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I  Einleitung

1 Forschungsziele und -zusammenhang

Das Forschungsprojekt „Stellung und Entwicklung der schwarzerdeähnlichen Böden des nordostdeutschen Jungmoränengebiets im Wandel der Geo-Biosphäre der letzten 15.000 Jahre“, auf dessen Grundlage vorliegende Arbeit entstand, wurde im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms „Wandel der Geo-Biosphäre während der letzten 15 000 Jahre - Kontinentale Sedimente als Ausdruck sich verändernder Umweltbedingungen“ durchgeführt.

Hauptanliegen dieses Schwerpunktprogramms ist die Untersuchung der Entwicklung terrestrischer Ökosysteme Deutschlands während des Spätglazials und Holozäns, um Rückschlüsse auf deren Dynamik in der Vergangenheit ziehen und Aussagen zu ihrer Stabiliät heute und in der Zukunft treffen zu können. Dabei sollen die Veränderungen der Geo-Biosphäre aus natürlichen Archiven abgeleitet und zu archäologischen Befunden in Beziehung gesetzt werden, um ihre natürlichen Veränderungen von anthropogen bedingten oder beeinflußten zu unterscheiden.

Aufgrund dieser Ziele werden 3 Zeitabschnitte, die durch einschneidende Veränderungen der natürlichen Bedingungen und/oder der Intensität des anthropogenen Einflusses auf die Natur gekennzeichnet waren, besonders intensiv untersucht:

  1. Übergang der letzten Kaltzeit zum Postglazial,
  2. Postglaziales Wärmeoptimum mit beginnender Nutzung durch den Menschen und
  3. Einsetzen intensiver Nutzung durch den Menschen (ca.1500 v.Chr. - 500 n.Chr.).

Im Schwerpunktprogramm werden vorrangig laminierte Seesedimente und Moore als hochauflösende Archive der Landschaftsgeschichte, zusätzlich jedoch auch geringer auflösende Archive wie Sedimentabfolgen in Beckenzonen, Talauen sowie Küstensedimente und Böden analysiert.

Die Projekte des Schwerpunktprogrammes sind in verschiedenen Regionen Deutschlands angesiedelt, die einerseits aufgrund der Untersuchung gleicher Archive eine regionale Landschaftsgeschichte erstellen und andererseits im Vergleich der Erkenntnisse zu den definierten Zeitabschnitten weiterer Regionen globale Veränderungen von lokal und regional bedingten Besonderheiten natürlichen und/oder anthropogenen Ursprungs unterscheiden können. (Andres & Litt 1999).

Gegenstand des Projektes „Stellung und Entwicklung der schwarzerdeähnlichen Böden des nordostdeutschen Jungmoränengebietes“ ist die holozäne Landschaftsgenese der Region Uckermark mit Schwerpunkt ihrer vormittelalterlichen Entwicklung. Schlüssel zur Rekonstruktion von paläoökologischen Verhältnissen ist die holozäne Bodenentwicklung. Als Archive der Landschaftsgeschichte wurden die Schwarzerden und deren Kolluvien sowie mit ihnen in Beziehung stehende organische Sedimente und archäologische Befunde genutzt.

Das inselartige Areal der Schwarzerden des Jungmoränengebietes Nordostdeutschlands (Uckermark) außerhalb der mitteldeutschen Schwarzerdegebiete auf Lößstandorten stellt eine regionale Besonderheit dar. Ihre Verbreitung ist schon länger bekannt (Stremme 1938). Ähnliche Bodenbildungen stellen die ”Fehmaraner Schwarzerden” (Schimming & Blume 1993) und die „Schwarzerden“ auf Poel (Diemann 1972) dar. Neuere Untersuchungen zur Schwarzerdegenese sind jedoch fast ausschließlich im süd- und mitteldeutschen Raum in Lößgebieten angesiedelt (Rohdenburg & Meyer 1968, Altermann 1969, Sabel 1982, Stahr & Thater 1991, Gunreben 1992, Gehrt et al. 1995).

Nahezu identisch mit dem Verbreitungsareal der Schwarzerden sind die Befunde und Funde der nördlichsten Siedlungsexklave der Linienbandkeramik (Wechler 1996).

Konkretes Ziel dieser Arbeit ist es, einen Beitrag zur Rekonstruktion der spät- und nacheiszeitlichen Landschaftsentwicklung Nordostdeutschlands einerseits als auch zur Aufklärung der speziellen Pedogenese der Schwarzerden als ihrer regionalen Besonderheit zu leisten.


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Dazu ist die Beantwortung folgender Fragenkomplexe notwendig:

  1. Sind die Schwarzerden Nordostdeutschlands „Echte Tschernoseme“?
  2. Was ist der Zeitraum der Tschernosemgenese?
    Was sind die natürlichen Faktoren, die zur Bildung der Schwarzerden führten?
    Welche pedogenetischen Prozesse fanden statt?
    Unter welchen paläoökologischen Bedingungen fand die Tschernosemgenese statt?
  3. Was ist der Zeitraum der „Tschernosemendegradation“?
    Was sind die natürlichen und anthropogenen Faktoren, die zur „Tschernosemdegradation“ führten?
    Welche pedogenetischen Prozesse fanden statt?
    Unter welchen paläoökologischen Bedingungen fand die Tschernosemdegradation statt?
  4. Welche Rolle spielten natürliche und anthropogene Faktoren beim Erhalt der Tschernoseme bis heute?

Ausgehend von diesen Fragestellungen werden aus Einzelböden, Bodensequenzen und -catenen bestehende Bodenentwicklungsserien in der Bodenregion Uckermark untersucht, um im Raum die unterschiedliche Wirksamkeit der Faktoren der Bodenbildung auf Böden unterschiedlichen Entwicklungsgrades zu klären. Es werden die pedogenen Prozesse einschließlich ihrer Datierung und Abfolge in Abhängigkeit vom Ausgangsmaterial, unter dem Einfluß unterschiedlicher Reliefpositionen, Hydromorphie, Siedlungs- und Vegetationsgeschichte analysiert.

Die Aufgabe im Projekt bestand in der Auswahl typischer Untersuchungsobjekte (Archive) und deren stratigraphischer und makromorphologischer Aufnahme sowie der Bestimmung von bodenchemischen und -physikalischen Eigenschaften. Geeignete Befunde wurden für die Durchführung ergänzender Untersuchungsmethoden ausgewählt (s.u.). Die Erkenntnisse zur Landschaftsgeschichte im Schwarzerdegebiet der Uckermark sind Ergebnis der Synthese der Interpretationen sämtlicher Einzelergebnisse an den verschiedenen Standorten (s. „Die Untersuchungsmethoden“).

Ausgehend von den Zielen des Schwerpunktprogrammes sind 3 Richtungen der wissenschaftlichen Kooperation für das Vorhaben von Bedeutung gewesen:

Interdisziplinäre Zusammenarbeit innerhalb des Projektes zur möglichst umfassenden Analyse und Interpretation der zu untersuchenden Archive.

Für die Projektdurchführung war die Mitarbeit von Spezialisten unterschiedlicher Fachrichtungen notwendig. Das betraf sowohl Untersuchungen zu fossilen Resten biologischen Ursprungs wie die Pollenanalyse (A. Brande), die Phytolithenanalyse (A.A. Golyeva) und die Molluskenanalyse (H. Rittweger), als auch Spezialuntersuchungen bestimmter Bodeneigenschaften mit Hilfe von Dünnschliffen (Th. Beckmann) und speziellen Methoden der Humusqualitätsanalyse (O.A. Chichagova, Ch. Siewert) sowie naturwissenschaftliche Datierungsmethoden (14C) (P. Becker-Heidmann, P. Grootes, O.A. Chichagova). Die Zusammenarbeit mit der Archäologie konnte einerseits auf Grabungen eines Forschungsprojektes des Deutschen Archäologischen Instituts zur Besiedlung des Oderraumes (E. Gringmuth-Dallmer) und andererseits auf Grabungen des Brandenburgischen Landesmuseums für Ur- und Frühgeschichte (G. Wetzel, B. Gramsch, R. Schulz, E. Becker) im Vorfeld des A20-Autobahnbaus in der Uckermark realisiert werden.

