MOE-Fellowship

Jakub Stasek

Bodenerosion beeinflusst durch Veränderungen der Bodeneigenschaften

Die organische Substanz im Boden is der wichtigste Teil des Bodens. Sie hat einen großem Einfluss auf die Bodeneigenschaften. Zusammen mit Tonpartikeln und Bindemittel bildet sie Bodenaggregate und erhört deren Beständigkeit gegen äußere Einflüsse. Stabile Bodenaggregate erhöhen die Infiltration, Retention und führen zu einer Verringerung des Oberflächenabflusses und der Bodenerosion. Aggregate können in die Größenklassen Makroaggregate, Mikroaggregate und Feinstaub unterteilt werden. Makroaggregate sind von Pflanzenwurzeln und Hyphen abhängig, die sich zersetzen und von der landwirtschaftlichen Bearbeitung beeinflusst werden.

Am Institut für Geographie der Universität Augsburg, beschäftigt sich die Forschung mit organischer Substanz im Boden und ihre Auswirkungen auf die Bodenaggregatstabilität. Es wird unter anderem mit Sedimentproben gearbeitet, die im Rahmen einer Kooperation mit der Abteilung Landschaftswasserschutz der Fakultät für Bauingenieurwesen der Tschechische Technische Universität Prag im Jahr 2018 entnommen wurden. Ziel dieses Versuchs war es, die Schutzwirkung von Feldfrüchten auf Ackerboden zu bestimmen, mit hochintensiven künstlichem Regen. Es wurden Proben vom Oberflächenabfluss und den Sedimenten entnommen. Mehrere Sedimentproben wurden an das Institut für Geographie geschickt und dort analysiert. Als Indikator für organischer Substanz, wurde der Gehalt an organischem Kohlenstoff bestimmt und die Proben nach Aggregatgrößen getrennt. Dass Experiment zeigte, dass trotz dem Bewuchs verschiedener Feldfrüchte, weniger stabile Aggregate durch intensiven Regen aufgebrochen werden. Aufgrund der Selektivität der flächenhaften Erosion, kommt es zu einer nachweisbaren Anreicherung von Feinstoffen und organischem Kohlenstoff im abgeflossenem Sediment.

Im Rahmen meiner Arbeit am Institut für Geographie wurden die genannten Ergebnisse weiter analysiert, um die Saisonalität oder die Korrelation der gemessenen Parameter mit anderen Bodenparametern zu bestimmen. Es wurden keine saisonalen Veränderungen in den Proben nachgewiesen. Wie erwartet, gab es aber eine Anreicherung des Sediments mit Feinfraktion und organischem Kohlenstoff. Außerdem ergab sich keine Korrelation mit z.B. Bodennutzung, Bedeckungsgrad oder der Gesamtmenge an Sedimentabfluss.

In der aktuellen wissenschaftlichen Literatur unterscheiden sich die Werte des Anreicherungsverhältnisses von organischem Kohlenstoff (EROC). Das kann von vielen Faktoren abhängen – von der Art und Struktur des Bodens, der Topographie des Hanges, der Intensität der Regenfälle oder der Bodenbearbeitung. Ein weiteres Ziel meiner Arbeit ist die Erstellung einer Literaturübersicht zum Thema Anreicherung von Sedimenten mit organischem Kohlenstoff, um festzustellen, welche Faktoren die Menge an Kohlenstoff im ausgetragenen Sediment kontrollieren.

Am Institut für Geographie läuft Projekt über den Transport von Mikroplastikpartikeln in der Umwelt, mit Fokus auf den Boden. In diesem Projekt werden die Versuche mit einem mobilen Regensimulator durchgeführt. In Bezug auf meine bisherige Arbeit an der Abteilung Landschaftswasserschutz in Prag, war dies eine Erweiterung meiner bisherigen Erfahrung im Umgang mit Regensimulatoren.