgelagertem natürlichem Substrat, wie Sande und Lehme, aus denen sich Regosol – Pararendzina – Hortisol – Bodengesellschaften entwickelt haben. Die geringe Bewertung der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers von 3- bis 4-mal pro Jahr ist auf den innerstädtischen Bereich, Industrieflächen und Gleisanlagen konzentriert (vgl. Abb. 2). Grobes Aufschüttungsmaterial wie Bauschutt und Gleisschotter sorgt für eine hohe Durchlässigkeit der Böden, so dass das Niederschlagswasser rasch versickert. Beschreibung Da sich Bodentypen in Abhängigkeit von den jeweiligen Umweltbedingungen (Gestein, Klima, Zeit) ausbilden, können Böden in ihren Profilmerkmalen die landschaftsgeschichtlichen Bedingungen ihrer Entstehungszeit widerspiegeln, wenn sie nicht durch den Menschen in ihrem Aufbau zerstört wurden. Diesen Böden kommt damit eine grundsätzliche Bedeutung als Archiv oder Informationsquelle der Landschaftsgeschichte zu. Für den Berliner Raum sind die Böden die Archive für die eiszeitlichen Entstehungsbedingungen und die nacheiszeitlichen Moorbildungen. Die Archivfunktion wird aus der naturräumlichen Eigenart des Gebietes, wie zum Beispiel Toteissenken, Stauchmoränen und aus der regionalen Seltenheit von Bodengesellschaften abgeleitet. Die höchste Bewertung erhalten sehr seltene und geomorphologisch herausragende Böden sowie Böden mit hohem Puffervermögen im organischen Kohlenstoffvorrat. Ziel ist es, Bodengesellschaften und Bodeneigenschaften besonders herauszustellen, die den Naturraum Berlins in ganz spezieller und unverwechselbarer Weise prägen oder denen eine besondere Bedeutung aufgrund der Seltenheit ihres Vorkommens oder ihrer Eigenschaften zukommt. Diese Böden sind in besonderem Maße erhaltenswert und zu schützen. Methode Zur Bewertung der Archivfunktion für die Naturgeschichte wurde einerseits die bewertete regionale Seltenheit der Bodengesellschaft herangezogen. Dabei wurden die Bodengesellschaften mit einem Flächenanteil kleiner 0,4 % (bezogen auf das Stadtgebiet ohne Straßen- und Gewässerflächen) mit Stufe 2 (sehr selten bis selten), alle anderen mit Stufe 1 (mäßig bis sehr häufig) bewertet (vgl. Karte 01.11.1 ). Als zusätzliches Kriterium wurden die Bodengesellschaften herangezogen, die aufgrund ihrer geomorphologischen Verhältnisse eine besondere naturräumliche Eigenart (Stufe 1) aufweisen (vgl. Karte 01.11.2 ). Zur Bewertung der Archivfunktion wurden beide Bewertungen addiert. Eine hoch bewertete Archivfunktion weisen diejenigen Böden auf, deren Summe der Einzelbewertungen bei 3 liegt, eine mittlere bei 2 und eine geringe bei 1 (Gerstenberg 2017). Ergänzend bedingt auch eine mittlere bzw. hohe Bewertung des Puffervermögens im organischen Kohlenstoffhaushalt eine mittlere bzw. hohe Bewertung der Archivfunktion. Kartenbeschreibung Im Berliner Raum bestehen nur wenige Standorte mit besonderer Bedeutung für die Naturgeschichte. Sie beschränken sich auf naturnahe Böden, die sich meist in den Außenbereichen der Stadt befinden. Eine besondere Bedeutung haben vor allem Kalkmuddengebiete, Niedermoorgesellschaften und Anmoorgleye in Flussauen und Toteissenken sowie Kalkgleye, Hanggleye und Kalkhangmoore der Stauch- und Endmoränen. Dazu kommen erhaltene Sandkeilrostbraunerden und Gley-Sandkeilrostbraunerden auf den Geschiebemergelhochflächen in Gatow und Frohnau. Eine mittlere Bewertung erhalten die übrigen Niedermoore und Grundwasserböden von Schmelzwasserrinnen, Niederungen und einigen Talsandflächen. Dazu