Insbesondere die Einbeziehung bereits vorhandenen Wissens zur Analyse der Archive Boden und Kolluvien und deren Interpretation im Hinblick auf Landschaftsgeschichte und spezielle Schwarzerdegenese gestaltete sich vielschichtig. Fachdiskussionen dazu fanden häufig im Gelände statt, u.a. führte im Mai 1999 eine Exkursionstagung des Arbeitskreises „Paläopedologie“ der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft zu Schwarzerdeaufschlüssen der Uckermark (unter Leitung von R. Schmidt und H.R. Bork). Es wurden aber auch Anregungen aus den Kolloquien der DFG zum Schwerpunktprogramm aufgegriffen.


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Informationsaustausch mit Forschungsprojekten, die ähnliche methodische bzw. inhaltliche Fragestellungen bearbeiten.

Enge methodische und inhaltliche Beziehungen bestehen zu den Projekten des DFG-Schwerpunktprogrammes „Auen- und Talrandsedimente in der nördlichen Wetterau und im Amöneburger Becken als Indikatoren für sich verändernde Umweltbedingungen im Spätpleistozän und Holozän“ (Projektleiter W. Andres, J. Wunderlich) und „Hangsedimente, Böden und Kolluvien in der Umgebung einer bandkeramischen Siedlung bei Vaihingen/Enz“ (Projektleiter W.D. Blümel). In beiden Projekten werden als Archive Böden z.T. mit Schwarzerdevergangenheit und Kolluvien in ihrer Beziehung zur Siedlungs- und Nutzungsgeschichte auf bzw. in der Nähe frühneolithischer Siedlungen untersucht.

Zusammenarbeit innerhalb der regionalen Arbeitsgruppen.

Räumliche Beziehungen bestehen zu den Projekten in der Region Nordostdeutschland:

„Holozäne Klimaschwankungen und ihr Einfluß auf die Entwicklung von Moorrandböden im Raum Berlin" (Projektleiter M. Renger, A. Brande), das in den Zeitscheiben 2 und 3 Böden und Moore als Archive nutzt.

Untersuchungen zur spätglazialen und frühholozänen Landschaftsgeschichte in Nordostdeutschland werden in den Projekten „Chronostratigraphie, geoökologische Entwicklung und menschliche Besiedlung vom Spätglazial zum Holozän in Nordostdeutschland. Siedlungsdynamik, Pedomorphogenese und (prä)mesolithische Lebensweise“ (Projektleiter K. Billwitz) sowie „Die spätglazial-frühholozäne Entwicklung des Gewässernetzes im Jungmoränenland nördlich des Baruther Urstromtales zwischen Spree und Nuthe“ und „Geomorphologische und stratigraphische Untersuchungen zur spätglazialen und holozänen Genese des Berliner Urstromtals zwischen Oder und Havel unter besonderer Berücksichtigung der Entwicklung des Gerinnebettmusters der Spree“ (beide Projektleiter B. Nitz) durchgeführt.

Ergebnis der Arbeit sind differenzierte Aussagen zu Zuständen der holozänen Landschaftsentwicklung der Region Uckermark insbesondere für den Zeitabschnitt 2 des DFG-Schwerpunktprogrammes „Postglaziales Wärmeoptimum mit beginnender Nutzung durch den Menschen“ im Hinblick auf anthropogenen Einfluß, hydrologische Verhältnisse, Morphodynamik und pedogenetische Prozesse und deren Ursachen-Wirkungs-Zusammenhänge.

Neben dem landschaftsgeschichtlichen Aspekt gewinnt die Arbeit im Zusammenhang mit der Formulierung von gesetzlichen Grundlagen des Bodenschutzes und deren Durchführung in der Bundesrepublik Deutschland an Aktualität. Aufgrund ihrer regionalen Besonderheit und Seltenheit im bundesweiten Maßstab sollten die Schwarzerden der Uckermark und deren Kolluvien als Archive der Landschaftsgeschichte einem Schutzstatus unterliegen. Handlungsbedarf ergibt sich sowohl aus der verstärkten Bodenerosion aufgrund intensiv betriebener Landwirtschaft in der Region als auch durch bauliche Eingriffe, wie z.B. dem Autobahnbau.


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2  Die Region Uckermark

2.1 Faktoren der Bodenbildung

2.1.1 Relief und Substrat

Abbildung 1: Geomorphologische Übersicht der Uckermark (nach Chrobok, Markuse & Nitz 1982) und Areale der Schwarzerdebodengesellschaften sowie Lage der Untersuchungsgebiete


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Das Untersuchungsgebiet gehört zum jüngeren Jungmoränengebiet, dem Pommerschen Stadium der Weichselvereisung (ca. 14 800 Jahre vor heute). Südlich wird es durch die Angermünder und nördlich durch die Rosenthaler Staffel (ca. 14 100 Jahre vor heute) begrenzt (Liedtke & Marcinek 1995). Geprägt wird es durch eine Reihe von Rückzugsstaffeln, deren ausgeprägteste die Gerswalder Staffel ist. Während des Rückzuges nördlich der Pommerschen Eisrandlage kam es zu phasenhaftem Vorschub und Rückschmelzen des Inlandeises im Bereich der Leitlinie der Uckerrinne. Es entstand das tief ausgeschürfte, langgestreckte Zungenbecken der Ober- und Unteruckerseen mit z.T. aufgestauchten Moränenzügen in der Umgebung (Uckerstauchungszone) (Markuse 1966), wo sich aufgrund der komplizierten geomorphologischen Verzahnung von glaziären Serien ein unübersichtliches welliges – kuppiges Oberflächenrelief mit einer hohen Substratheterogenität herausbildete. Im periglazialen Bereich sind aufgrund der hohen Reliefamplituden zwischen Beckenboden und –umrandung Zertalungen und Rinnen entstanden, hinter relativ hohen Moränenzügen bildeten sich Staubecken mit geschichteten Seesedimenten.

Da durch die wiederholten Gletschervorstöße im Uckerzungenbecken auch Sedimente der Kreidezeit erfaßt wurden, zeichnen sich die glazigenen Sedimente durch relativ hohe Carbonatgehalte (ca. 15 – 18%) im Geschiebemergel, häufig in Form von bruchstückhaftem Kreidegeschiebe, aus. Im östlichen Einzugsgebiet des Unteruckersees treten Kreideschollen im quartären Geschiebemergel auf.

Nach dem Ausstauen der letzten Toteisblöcke vor ca. 10 000 Jahren entstand das rezente hydrologische System mit einer sehr großen Anzahl von kleinen Binneneinzugsgebieten, in denen z.T. Seen und Moore ausgebildet sind. Der Bereich des Uckerzungenbeckens gehört zum Einzugsgebiet der Ucker mit kleineren, z.T. rezent trockenen Tälern mit Terrassenbildung (entsprechen den Niedertauniveaus). Die Uckermark wird von der Randow, Welse und Sernitz durchflossen, in deren Auen sich seit Beginn des Holozäns ausgedehnte Talmoore entwickelt haben.

2.1.2 Klima

In klimatischer Hinsicht stellt Nordostdeutschland einen Übergangsraum zwischen dem ozeanisch geprägten Westen und dem stärker kontinental geprägten Osten in der Norddeutschen Tiefebene dar. Innerhalb einer Abfolge von relativ kühlen und niederschlagsreicheren Verhältnissen im Nordwesten zu wärmeren und niederschlagsärmeren Verhältnissen im Südosten ist die Uckermark ein charakteristisches Trockengebiet, das in seiner Niederschlagsarmut dem mitteldeutschen Trockengebiet im Lee des Harzes entspricht. Das Trockengebiet der Uckermark und des gesamten unteren Oderraums hat seine Ursache in den Leeeffekten der in quer zur Hauptwindrichtung vorgelagerten Endmoränenhöhenzüge im Bereich des Nördlichen Landrückens (Abbildung 2), einschließlich deren mit 179m NN höchster Erhebung im norddeutschen Jungmoränenland, den Helpter Bergen (Meinke 1936, Hendl 1991, 1994, 1996).

Die Klimawerte der im Süden der Uckermark gelegenen Klimastation Angermünde (Abbildung 3) verdeutlichen mit 546 mm die relativ geringen Jahresniederschläge und reativ hohen Jahresamplituden der Monatsdurchschnittstemperaturen von 17,7° den subkontinentalen Übergangscharakter des Klimas. Noch deutlicher ausgeprägt ist die Trockenheit im Zentrum der Uckermark, wo die Station Augustenfelde einen durchschnittlichen Jahresniederschlag von lediglich 511mm aufweist.

Eine Folge dieser Niederschlags- und Temperaturverhältnisse ist eine hohe potentielle Evapotranspiration und damit verbunden eine theoretisch negative jährliche Wasserbilanz (-21mm Station Angermünde). Im Jahresverlauf ist die klimatische Wasserbilanz nahezu während der gesamten Vegetationsperiode (April – September) negativ.


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Abbildung 2: Mittlere Jahresniederschläge (1925 – 1933, in mm) in Nordostdeutschland (nach Meinke 1936)

Tabelle 1: Klimawerte für die Stationen Angermünde und Augustenfelde, Monatsmittel 1951 – 1980 (Meteorologischer Dienst der DDR 1987)

   

Jan

Feb

Mär

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez

Jahr

Station Angermünde

Temperatur

°C

-1,3

-0,8

2,6

7,2

12,4

16,4

17,5

17

13,3

8,7

4,1

0,8

ø 8,2°C

Niederschlag

mm

38

31

31

39

51

70

62

56

46

38

43

41

∑ 546 mm

Potentielle Evapo-transpiration (nach Haude)

mm

8

9

20

47

81

106

104

88

59

27

10

8

∑ 567 mm

Klimatische Wasserbilanz

mm

30

22

11

-8

-30

-36

-42

-32

-13

11

33

33

∑ -21 mm

Station Augusten-felde

Niederschlag

mm

31

24

26

37

50

65

67

57

45

36

38

35

∑ 511 mm


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Abbildung 3: Klimadiagramm der Station Angermünde, Monatsmittel 1951 – 1980

2.1.3 Vegetation

Die Uckermark liegt im Vegetationsgebiet der Tiefland-Buchenwälder. Innerhalb des Areals der Tiefland-Buchenwälder werden sowohl basenreiche Feuchtböden als auch Trockenstandorte (Jahresniederschlag < 550 mm) von Eichen-Hainbuchenwäldern eingenommen. Der in der Uckermark vorkommende Unterverband der Waldlabkraut-Eichen-Hainbuchenwälder (Galio-Carpinetum) besitzt in Ostdeutschland seine westliche Arealgrenze und ist typisch für den subkontinentalen Bereich des Buchenareals (Slobodda 1991).

Speziell der Trockenraum der Uckermark ist bisher pollenanalytisch wenig untersucht, daher ist die nacheiszeitliche Vegetationsentwicklung schlecht dokumentiert. 2 Pollendiagramme liegen aus der südlichen Uckermark vor: Felchowsees (Jahns 1999) und Serwest (Müller 1967). In diesen Diagrammen widerspiegelt sich die für das norddeutsche Tiefland typische Abfolge der holozänen Waldentwicklung (nach Firbas 1952). Danach begann vor ca. 10000 Jahren die allmähliche Einwanderung von Laubgehölzen in die Uckermark – während des Boreals und Atlantikums waren Eichenmischwälder vorherrschend, zunächst mit einem großen Haselanteil, später gemischt mit Ulme, dann Linde und Esche.

Erst vor ca. 4000 Jahren setzte die zunächst allmähliche Ausbreitung der Buche und Hainbuche ein, die massenhafte Verbreitung beginnt mit dem Übergang zum Subatlantikum von ca. 2800 Jahren. Aufgrund des Übergangs zu subkontinentalen Verhältnissen in der Uckermark war in den Eichenmischwäldern im Mischungsverhältnis ein geringerer Buchenanteil als in westlicher gelegenen Regionen Norddeutschlands zu verzeichnen (Müller 1967).

Ab Mittlerem Atlantikum setzte der anthropogene Einfluß auf die Vegetation in Form von Rodung, Ackerbau und Viehwirtschaft ein. Ab diesem Zeitpunkt stellte sich die natürliche Waldgesellschaft nicht mehr ein, sondern sowohl Birke und Kiefer als Pionierarten bei der Offenlandbesiedlung in Ruhephasen als auch Eichenwälder (Waldweide) in Nutzungsphasen wurden gefördert (Jahns 1999, Müller 1967). Die Buche konnte sich in der Uckermark bis heute nicht in dem den potentiell natürlichen Bedingungen entsprechenden Ausmaß durchsetzen (Müller 1967).

Eine immer größere Rolle spielten Gräser und Siedlungszeiger. Rezent vorkommende kleinere Inseln artenreicher Trocken- und Halbtrockenrasen sind Ergebnis der Entstehung offener Agrarlandschaften. Die Einwanderung der Steppenarten dieser Pflanzengesellschaften (z.B. Echtes Federgras, Stipa pennata und Haarpfriemgrases, Stipa capillata) wurde erst durch den menschlichen Einfluß möglich (Klink in Liedtke & Marcinek 1995, Slobodda 1991).

Heute ist der Großteil der Grundmoränenplatten in der Uckermark agrarisch genutztes Offenland.


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2.1.4  Siedlungsgeschichte

Die Uckermark ist bekannt durch ihre hohe Zahl archäologischer Fundplätze und gehört zu den besterforschten Landschaften bezüglich der Fundstellenverbreitung in Nordostdeutschland (Gringmuth-Dallmer 1999b).

Die besonderen natürlichen Verhältnisse der Uckermark, insbesondere die lehmigen, fruchtbaren Böden (Schwarzerden) der Grundmoränengebiete, bedingten, daß sie durch alle vom Ackerbau geprägten Perioden der Ur- und Frühgeschichte hindurch wichtiges Siedlungsland gewesen ist (Tabelle 2) und sich im Vergleich zum umgebenden nordostdeutschen Tiefland durch längere und intensivere Siedlungsphasen mit ackerbaulicher Nutzung und kürzere Siedlungspausen auszeichnete.