kommen podsolierte Böden von Dünenlandschaften, Rostbraunerdegesellschaften von Moränenhügeln sowie End- und Stauchmoränen. Auf den Hochflächen werden Sandkeilrostbraunerden und Gley-Sandkeilrostbraunerden aus Geschiebemergel besonders hervorgehoben. Die übrigen, häufig auch anthropogen stark veränderten Bodengesellschaften oder Böden aus Aufschüttungen besitzen als Archiv für die Naturgeschichte nur eine geringe Bedeutung. Beschreibung Mit den Karten 01.12.1 bis 01.12.5 liegt eine Bewertung der Leistungsfähigkeit der Böden hinsichtlich der einzelnen natürlichen Bodenfunktionen und der Archivfunktion vor. Auf dieser Basis lassen sich auf örtlicher Ebene in erster Näherung die Böden bewerten und so Eingriffe in ihre Leistungsfähigkeit vermeiden bzw. ausgleichen. Für die Berücksichtigung von Bodenschutzaspekten in der übergeordneten räumlichen Planung ist es jedoch zweckmäßig, diese Bewertungen zu einer Gesamtbewertung zusammenzuführen. Ziel der vorliegenden Karte ist es daher, die Leistungsfähigkeit der Böden nicht nur hinsichtlich der einzelnen Funktionen, sondern in seiner Gesamtheit zu bewerten. Damit sollen Flächen, die insgesamt eine hohe Bedeutung hinsichtlich ihrer Leistungs- und Funktionsfähigkeit und damit für den Bodenschutz besitzen, besonders hervorgehoben werden. Methode Ein generelles Problem bei der Zusammenfassung aller fünf Bodenfunktionen besteht darin, dass bei den einzelnen Bodenfunktionen gleiche Bodeneigenschaften unterschiedlich und z. T. sogar gegensätzlich bewertet werden. Beispielsweise ist die Lebensraumfunktion für die natürliche Vegetation bei feuchten/nassen und seltenen Standorten sowie solchen mit großer Naturnähe hoch, d. h. bei Extremstandorten; deren Ertragsfunktion für Kulturpflanzen wird jedoch meist „gering“ bewertet. Die Archivfunktion für die Naturgeschichte bewertet unter anderem sehr trockene Dünenstandorte hoch, während die Filter- und Pufferfunktion, die Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt und die Ertragsfunktion dieselben Standorte sehr gering bewerten. Ein weiteres Problem besteht darin, dass aufgrund der jeweils gewählten Bewertungsmethodik bei den einzelnen Funktionen flächenmäßig sehr unterschiedliche Anteile des Stadtgebietes „mittel“ oder „hoch“ bewertet wurden (vgl. Abb. 1). So wurden beispielsweise weite Teile des Stadtgebietes hinsichtlich der Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt mit hoch bewertet, während hinsichtlich der Archivfunktion nur wenige Flächen eine hohe Leistungsfähigkeit aufweisen. Dies hat zur Folge, dass – obwohl die fünf Bodenfunktionen prinzipiell gleichrangig in die Endbewertung einfließen – einige Bodenfunktionen, und zwar vor allem die Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt sowie die Puffer- und Filterfunktion, das Endergebnis in der Fläche stärker beeinflussen als andere Funktionen. Grundlage der Endbewertung sind die dreistufigen Bewertungen der Einzelfunktionen. Für jede Fläche im Stadtgebiet liegt damit für jede Bodenfunktion eine Bewertung von „gering“ (1) über „mittel“ (2) bis „hoch“ (3) vor. Für die Bewertung der Leistungsfähigkeit der Böden zur Erfüllung der natürlichen Bodenfunktionen wurden mehrere mögliche Verfahren erprobt. In dem letztendlich zur Anwendung kommenden Verfahren werden sowohl die Häufigkeit der höchsten Bewertungsstufe (3) als auch die Bewertungssumme bei der Gesamtbewertung berücksichtigt (vgl. Tab. 1). Dabei gehen alle Bodenfunktionen gleichwertig