Die Uckermark stellt das nördlichste inselartige Verbreitungsgebiet der ältesten Ackerbauernkultur Mitteleuropas, der Bandkeramik (ca. 5. Jahrtausend v. Chr.) dar. Die am nächsten südlich gelegenen Siedlungsgebiete befinden sich im Bereich der Lößgürtel im mitteldeutschen Raum bzw. im Gebiet des Hohen Fläming, ebenfalls auf Standorten mit lößartigen Sedimenten (Cielza, Vortrag Jahrsberichtkonferenz Museum f. Ur- u. Frühgeschichte Brandenburg, März 2000). Die frühneolithischen Siedlungsinseln dieser donauländischen Kultur befanden sich in einer Umgebung, in der die mesolithische Wirtschaftsweise gleichzeitig fortbestand. Eine Analyse des Verteilungsmusters der archäologischen Fundstellen durch das Brandenburgische Landesmuseum für Ur- und Frühgeschichte (freundlicherweise durchgeführt durch G. Wetzel, 1998) hat ergeben, daß dieses mit dem der Areale der Schwarzerdebodengesellschaften in der Uckermark nahezu identisch ist. Die genaue zeitliche Einordnung der Siedlungstätigkeit des frühesten Neolithikums in der Uckermark ist noch nicht erfolgt. Es scheint sich jedoch lediglich um einen Zeitraum von 2-3 Jahrhunderten gehandelt zu haben (Gramsch 1971, Jankowska 1993, Gringmuth-Dallmer 1999a, Wechler 1993, 1996). Aus dem Raum der Uckermark ist bisher nur 1 Fundstelle als Siedlungsbefund einzustufen (westl. Uckermark bei Zolchow, Heussner 1989), in dessen unmittelbarer Nähe Kolluvien von Schwarzerden auftreten (Markuse 1975). Das Zentrum der bandkeramischen Siedlungstätigkeit lag im Schwarzerdeareal des polnischen Odermündungsraumes (Gringmuth-Dallmer 1999a).

Das erste autochthone Neolithikum der Uckermark ist die Trichterbecherkultur (4. Jahrtausend v. Chr.) mit einer eigenen „Uckermärkischen Gruppe“ zwischen 3500 und 3200 v.Chr., die als Standort sandige Böden bevorzugte. Die später auftretende Britzer Kultur siedelte wiederum besonders auf schweren Böden und in der Wirtschaftsweise überwog wahrscheinlich wieder der Ackerbau. Anschließend im Mittelneolithikum tritt die Kugelamphorenkultur auf (ab 3100 v.Chr.), deren Schwerpunkt die Viehhaltung war. Zeitgleich ausgebildet war die Havelländische Kultur mit einer Uckermärkischen Regionalgruppe, in der Ackerbau eine größere Rolle spielte (Gringmuth-Dallmer 1999b). Das Spätneolithikum ist in der Uckermark durch die Einzelgrabkultur (2800-2200 v.Chr.) und die Uckermärkische Gruppe der Oderschnurkeramik vertreten.

Das Neolithikum war durch mehrere ackerbaulich geprägte Siedlungsphasen gekennzeichnet und bildete wiederholt regionale Gruppen in der Uckermark aus, was die Besonderheiten dieses Naturraums in der Siedlungstätigkeit und Wirtschaftsweise des urgeschichtlichen Menschen widerspiegelt.

Auch in der frühen Bronzezeit (etwa 2. Hälfte des 3. Jahrtausends v.Chr.) wurde hauptsächlich auf ertragreichen lehmigen Böden gesiedelt. Dahingegen wurden während der jüngeren Bronzezeit (1100-700 v.Chr.) bevorzugt Sandböden besiedelt. Die herausgehobene Stellung des Gebietes wird auch hier durch die Herausbildung einer regionalen „uckermärkisch-westpommerschen Kultur“ unterstrichen. Insgesamt ist während der Bronzezeit für alle untersuchten Kulturen eine erhöhte Bedeutung des Ackerbaus zu belegen. (Schulz 1996)

Zu Beginn der frühen Eisenzeit war die Uckermark dicht besiedelt. In der älteren vorrömischen Eisenzeit (600-250 v.Chr.) ist eine Abnahme der Siedlungsdichte zu verzeichnen. Da jedoch die Siedlungen dieser Phase häufig in Flußauen und Niederungen angelegt wurden, könnte es sich hierbei nur um eine scheinbare Verringerung der Siedlungstätigkeit handeln, da die Wohnplätze später überfluteten und/oder vertorften und so die aktuelle Fundsituation nicht die realen Siedlungsverhältnisse widerspiegelt. Die Tatsache der räumlichen Verlagerung der Siedlungen in rezente Feuchtgebiete läßt jedoch auf eine klimatische Trockenphase in diesem Zeitraum schließen. Die jüngere vorrömische Eisenzeit (Jastorfkultur 250-0) zeigt dann eine intensivere Besiedlung der Grundmoränenstandorte der Uckermark mit einzelnen Siedlungsballungen (z.B. um Angermünde und Oderberg) (Gringmuth-Dallmer 1999b).


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Tabelle 2: Ur- und frühgeschichtliche Besiedlung der Uckermark (nach Grinmuth-Dallmer 1999); (*grau unterlegt: Kulturen mit bedeutendem Anteil von Ackerbau in der Wirtschaftsweise)

Zeit

Siedlungsphasen

Gruppen in der Uckermark*

Standorte und Besonderheiten der Siedlungsaktivitäten

ab 2. Hälfte 14. Jh.

Spätmittelalterliche Wüstungsphase

 

Grundmoränen nördlich und östlich der Ucker bleiben besiedelt

ab 2. Hälfte 12. Jh.

Deutsches Mittelalter

 

Stadtgründungen

600 – 1150

Slawenzeit

 

besondere Siedlungsaktivität im Vergleich zur Umgebung (jungslawischer Landesausbau)

5.-6. Jh.

Völkerwanderungs-zeit

 

nahezu menschenleer

0-4. Jh.

Römische Kaiserzeit

 

eigenständiges, von Wald umgebenes Siedlungsgebiet in der Uckermark

250 v. Chr. – 0

Jüngere Vorrömische Eisenzeit

Jastorfkultur

Grundmoräne, intensivere Besiedlung

600-250 v. Chr.

Ältere vorrömische Eisenzeit

 

Flußauen, Niederungen, geringe Siedlungsdichte ?

7. Jh. v. Chr.

Frühe Eisenzeit

Göritzer Gruppe

Uckermark kompakt besiedelt

1100-700 v. Chr.

Späte Bronzezeit

Uckermärkisch-westpommersche Kultur

Sandböden im Südwesten / Hortfund von Biesenbrow

1800-1100 v. Chr.

Mittlere Bronzezeit

 

lehmige Böden

Übergang bis 1800 v. Chr.

Frühe Bronzezeit

 

lehmige Böden

2800-2200 v. Chr.

Spätneolithikum

Uckermärkische Gruppe der Oderschnurkeramik

lehmige Böden

Einzelgrabkultur

sandige Böden in Gewässernähe

3100 – 2800 v. Chr.

Mittelneolithikum

Uckermärkische Gruppe der HavelländischenKultur

Kugel-amphoren-kultur

 

3500 – 3200 v. Chr.

 

Britzer Kultur

schwere Böden

Frühes Neolithikum

Uckermärkische Gruppe der Trichterbecherkultur

Sandböden

5. Jahrtausend v. Chr.

Frühestes Neolithikum

Rössener Kultur

lehmige Böden

Stichbandkeramik

lehmige Böden

Linienbandkeramik

lehmige Böden, nördlichste Siedlungsexklave Mitteleuropas

bis ca. 3500 v Chr.

Mesolithikum

 

Uckermark weitgehend unbesiedelt

Mit Beginn der römischen Kaiserzeit (1.-4. Jh. n.Chr.) bildet die Uckermark ein eigenständiges, weitgehend von Wald umgebenes Siedlungsgebiet. Mitte des 4. Jh. schließlich kommt es zu einem weitgehenden Siedlungsabbruch. In der nachfolgenden Völkerwanderungszeit (5./6. Jh.) war der Raum nahezu oder vollständig vom Menschen verlassen.

Mit den seit dem 7. Jh. einwandernden Slawen beginnt eine in der Uckermark besonders intensive Siedlungsentwicklung, die auch bisher völlig unbesiedelte Räume erfaßt. Schwerpunkträume des jungslawischen Landesausbaus liegen vor allem in den Grundmoränengebieten östlich Prenzlau.


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In der 2. Hälfte des 12. Jh. begann dann mit der deutschen Ostsiedlung die planmäßige Dorf- und Stadtgründung. Während der spätmittelalterlichen Wüstungsperiode unterschieden sich die durch fruchtbare Schwarzerde geprägten Grundmoränengebiete durch eine nahezu konstante Siedlungsdichte (Gringmuth-Dallmer 1999b).

2.2 Böden

In den nordostdeutschen Grundmoränengebieten dominieren Parabraunerde / Pseudogley–Parabraunerde - Bodengesellschaften in einem Mosaik mit Talmooren. Durch die bodengeographische Gliederung der DDR wird die Bodenregion „Parabraunerde-Region der Uckermark“ mit den Leitbodentypen Fahlerde und Griserde (= Parabraunerde-Tschernosem und Tschernosem-Parabraunerde, AG Boden 1994) ausgeschieden (Haase & Schmidt 1975).

2.2.1 Untersuchungen zu Schwarzerden Nordostdeutschlands

Erste Untersuchungen zu den Schwarzerden des Nordostdeutschen Jungmoränengebietes wurden in „Die ostdeutsche Schwarzerde (Tschernosem) mit kurzen Bemerkungen über die ostdeutsche Braunerde“ (Hohenstein 1919) dokumentiert. Hohenstein ging der Frage der Verbreitung und Genese der Nordostdeutschen „Steppenschwarzerden“ nach. Er konnte um Prenzlau jedoch keine Schwarzerden feststellen und bezeichnet die dort verbreiteten Böden als „Braunen Waldboden, der noch degradierter Steppenschwarzerde nahesteht“. Den hohen Kalkgehalt des Bodens z.T. bis in die Oberkrume führt er einerseits auf die Einmischung von Kreidegeschiebe, andererseits auf die geringe jährliche Niederschlagshöhe (hier Angabe 483mm!) zurück. „Die Kalkhaltigkeit der Oberkrume rührt von aufsteigenden kalkhaltigen Bodenlösungen her (Auswitterung!) oder sie kann auch durch abgespülten Geschiebemergelboden bedingt sein.“ (Hohenstein 1919 in Stremme 1930: 319). Außerdem verweist er auf die Besonderheit der Kalkverteilung im Bodenprofil. „...Profile, wo der Oberboden kalkhaltig, der Unterboden kalkfrei und erst der Untergrund wieder stark kalkhaltig ist.“ (Hohenstein 1919 in Stremme 1930: 319).

Die Verbreitung von schwarzerdeähnlichen Böden im Jungmoränengebiet Deutschlands wird durch Stremme folgendermaßen beschrieben: „Degradierte Steppenschwarzerde bildet im Pyritzer Weizacker ... größere Flächen, sie ist sonst in kleineren Flecken verstreut, z.B. westlich und nordwestlich von Stettin, westlich von Schwedt .... Echte Steppenschwarzerde ist bisher in dem Gebiet außer in kleinen Stellen des Pyritzer Weizackers noch nicht festgestellt worden.“ (Stremme 1930: 311). Gleichzeitig weist Stremme auf nicht gebleichte braune Waldböden in der Uckermark auf kalkhaltigem Geschiebemergel hin.

In Bezug auf die Entkalkungstiefen der Böden im Jungmoränengebiet erwähnt Stremme die Ausnahmen in der Uckermark und Prenzlau, wo z.T. die Oberkrume nicht entkalkt ist (Stremme 1930). Das wird auch von Klebs (1888) als Besonderheit in den geologischen Erläuterungen zum Blatt Prenzlau erwähnt.

Stremme beschäftigt sich mit der Frage der zeitlichen Stellung des entkalkten B-Horizontes der Schwarzerden und kommt aufgrund der Angaben von Hohenstein zu dem Schluß, daß es sich bei diesen Böden um Relikte eines trockeneren Klimas handelt, wobei er die tiefergehende Entkalkung als Folge eines feuchteren Klimas ansieht. Eine Phase der Verlehmung unter Waldvegetation vor der Bildung der Schwarzerden müßte nach Stremme in einer späteren Phase der Schwarzerdebildung unter trockenem Klima mit einer Neukalkung des Bodens durch aufsteigende Bodenlösung verbunden gewesen sein.

Stremme verweist mehrfach auf die von Hohenstein beschriebene Prismen- und Säulenstruktur im „Lehmhorizont“ und deutet auf den möglichen „Wassereinfluß“ während der Bodengenese hin.

In Bezug auf die Vegetation während der Schwarzerdebildung setzt Stremme einen engen kausalen Zusammenhang zwischen Schwarzerde und Steppenvegetation voraus: „Für ihre Entstehung war nicht allein das Klima, sondern vor allem auch eine entsprechende Vegetation maßgebend. Unter Wald entsteht keine Schwarzerde, ja sie wird, wenn sie vorhanden ist und Wald sich darauf ansiedelt, durch denselben vernichtet.“ (Stremme 1930: 325)

Hinsichtlich der Genese des Sekundärcarbonathorizontes in den nordostdeutschen Schwarzerden, der laut Stremme, 1930 eine scharfe Obergrenze besitzt, zieht Stremme zwei Möglichkeiten seiner Entstehung in Betracht: 1. die Auswaschung des Kalkes aus oberen Bodenhorizonten und dessen [Seite 11↓]Ausfällung oder 2. aufgrund aufsteigender Bodenlösungen, deren Kalk an der kohlensäureärmeren Durchlüftungsgrenze ausfällt.

Kowalkowski, 1962, 1966, 1967, 1968, 1971/72 folgert aus der Verbreitung der Schwarzerden des Pyritzer Weizackers auf den Terrassen glazilimnischer Beckenschluffe und der Humusanalysen deren hydromorphe Genese (= Gley-Tschernoseme, AG Boden 1994). Die Tatsache, daß im Humushorizont dieser Schwarzerden Molluskenzönosen des Spätglazials vorkommen, läßt ihn die Tschernosemgenese in das Spätglazial stellen.

Schmidt (1982, 1994) beschreibt für den Prenzlauer Raum die Lehm- und Tieflehm-Griserde- sowie Lehm-Griserde/-Rendzina-Bodenkombinationen. Als Besonderheiten verweist er auf 3-5 dm mächtige Humushorizonte, die Ton-Humus-Überzüge in den Bt-Horizonten sowie das Auftreten von Carbonathorizonten im Bodenbereich. Diese Böden sind an Geschiebemergel und schluffige Beckensedimente mit Kalkgehalten über 9% in der Nähe örtlich anstehender Kreidedurchragungen gebunden.

2.2.2 Bodenentwicklung als Teil der Landschaftsentwicklung

Die spätglaziale und holozäne Landschaftsentwicklung des Jungmoränengebietes Nordostdeutschlands wurde bereits aus unterschiedlichen Ansätzen heraus untersucht. Der Vergleich der Phasen der Reliefentwicklung (Fränzle 1982, Schmidt 1991b), der Bodenentwicklung (Reuter 1962, Hoffmann & Blume 1977, Ehwald 1987), Becken- und Seenentwicklung (Chrobock et al. 1982, Nitz 1993), der Moorentwicklung (Succow 1988) sowie Untersuchungen zur Landschaftsgeschichte (Heinrich et al. 1975, Schatz 2000) ermöglicht die Ausgliederung einzelner Etappen der Landschaftsentwicklung (Tabelle 3).