in die Gesamtbewertung ein, eine Gewichtung untereinander wird nicht vorgenommen. Mit diesem Verfahren sollen die Nachteile und Mängel der anderen möglichen Verfahren gemindert werden. Die Dominanz der Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt und der Puffer- und Filterfunktion tritt hier nicht mehr so stark in Erscheinung. Flächen, die nur bei einer Bodenfunktion eine Bewertung von 3 (hoch) aufweisen, jedoch eine hohe Bewertungssumme haben, können in die höchste Bewertungsstufe gelangen. Kartenbeschreibung Flächen mit einer insgesamt hohen Leistungsfähigkeit sind überwiegend auf den Hochflächen im Norden und Süden, im Spandauer Forst und den Gosener Wiesen zu finden. Stark besiedelte Gebiete mit einer hohen Naturferne weisen dagegen eine geringe bis mittlere Leistungsfähigkeit auf. Die Dominanz der Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt und der Puffer- und Filterfunktion ist besonders deutlich auf den Hochflächen ausgeprägt. Böden mit einem besonderen Wert hinsichtlich Ihrer Leistungsfähigkeit befinden sich vor allem in den Wäldern, auf Kleingärten, und auf landwirtschaftlichen Flächen. Aber auch locker bebaute Wohngebiete, in denen davon auszugehen ist, dass noch naturnahe Böden erhalten geblieben sind, weisen z. T. noch hohe Leistungsfähigkeiten auf (vgl. Abb. 2). Nutzungsbedingt ist jedoch ein Teil dieser Fläche versiegelt. Bezogen auf ihre Gesamtfläche werden jedoch bei den Nutzungen Kleingarten, Wiese/Weide, Acker und Grünanlage/Friedhof hohe Anteile der Flächen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit „hoch“ bewertet (vgl. Abb. 3). Beschreibung Aufgrund von Versiegelung, erhöhtem Oberflächenabfluss, geringem Grünflächenanteil und Grundwasserabsenkungen heizen sich Städte bei intensiver Sonneneinstrahlung stark auf. Dieser Entstehung von urbanen Hitzeinseln wirkt der Boden auf unversiegelten Flächen durch die Bereitstellung von Wasser zur Evapotranspiration entgegen. Bei der Verdunstung wird Wasser mittels der eingestrahlten Sonnenenergie vom flüssigen in den gasförmigen Zustand überführt. Die verwendete Energie wird dabei in sogenannte latente, nicht fühlbare Wärme umgewandelt und gespeichert und trägt damit nicht mehr zur Erwärmung der Luft bei (Damm, 2013, LANUV 2015, 22). Der Boden als Wasserspeicher und Wasserlieferant erhält dadurch eine wichtige Rolle für das Stadtklima. Das Ziel ist es daher die Kühlleistung der Böden in Abhängigkeit von ihren physikalischen Eigenschaften, ihrer Nutzung und Bepflanzung quantitativ zu erfassen und zu bewerten. Dies erfolgt anhand von drei Themenkarten: Das Verdunstungspotenzial des Bodens, Wasser in Abhängigkeit von seinen bodenphysikalischen Eigenschaften und dem Grundwasserflurabstand verdunsten zu lassen wird in einer Abschätzungskarte qualitativ dargestellt ( Karte 01.12.7.1 ). In zwei weiteren Karten wird das Ergebnis einer Bewertung der Kühlleistung des Bodens ohne bzw. mit Berücksichtigung der Versiegelung der Flächen dargestellt ( Karte 01.12.7.2 und 01.12.7.3 ). Beschreibung Das Potenzial des Bodens, Wasser zu verdunsten, steht in Abhängigkeit zur Flächennutzung, seinen bodenphysikalischen Eigenschaften, seines Wasserhaushalts und dem Anteil der versiegelten Fläche. Das daraus ermittelte Verdunstungspotenzial liefert ein Kriterium zur potenziellen Kühlleistung der Berliner Böden. Die Bewertung des Verdunstungspotenzials beruht auf dem Konzept zur Abschätzung / Quantifizierung der Bodenkühlleistung in Berlin (Deiwick et al. 2020). Sie wird aus der nutzbaren Feldkapazität des effektiven Wurzelraums und dem Grundwasserflurabstand ( Karten 01.06.4 und 02.07 ) abgeleitet. Das Verdunstungspotenzial wird in der Karte 01.12.7.1 des Umweltatlas Berlin ohne Berücksichtigung des versiegelten Flächenanteils dargestellt. Die Karte stellt somit dar, wie hoch das Verdunstungspotential rein in Abhängigkeit der Bodeneigenschaften und des Wasserhaushaltes ohne den Einfluss der Versiegelung ist. Methode Die Methodik basiert auf Deiwick et al. (2020). Als Eingangsdaten dienen die nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraums (nFKWe), die bodengesellschafts- und nutzungsbasiert aus der Bodenart, dem Humusanteil, dem Torfanteil (vgl. Methodik zu Karte 01.06.4 ) und der Grundwasserflurabstand ( Karte 02.07 ) abgeleitet wird, sowie der Grundwasserflurabstand. Die Bewertung nach Deiwick et al. (2020) wurde entsprechend der Anpassung der Stufen der nFKWe an die Bodenkundliche Kartieranleitung (2023) verändert. Die Bewertung erfolgt in sechs Stufen von sehr gering bis extrem hoch. Dabei wurden die Stufen der nFKWe übernommen. Bei einem Grundwasserflurabstand ≥ 2 m erfolgt eine um eine Stufe niedrigere Zuweisung, bei einem Grundwasserflurabstand < 0,5 m wird die höchste Stufe (extrem hohes Verdunstungspotenzial) zugewiesen (Tab. 1). Kartenbeschreibung Ein sehr hohes bis extrem hohes Verdunstungspotenzial stellen das Tegeler Fließ, Teile des LSG Bogenseekette und Lietzengrabenniederung in Buch, das Neuenhagener Mühlenfließ (Erpe), die Müggelspreewiese sowie das LSG Gosener Wiesen und Seddinsee in Treptow-Köpenick aufgrund sehr geringer Flurabstände dar. Ein ebenfalls sehr hohes bis hohes Verdunstungspotenzial liegt im Spandauer Forst, im Tegeler Forst und in Treptow-Köpenick vor. Schwerpunkte des mittleren Verdunstungspotentials bilden Flächen um den Müggelsee, der Grunewald, das Tempelhofer Feld, der Tiergarten sowie östliche und südliche Außenbereiche der Stadt. Die Bereiche der Grundmoränen weisen zumeist aufgrund größerer Flurabstände größer 2 m ein niedriges Verdunstungspotenzial auf. Ebenso weisen die sandigen Bereiche des Urstromtals zumeist aufgrund einer geringen nutzbaren Feldkapazität ein niedriges Verdunstungspotenzial auf. Beschreibung Die Kühlleistung der Böden beschreibt die Fähigkeit des Bodens, Sonnenenergie durch die Verdunstung von in ihm gespeicherten Wasser in latente Wärme umzuwandeln. Die in latente Wärme transformierte Sonnenergie trägt somit nicht mehr zur Erwärmung der Luft bei (Damm 2013, LANUV 2015). Je mehr Wasser im Boden gespeichert ist und durch die Pflanzen und über den Boden direkt verdunstet wird, desto weniger nimmt die Lufttemperatur durch Sonneneinstrahlung zu. Die Themen Boden- und Klimaschutz bzw. Klimaanpassung sind somit direkt miteinander verknüpft. Der Bodenkühlleistung kommt vor allem in Städten aufgrund ihrer hohen Versiegelungsgrade eine besondere Bedeutung als Ökosystemleistung zu. Die Kühlleistung ist dabei nicht nur von den klimatischen Bedingungen, sondern auch von den Bodeneigenschaften und dem Versiegelungsgrad abhängig. Sie wird aus der mit dem Wasserhaushaltsmodell ABIMO berechneten realen Evapotranspiration der unversiegelten Blockflächenanteile unter Einbeziehung der Bewässerung abgeleitet. Die Bodenkühlleistung ohne Berücksichtigung der Versiegelung ( Karte 01.12.7.2 ) stellt also die Kühlleistung dar, die bei gleicher Landnutzung auf der vollständig unversiegelten