Als Produkt der Landschaftsgenese widerspiegelt die rezente Bodendecke sowohl die natürlichen als auch nutzungsbedingten ökologischen Bedingungen seit Beginn der Bodengenese. Im Untersuchungsraum setzte die Bodengenese mit dem Eisfreiwerden vor ca. 14 000 Jahren ein und umfaßt damit einen relativ kurzen Zeitraum.

Ausschlaggebende bodenbildende Faktoren waren hierbei (s.o.):

In Abhängigkeit von spätglazialer-holozäner Klimaentwicklung, der Entwicklung der Pflanzendecke sowie Nutzungsgeschichte können folgende Phasen der Bodenentwicklung und -umbildung unterschieden werden (Bork & Schmidt 1999, Schmidt 1982, 1994, s.Tabelle 3):

  1. Die spätglaziale Phase der Substratgenese mit Initialformen der Bodenentwicklung ist im Untersuchungsraum durch die Überprägung der eiszeitlichen Sedimente unter periglazialen Bedingungen bestimmt. Zeitraum sind Ältere und Jüngere Dryas. Ergebnisse sind einerseits Frostbodenstrukturen als auch die großflächige Ausbildung des Geschiebedecksandes aufgrund von Perstruktion und Solifluktion.
  2. Im Altholozän bildet sich mit der Ausbreitung einer weitgehend geschlossenen Vegetationsdecke eine geschlossene Bodendecke. Auf carbonatreichenreichen Substraten findet eine Schwarzerdeentwicklung über einem Pararendzinastadium statt.

    Aufgrund der Untersuchung der Catena „Bölkendorf“ im rezenten Parabraunerdegebiet südlich der Arealgrenze der Schwarzerden der Uckermark mit begrabenem Schwarzgley-Humusgley folgert Schmidt, 1991, 1994 auf die großflächigere Verbreitung der Schwarzerden gegenüber der rezenten. Pedogenetische Prozesse dieser Bodenbildungsphase sind Humusakkumulation, Verlehmung und Vergleyung.
  3. Im Mittelholozän setzt einerseits die Besiedlung durch Ackerbauern ein und führt zu ersten [Seite 12↓]Bodenverlagerungen, die sich u.a. im Schwarzen Kolluvium der Uckermark (Fischer-Zujkov & Schmidt 1999) äußern. Bis zum Mittelalter wiederholten sich in Abhängigkeit von der Siedlungsdynamik in lokal begrenzten Siedlungskammern die Erosionsereignisse. Andererseits wirkt sich der globale Klimawandel auf die Weiterentwicklung der Tschernoseme aus, es entstehen Übergangsstadien bis hin zur Tschernosem-Parabraunerde. Als wichtigste pedogenetische Prozesse dieser Phase stellt Schmidt, 1991 die Lessivierung und Reduzierung der Humushorizonte fest. Ergebnis ist die lokal sehr deutliche Differenzierung der Bodendecke zwischen Pararendzinen, Schwarzerden-Parabraunerde-Übergängen und Kolluvisolen.
  4. Die letze Phase der Umbildung der Bodendecke setzt mit der intensiven und großflächigen mittelalterlichen Landnutzung ein. Ergebnis in der Bodendecke ist a) die Flächenzunahme von Pararendzinen und Kolluvisolen gegenüber der Abnahme der Flächen der Schwarzerden-Parabraunerde-Übergängen und b) die Zunahme der Anteile der hydromorphen Böden in Unterhang- und Senkenbereichen aufgrund veränderter hydrologischer Verhältnisse.

2.2.3 Die Schwarzerdebodengesellschaften der Uckermark

Als Ergebnis der spätglazialen-holozänen Landschafts- und Bodengenese sind in der Uckermark 3 Schwarzerdebodengesellschaften ausgebildet:

I. Pararendzina / Parabraunerde-Tschernosem / Kolluvisol - BG

An ihrer südlichen Arealgrenze im Bereich der Uckermark sind die schwarzerdeähnlichen Böden in Randlagen der Sernitz-Welse Niederung ausgebildet. Es handelt sich um ein Gletscherzungenbecken der Angermünder Staffel, in dem in einem Eisstausee Beckenschluffe über der Moräne sedimentiert wurden. Dieses ton- und kalkreiche Sediment (Tongehalte ca.17-25%, Kalkgehalt >15%) bildet das Ausgangssubstrat der Schwarzerden. Aufgrund der sich seit dem mittleren Neolithikum phasenhaft wiederholenden ackerbaulichen Nutzung dieser sehr fruchtbaren Standorte sind auf den erodierten Kuppen Pararendzinen und in den Unterhang- und Senkenpositionen Kolluvien, und mit ihnen verbunden, begrabene Böden verbreitet. Diese Bodengesellschaft ist sowohl in Kleinsteinzugsgebieten als auch in Verzahnung mit Talmooren anzutreffen.

II. Pararendzina / (Pseudogley)-Parabraunerde-Tschernosem / Parabraunerde / Kolluvisol - BG

Im zentralen Teil der Uckermark bildet in dem bewegten Relief der welligen bis kuppigen Grundmoräne weichselzeitlicher Geschiebemergel mit einem sehr kleinflächigen Wechsel von sandigen bis tonigen Substraten das Ausgangsmaterial der Bodenbildung. Häufig ist auch das Auftreten von kalkhaltigem Kreidegeschiebe. Entsprechend dem Mosaik des Ton- und Carbonatgehaltes im Geschiebemergel ist für die z.T. pseudovergleyten Böden der Platten ein Mosaik von Böden unterschiedlicher “Lessivierungsstadien” der Tschernoseme typisch. Die Böden der Kuppen sind aufgrund der intensiven ackerbaulichen Nutzung dieser Standorte nahezu vollständig erodiert und als Pararendzinen ausgebildet. In den Unterhang- und Senkenpositionen der überwiegenden Kleinstbinneneinzugsgebiete sind häufig mächtige Kolluvien über Schwarzerden mit hydromorphen Merkmalen (Gley-Tschernosem) anzutreffen.

III. Pararendzina / Pseudogley-Parabraunerde-Tschernosem / Gley-Tschernosem / Kolluvisol / (Niedermoor) - BG

Das Verbreitungsgebiet dieser Bodengesellschaft befindet sich in Niederungen der westlichen Uckermark im Einzugsgebiet der Ucker. Die Schwarzerden dieses Gebietes unterscheiden sich vor allem durch ihre hydromorphen Merkmale.

Diese Böden werden in der vorliegenden Arbeit nicht untersucht.


[Seite 13↓]

Tabelle 3: Landschaftsentwicklung des Nordostdeutschen Jungmoränengebietes (nach Jahnke et al. 1975, Müller 1969, Schmidt 1981, Schmidt &. Bork 1999, Bork 1998, Succow 1988, Fischer-Zujkov et al. 1999, Schatz 2000, - Perioden erhöhter Trockenheit in Mitteleuropa nach Jäger 1998)


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Schwarzerden – Stand der Forschung

Als Archive der Landschaftsgeschichte werden die Schwarzerden der Uckermark und ihre Kolluvien untersucht. Um aufgrund der in ihnen gespeicherten Informationen Rückschlüsse auf paläoökologische Zustände ziehen zu können, ist die Kenntnis ihrer pedogenetischen Entwicklung Voraussetzung und davon ausgehend die Definition von Indikatorenkomplexen für bestimmte Zustände der Bodenentwicklung und Paläoumwelt.

3.1 Definition

In Bodenklassifikationssystemen werden als Schwarzerden (Tschernoseme) Böden der Steppenklimate mit Jahresniederschlägen von 250-650mm und einem A/C- bzw. Ah/Cc/lCv-Profil mit mindestens 40cm mächtigem Humushorizont auf Lockergestein definiert. Sie sind durch eine intensive Bioturbation, die sich u.a. in Wurmgängen und Krotowinen zeigt, und einer Mull-Humusqualität gekennzeichnet (Scheffer & Schachtschabel 1998, AG Boden 1994, Kuntze et al. 1994).

Neben typischen Tschernosemen (Chernozems, FAO 1988), die bis in den Humushorizont kalkhaltig sind, treten verschiedene Subtypen „degradierter“ (entkalkter, verbraunter und lessivierter) Schwarzerden mit kalkfreiem Oberboden (Phaeozems, FAO 1988) auf.

3.2 Schwarzerden in Deutschland

In Deutschland kommen Schwarzerden hauptsächlich auf Löß und lößähnlichen Ablagerungen in den Mitteldeutschen Trockengebieten und des Oberrheintales sowie auf Ton-, Mergel- und Kalkgesteinen des Mittelgebirgsvorlandes vor. Im Flach- und Hügelland Norddeutschlands treten Schwarzerden einerseits in der Gruppe der Bodengesellschaften von Pseudogley-Tschernosem aus Geschiebelehm mit lehmig-sandiger Deckschicht im Altmoränengebiet im Lee-Bereich des Harzes und andererseits in der Gruppe der Bodengesellschaften der Parabraunerde-Tschernosem und Parabraunerde aus Geschiebemergel und lößähnlichen Beckenablagerungen im Jungmoränengebiet auf. Diese Vorkommen beschränken sich auf zwei Areale: die Uckermark und die Inseln Fehmarn und Poel (nach BÜK der Bundesrepublik Deutschland 1995).

3.3 Schwarzerdeentwicklungin Mitteleuropa

Voraussetzungzur Entwicklung von Tschernosemenin Mitteleuropasind (Rodenburg & Meyer 1968, Roeschmann in Kuntze et al. 1994, Scheffer & Schachtschabel 1998):

Von den meisten Autoren werden die Schwarzerden als holozäne Bodenbildung angesehen, deren Genese sich in 2 Hauptetappen mit unterschiedlichen paläoökologischen Bedingungen vollzog (ebenda):

1  Tschernosemgenese im Altholozän

Klima:

kontinentales, semiarides bis semihumides winterkaltes, sommertrockenes Klima

Vegetation:

grasreich, steppen- und waldsteppenartig

pedogenetische Prozesse:

  • Humusakkumulation mit hohem Grauhuminsäurenanteil

  • Produktion von stickstoffreicher Biomasse im Frühjahr, Frühsommer und Herbst
  • gehemmter mikrobiologischer Umsatz im trockenen Sommer und kalten Winter

  • Bioturbation durch wühlende Waldsteppenbewohner

  • Entstehung eines mächtigen schwarzen Axh-Horizontes mit gutem Krümelgefüge
  • wirkt Entkalkung entgegen

  • langsame Entkalkung des Humushorizontes und Bildung eines Kalkanreicherungshorizontes unter dem Ah-Horizont (lCc)

Bodentypen:

1. Pararendzina ; 2. Tschernosem


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2   „Degradation“ der Tschernoseme ab dem Mittelholozän (Atlantikum, 7000 a BP)

Klima:

humider

Vegetation:

Schließen der Walddecke, dichtere Laubwälder

pedogenetische Prozesse

(auf durchlässigem Untergrund):

  • Entkalkung
  • Versauerung
  • Silicatverwitterung (Bildung von Tonmineralen und Eisenoxiden)
  • Tonverlagerung (Lessivierung) des mineralischen Feintons und der Ton-Humuskomplexe
  • Pseudovergleyung

Bodentypen:

Stufen der Bodenentwicklung der Schwarzerde-Parabraunerde-Reihe (nach Rodenburg & Meyer 1968):

  1. Braunerde-Tschernosem
  2. Parabraunerde-Tschernosem
  3. Tschernosem-Parabraunerde (Griserde)
  4. Pseudogley-Tschernosem-Parabraunerde

Ausgehend von dieser Betrachtung handelt es sich bei den heutigen Vorkommen von Schwarzerden in Mitteleuropa um Relikte des Altholozäns in den Zentren der Verbreitungsareale mit den kontinentalsten Klimabedingungen. Gunreben, 1992 stellte einen engen Zusammenhang zwischen rezenter klimatischer Kontinentalität und Intensität der Lessivierung in Tschernosemen in Lößgebieten Mitteldeutschlands fest. In den Randgebieten treten hauptsächlich die „degradierten“ Schwarzerden auf, d.h. die Bodentypen der weiteren Bodenentwicklungsstufen der Schwarzerden in Richtung Parabraunerde.

Regelmechanismus der Schwarzerde-Parabraunerde-Entwicklungsreihe ist die Bicarbonat-Metabolik (Rodenburg & Meyer 1968), d.h. die Frage nach der Anwesenheit von Calciumcarbonat im oberflächennahen Bereich. Sie wird einerseits durch Prozesse des globalen Klimawandels gesteuert, wonach im Frühholozän eine geringe Carbonatabfuhr in den Böden vorhanden war, die mit Beginn des Atlantikums verstärkt wurde. Andererseits kann dieser Mechanismus durch verschiedene Faktoren vor dem Hintergrund des globalen holozänen Klimawandels die Bodenentwicklung verzögern (Kuntze, Roeschmann & Schwerdtfeger 1994, Sabel 1982b, Altermann 1969):

Zur Frage der Vegetation zur Zeit der Schwarzerdegenese stellen Rohdenburg & Meyer, 1968 fest,daß die Schwarzerde-Bildung in Mitteleuropa unter nur sehr kurzfristig offener, dann rasch geschlossener Walddecke, zumindest im ersten Abschnitt des Holozäns dort stattfinden konnte, wo im oberflächennahen Bereich Calciumcarbonat für die Bicarbonat-Metabolik zur Verfügung stand. Das bedeutet, daß Tschernosemgenese sowohl unter steppenartiger Vegetation als auch unter Wald möglich ist. Hinsichtlich der Bodenentwicklung zur Parabraunerde (Lessivierung) ist jedoch eine Waldvegetation Voraussetzung (Rohdenburg & Meyer1968, Bronger 1991, Bork 1983).

Ehwald (1980, 1998) schlußfolgert aufgrund der Synthese der Rückschlüsse einzelner Wissenschaftsdisziplinen (Palynologie, Paläomalakologie, Bodenkunde) und dem Vergleich zur Vegetation in rezenten Schwarzerdegebieten von Osteuropa bis Westsibirien auf waldsteppenartige Verhältnisse mit lichtem Mischwaldbewuchs und üppiger Krautvegetation im boreal-frühatlantischen Bildungszeitraum der Mitteleuropäischen Schwarzerden.

Lieberoth (1991, 1964) unterscheidet zwischen Norm- und Feuchtschwarzerden. Nach seiner [Seite 16↓]Auffassung entstanden die Normschwarzerden (Typischer Tschernosem) unter einer Waldsteppenvegetation mit relativ trockenem Feuchtigskeitsregime im Boden, während die Feuchtschwarzerden aufgrund feuchterer Bedingungen in Reliefdepressionen und bei dicht gelagertem Ausgangsmaterial unter einer wiesenartigen z.T. auch baumreicheren Vegetation entstanden sind.