Fläche zu erwarten wäre. Methode Die Berechnung der Bodenkühlleistung ohne Berücksichtigung der Versiegelung beruht auf dem Konzept zur Abschätzung / Quantifizierung der Bodenkühlleistung in Berlin (Deiwick et al. 2020). Als Eingangsdaten dienen die aus dem Wasserhaushaltsmodell ABIMO berechneten Daten zur realen Evapotranspiration der unversiegelten Blockflächenanteile unter Einbeziehung der Bewässerung. Die Modellierung basiert auf der langjährigen Niederschlagsverteilung 1991 – 2020 (Umweltatlas Berlin, Karten 04.08.1 und 04.08.2 ). Die Kühlleistung der unversiegelten Blockflächenanteile wird anschließend nach der nachfolgenden Formel unter Berücksichtigung der Verdunstungsenergie aus der realen Evapotranspiration umgerechnet. Die notwendige Energie zur Verdunstung von Wasser ist abhängig von der Temperatur. Nach Deiwick et al. (2020) wurde eine mittlere Temperatur von 20 °C angenommen. Verdunstungsenergie (20 °C) = 682 Wh/l Kühlenergie [Wh/a/m 2 ] = reale Evapotranspiration ohne Versiegelung [mm/a ] * Verdunstungsenergie [Wh/l] Kühlleistung [W/m 2 ] = Kühlenergie [Wh/a/m 2 / (365 * 24 [h]) Die Bewertung der Bodenkühlleistung ohne und mit Berücksichtigung der Versickerung erfolgt jeweils in sieben Kategorien. Die Bewertung der linearen Stufen orientiert sich in Anlehnung an Deiwick et al. (2020) grundlegend an der minimal und maximal möglichen Bodenkühlleistung in Berlin. Diese ist durch die Verfügbarkeit von Wasser für die Verdunstung und damit in der Regel durch die Niederschlagsmenge begrenzt. Lediglich auf Flächen mit sehr geringen Flurabständen kann durch die Anbindung an das Grundwasser mehr Wasser verdunsten als durch den Niederschlag verfügbar ist. Die mittlere Niederschlagsmenge lag in Berlin in der zugrunde gelegten Referenzperiode von 1991 – 2020 bei 579 mm. Daher wurden Bodenkühlleistungen die einer realen Evapotranspiration von mehr als 600 mm entsprechen (Stufe 7) als „extrem hoch“ gewertet. Werte, die im Bereich des mittleren Niederschlags liegen (Stufe 6), werden als „sehr hoch“ bewertet. Die Bewertungen liegen ohne Berücksichtigung der Versiegelung für annähernd alle Nutzungen in den Kategorien „mittel“ bis „extrem hoch“. Je stärker die Böden baulich überprägt sind, desto geringer ist potenziell die Bodenkühlleistung ohne Versiegelung. Kartenbeschreibung Eine extrem hohe potenzielle Bodenkühlleistung in Berlin ist auf Flächen mit geringen Flurabständen anzutreffen, die sich weitgehend in direkter Nähe zu Gewässern befinden. Dazu gehören Flächen um die Panke, das Tegeler Fließ, Teile des LSG Bogenseekette und Lietzengrabenniederung in Buch, das Neuenhagener Mühlenfließ (Erpe), die Müggelspreewiese sowie das LSG Gosener Wiesen und Seddinsee in Treptow-Köpenick. Sehr hohe potenzielle Bodenkühlleistungen liegen annähern flächendeckend in den Berliner Forsten sowie überwiegend in vergleichsweise gering bebauten Gebieten der Außenbezirke und größeren Parkanlagen im zentralen Teil Berlins vor. Hohe Bodenkühlleistungen sind im gesamten Stadtgebiet anzutreffen. Mittlere bis geringe potenzielle Bodenkühlleistungen liegen auf vergleichsweise wenigen Flächen vor, die über das Stadtgebiet verstreut sind. Diese Flächen zeichnen sich durch ihr Ausgangsmaterial aus, welches aus Aufschüttungen von Sand oder Schotter, Bau- oder Trümmerschutt besteht. Auf diesen Flächen ist die Versickerung entsprechend vergleichsweise hoch und die Verdunstung entsprechend gering. Beschreibung Die Kühlleistung der