Alexandrovskijunterscheidet aufgrund von Untersuchungen zur Genese von Schwarzerden in der Waldsteppenzone der Russischen Tiefebene unter natürlichem Eichenmischwald und Steppe (in Targuljan 1988, Alexandrovslij 1983) und in Auswertung zahlreicher Untersuchungen russischer Bodenkundler zur Schwarzerdegenese in der Russischen Ebene drei Varianten der „Tschernosemevolution“:

1     Weiterentwicklung des Tschernosems bei Bewaldung

Die Stabilität und geringe Veränderung der primären Steppenschwarzerden unter Waldvegetation wird durch die „Nähe“ der Bedingungen der primären (Steppen) und sekundären (Wald) Bodenbildung bestimmt, für die es folgende Gründe gibt:

2     Entwicklung des Tschernosems zum Grauen Waldboden (= Parabraunerde-Tschernosem / Parabraunerde) bei Bewaldung

Das entspricht der Tschernosem-Parabraunerde-Entwicklungsreihe für Mitteleuropa (s.o.). Dabei wird der Graue Waldboden (Greyzem, FAO 1988) als zonaler Boden der Waldsteppenzone definiert. Wichtige Bodeneigenschaften sind unter anderem der graue Humushorizont (= Griserde) und die Lessivierung von Ton-Humuskomplexen. Voraussetzung für einen stabilen Bodenzustand des Grauen Waldbodens mit Ton-Humus-Verlagerung ist eine unvollständige Entkalkung des Oberbodens mit aktiver Carbonatdynamik bei mindestens 4-5 mmol/l bis maximal 16-20mmol/l Calciumkonzentration in der Bodenlösung (Böckenhoff et al. 1997a, 1997b, frdl. mdl. Mitteilung von B. Meyer Okt. 1999) und nahezu neutraler Bodenreaktion (Alexandrovskij 1983).

3     Entwicklung des Grauen Waldbodens bei Entwaldung (z.B. Rodung) zum Tschernosem (= Progradation des Tschernosems)

Als Progradation wird die Erhöhung des Humusgehaltes mit Eigenschaften von Tschernosemhumus und das allmähliche Verschwinden der Eigenschaften der Lessivierungseigenschaften (Bleichung im Al-Horizont) bezeichnet. Erhalten bleiben Eigenschaften der Unterbodenhorizonte wie Verbraunung, Aggregierung (Polyeder) und Ton-Humus-Überzüge. (Alexandrovskij 1983, 1995, 1996)

Neben den holozänen Schwarzerdebildungen gibt es für rezente Schwarzerdeareale Belege für Tschernosemgenese (Altermann 1968, Kowalkowski 1971/1972, Gehrt 1998) und Tonverlagerung während des Spätglazials (Alleröd, Altermann 1968).

3.4 Humusgenese in Schwarzerden

Die Schwarzerden Mitteleuropas haben durchschnittlich 2...6% Humusgehalt. Der Mullhumus wird durch ein enges C/N-Verhältnis (~10) und eine hohe Kationenaustauschkapazität charakterisiert. Ein großer Anteil der Huminstoffe liegt in Form organomineralischer Verbindungen vor. (Kuntze et al. 1994) In der Huminsäurefraktion überwiegen Grauhuminsäuren und Calciumhumate (Kononova 1963, Orlov et al.1996).

Das Problem der Humusgenese und –akkumulation in Tschernosemen (=Tschernosemierung) wird gegenwärtig wieder kontrovers diskutiert.

Durch die Humuskomplexanalyse (Kononova 1963) wurden folgende Eigenschaften von [Seite 17↓]Tschernosemhumus festgestellt (Orlov et al.1996):

Einfluß auf die Humusgenese in Schwarzerden haben folgende Faktoren:

Nach Orlov, 1996 sind diese Faktoren allein jedoch nicht ausreichend für eine Tschernosemierung. Entscheidend sind die bioklimatischen Bedingungen, die sich durch eine Periode der biologischen Aktivität mit 140-170 Tage/a charakterisieren lassen. Calcium wirkt sich lediglich fördernd auf die Bodenmikroflora aus, kann jedoch unter Bedingungen der regelmäßigen Bodendurchfeuchtung eine dominierende Rolle spielen.

Rohdenburg & Meyer, 1968 erklären die Bildung von schwarzem Humus mit einer Art der Endohumus-Bildung, bei der eine dunkelfärbende Mullkomponente entsteht und die Umhüllung der Ton- und Feinschluff-Fraktion mit schwer zu extrahierenden oder aufzuoxidierenden Huminstoffen sehr ausgeprägt ist (Hess 1965: zitiert nach Rohdenburg & Meyer, 1968). Bedingungen für den Aufbau schwer zu extrahierender oder aufzuoxidierender Huminstoffe sind dabei eine schwach alkalische bis neutrale Bodenreaktion sowie wechselnder Wasserhaushalt (= Wechsel von reduzierenden und oxidierenden Phasen). Diese Humusgenese findet auf allen Graslandtypen der Erde unabhängig von der Niederschlagshöhe, dem Bodenmilieu (kalkhaltig oder kalkfrei) und in allen Bodenarten (Sand bis Ton) statt. Unter Waldvegetation hingegen ist die Bildung von schwarzem Humus auf ein Milieu mit Bicarbonat-Metabolik beschränkt.

Siewert, 1994, 1995 verbindet die unterschiedliche Humusfärbung mit bodenhydrologischen Bedingungen. Seiner Meinung nach bedingt eine ganzjährig konstante Bodenfeuchte, wie sie z.B. unter Wald herrscht, die Bildung von braunem Humus. Unter Bedingungen sogenannter Wechselfeuchte wird die Bildung von überwiegend schwarzem Humus unterstützt.

Lieberoth, 1991 unterscheidet die Humusbildung in Feuchtschwarzerden und Normschwarzerden, wobei die höheren Humusgehalte und das körnige Gefüge der Feuchtschwarzerden gegenüber den Normschwarzerden auf eine erhöhte Hydromorphie in diesen Böden während der Humusgenese zurückgeführt wird. Er verweist auf die rezente Angleichung beider Humusqualitäten unter Ackernutzung.

In Böden mit schwarzen Humushorizonten wurden in der organischen Bodensubstanz hochpolymere organische Verbindungen mit relativ großen Anteilen am Gesamthumus festgestellt, deren Genese nicht mit biochemischen Prozessen zu erklären ist, sondern auf Hitzeeinwirkungen wie z.B. bei Bränden schließen läßt (Schmidt, M. et al. 1998, 1999). Außerdem haben jüngste elektronenmikroskopische Untersuchungen gezeigt, daß ein Teil der bisher in Dünnschliffen erkennbaren und für schwarze Böden typischen schwarzen kohleähnlichen Teilchen eine graphitähnliche Kristallstruktur aufweisen (Vortrag M. Schmidt, DBG-Tagung Hannover, 1999).


[Seite 18↓]

Bei speziellen Untersuchungen an einer Farbcatena von Schwarz- und Grauerden in der Hildesheimer Börde (Schmidt, M. et al. 1998, Gehrt et al 1998) konnte der Nachweis erbracht werden, daß in den Schwarzerden verkohlte organische Substanz vorhanden ist, während sie in den räumlich sehr eng liegenden, jedoch durch relativ scharfe Grenzen abgetrennten Grauerden weitgehend fehlt. Es konnte ein enger Zusammenhang von Bodenfarbe und Gehalt an verkohlter organischer Substanz gezeigt werden. Da beide Bodentypen auf identischem Ausgangsmaterial ausgebildet sind und sich keinerlei bodenchemische und –physikalische Unterschiede feststellen ließen, wird die Genese der schwarzen Böden als Ergebnis von Feuereinwirkung interpretiert und die Entstehung von schwarzem Humus als Ergebnis einer Pyrogenese, welche anthropogen oder durch Vegetationsfeuer hervorgerufen sein kann.


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16.12.2004