Böden beschreibt die Fähigkeit des Bodens, Sonnenenergie durch die Verdunstung von in ihm gespeicherten Wasser in latente Wärme umzuwandeln. Die in latente Wärme transformierte Sonnenergie trägt somit nicht mehr zur Erwärmung der Luft bei (Damm 2013, LANUV 2015). Je mehr Wasser im Boden gespeichert ist und durch die Pflanzen und über den Boden direkt verdunstet wird, desto weniger nimmt die Lufttemperatur zu. Die Themen Boden- und Klimaschutz bzw. Klimaanpassung sind somit direkt miteinander verknüpft. Der Bodenkühlleistung kommt vor allem in Städten aufgrund ihrer hohen Versiegelungsgrade eine besondere Bedeutung als Ökosystemleistung zu. Die Kühlleistung ist dabei nicht nur von den klimatischen Bedingungen und Bodeneigenschaften, sondern auch vom Versiegelungsgrad abhängig. Da von einer versiegelten Fläche gewöhnlich kein Wasser aus der Bodenzone verdunsten kann, können versiegelte Flächen auch nicht zur Kühlung der Luft beitragen. Mit steigender Versiegelung nimmt die Bodenkühlleistung also entsprechend ab. Zur Darstellung der tatsächlichen Verhältnisse in Berlin wurde die Bodenkühlleistung mit Berücksichtigung der Versiegelung ermittelt ( Karte 01.12.7.2 ). Methode Die Berechnung der Bodenkühlleistung unter Berücksichtigung des Versiegelungsgrads beruht ebenfalls auf dem Konzept zur Abschätzung / Quantifizierung der Bodenkühlleistung in Berlin (Deiwick et al. 2020). Die aus dem Wasserhaushaltsmodell ABIMO berechneten Daten zur realen Evapotranspiration der unversiegelten Blockflächenanteile werden mittels des Versiegelungsgrads auf die gesamte Blockteilfläche umgerechnet. Verdunstung, die auf versiegelten Flächen stattfindet wird nicht berücksichtigt. Die Berechnung der Kühlleistung der gesamten Blockteilfläche erfolgt analog zur Kühlleistung ohne Berücksichtigung der versiegelten Flächen nach den nachfolgenden Formeln: Verdunstung [mm/a] = Verdunstung unversiegelt [mm/a] * (1 – Versiegelungsgrad [%] / 100) Kühlleistung [W/m 2 ] = Verdunstung [mm/a/m²] * Verdunstungsenergie [Wh/l] / (365 * 24 [h]) Die Bewertung der Bodenkühlleistung mit Berücksichtigung der Versiegelung erfolgt nach dem gleichen Bewertungsschema wie die Bewertung der Bodenkühlleistung ohne Berücksichtigung der Versiegelung (Abschnitt 01.12.7.2, Tab. 1). Berücksichtigt man die Versiegelung, verringert sich die Bodenkühlleistung deutlich, so dass Flächen vielfach auch in den Kategorien „sehr niedrig“ (Stufe 2) bis „extrem gering“ (Stufe 1) liegen, obwohl in diese Kategorien ohne Berücksichtigung der Versiegelung keine Flächen fallen. Für vollständig unversiegelte Gebiete bleibt die Bewertung hingegen unverändert. Proportional zum Versiegelungsgrad verringert sich die reale Evapotranspiration und damit die Bodenkühlleistung. Die höchsten versiegelungsbedingten Verluste an Evapotranspiration sind erwartungsgemäß für die Nutzungen Siedlungsgebiet und Industrie / Verkehr festzustellen. Kartenbeschreibung Die mittlere Verdunstung der unversiegelten Flächenanteile der Blockflächen (ohne Straßen und Gewässer, d. h. der Freiflächen ohne Gewässer) beträgt für Berlin im Mittel 365 mm/a. Dies entspricht einer mittleren Kühlenergie von 249 kWh/m²/a bzw. 28,4 W/m 2 und für ganz Berlin 184,4 TWh/a und damit einer mittleren permanenten Kühlleistung von 21 GW. Mit steigendem Versieglungsgrad zum Stadtzentrum hin, nimmt die Bodenkühlleistung entsprechend ab, so dass diese auf stark versiegelten Flächen vielfach „sehr niedrig“ oder „extrem niedrig“ ist.
Holzkohlemeilerrelikte (HKMs) sind anthropogene Kleinformen, die in historischen Montanregionen der Mittelgebirge in Europa weit verbreitet sind. Neue Funde von mehreren tausend HKMs im Norddeutschen Tiefland und die Auswertung hochauflösender digitaler Geländemodelle (DGMs) haben gezeigt, dass die historische Holzkohleproduktion eine bedeutende Rolle bei der spätholozänen Landschaftsentwicklung spielen kann. Neben den historischen und archäologischen Aspekten von HKMs sind die möglichen ökosystemaren Auswirkungen der Köhlerei von Bedeutung, u.a. Veränderungen der physikalischen und chemischen Bodeneigenschaften, erhöhte Gehalte an Bodenkohlenstoff und Effekte auf das Pflanzenwachstum. Es besteht ein beachtliches Forschungsdefizit hinsichtlich der allgemeinen ökologischen Relevanz von HKMs, da die gesamte Dimension der großen HKM-Landschaften bisher nur in Ansätzen verstanden ist. Köhlerei war auch im Nordosten der USA von Bedeutung, obwohl dort deren Auswirkungen auf die Landschaft weitgehend unbekannt sind. Jüngst konnten mittels Analyse von schattenplastischen Reliefkarten über 3.000 HKMs in einem 40 km2 großen Gebiet in Pennsylvania und über 20.000 HKMs in einem 1.170 km2 großen Areal in Litchfield County (NW Connecticut) nachgewiesen werden. Aufgrund dieser Befunde ergibt sich ein komplett neues Bild hinsichtlich der anthropogenen Komponente bei der Entwicklung der Bodenlandschaft im Nordosten der USA. Relativ dicht gedrängt finden sich HKMs in den Litchfield Hills in der Umgebung von West Cornwall, Litchfield County, Connecticut. Die HKMs sind an den Hängen des Housatonic River besonders gut erhalten und bilden kreisförmige Plattformen mit Durchmessern von i.d.R. weniger als zehn Metern. Es ist bemerkenswert, dass heute unter dichter Bewaldung diese Hinterlassenschaften der frühen Holzkohleindustrie weitgehend in Vergessenheit geraten sind, obwohl viele Meiler noch Ende des 19. Jahrhunderts in Betrieb waren. Weitere Forschungen sind erforderlich, um unser Verständnis zu den Umweltauswirkungen der historischen Köhlerei zu verbessern und die Quantität sowie Qualität dieses Nutzungserbes auf unsere modernen Ökosysteme zu erfassen. Die Litchfield Hills bieten beste Voraussetzungen, um Eigenschaften, Entwicklung und Verbreitung der HKM-beeinflußten Böden zu untersuchen und generell neue Erkenntnisse zu anthropogenen Bodenlandschaften zu erhalten.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 96 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 5 |
| Land | 113 |
| Weitere | 3 |
| Wissenschaft | 43 |
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| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 70 |
| Gesetzestext | 1 |
| Hochwertiger Datensatz | 4 |
| Taxon | 1 |
| Text | 64 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 47 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 30 |
| Offen | 156 |
| Unbekannt | 4 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 188 |
| Englisch | 16 |
| Resource type | Count |
|---|---|
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