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IV  Stellung und Entwicklung der Schwarzerden in der holozänen Landschaftsentwicklung Nordostdeutschlands

1 Die Bodenentwicklung als Teil der holozänen Landschaftsentwicklung

1.1 Phasen der holozänen Landschaftsentwicklung

Ausgehend von den dargestellten Ergebnissen kann die Genese und Entwicklung der Schwarzerden der Uckermark im Einklang mit den bekannten Phasen der Landschaftsentwicklung in Nordostdeutschland (Bork et al. 1998, Bork & Schmidt 1999, Schatz 2000, s. I.2.2.2. „Bodenentwicklung als Teil der Landschaftsentwicklung“) betrachtet werden, die sich einerseits durch den globalen Wandel der Geo-Biosphäre als auch durch die unterschiedliche Intensität des menschlichen Einflusses auf die Landschaftsentwicklung (DFG-Schwerpunktprogramm) unterscheiden:

  1. Früh- bis mittelholozäne Naturlandschaftsentwicklung,
  2. Neolithische bis vormittelalterliche anthropogen beeinflußte Naturlandschaftsentwicklung,
  3. Kulturlandschaftsentwicklung seit dem Mittelalter.

1.1.1 Früh- bis mittelholozäne Naturlandschaftsentwicklung

Die früh- bis mittelholozäne Landschaftsentwicklung ist durch das Wirken natürlicher Faktoren und die Widerspiegelung des globalen Wandels der Geo-Biosphäre durch die natürlichen regionalen Besonderheiten gekennzeichnet. Sie fand im Anschluß an die spätglaziale Entwicklungsphase statt und dauerte bis zu den ersten neolithischen Rodungen im Mittelholozän (Frühes / Mittleres Atlantikum).

1.1.1.1 Umweltbedingungen

Aussagen zu den paläoökologischen Bedingungen dieser Phase der Landschaftsentwicklung können aus der Interpretation der allochthonen Komponente im untersten Schwarzen Kolluvium, deren Entstehungszeitraum mit der der Schwarzerdebildung identisch sein dürfte, geschlußfolgert werden. Lediglich aus dem Präboreal liegen organische Sedimente (Catena Biesenbrow) vor. Es handelt sich hiermit um eine indirekte Beweisführung. Es werden zur Interpretation auch Erkenntnisse zur Landschaftsgeschichte aus den weiteren Regionen sowie Analogieschlüsse zu Umweltbedingungen in rezenten Schwarzerdegebieten genutzt.

Klima

Mit Beginn des Holozäns herrschten im Präboreal noch kühle klimatische Bedingungen, es fand jedoch eine allmähliche Klimaerwärmung statt. Im Boreal setzte eine starke Klimaerwärmung verbunden mit der Abnahme der Jahresniederschläge ein. Mit Beginn des Atlantikums nahmen die Niederschläge zu, die Sommer waren um ca. 2°, die Winter um ca. 0,5° wärmer als heute (Schönwiese 1995).

Vegetation

Im Alleröd wurde die tundren- und waldtundrenähnliche Vegetation des Spätglazials durch Birken-Kiefern-Waldbestände verdrängt (Müller 1967, Firbas 1952, Lange 1976, Jahns 1999).

Es liegen Ergebnisse der Untersuchungen der Pollen, der Phytolithen und der Mollusken aus den Schwarzerdegebieten vor. Die widersprüchlichen Aussagen zu paläoökologischen Verhältnissen während der Schwarzerdegenese aufgrund der Analyse der Pollen und Mollusken im Mitteldeutschen Schwarzerdegebiet wurden durch Ehwald et al. (1998) diskutiert. Er kommt zu dem Schluß, daß es sich um eine Waldvegetation ähnlich der heutigen Waldsteppen in Osteuropa und Sibirien handelte.

Ähnlich den Daten im Mitteldeutschen Schwarzerdegebiet zeigen in den untersuchten Gebieten die Pollen eine Waldvegetation an und die Mollusken eine Offenlandvegetation. Für beide Komponenten bleibt der allochthone Anteil eines der kolluvialen Verlagerung vorausgegangenen Bildungszeitraumes aber eher fraglich. Die Pollenerhaltung ist unter aeroben Bedingungen im Substrat ausgesprochen gering. Die Molluskenerhaltung unter kalkfreien Bedingungen unter Wald ist ebenfalls unwahrscheinlich. Bei beiden Komponenten handelt es sich um synsedimentäre Bildungen. Im Unterschied dazu ist die Erhaltung der Phytolithen sowohl unter Sauerstoffzufuhr als auch unter [Seite 136↓] carbonathaltigen sowie –freien Milieubedingungen uneingeschränkt. Daher erlaubt das Fehlen von Artengruppen des Offenlandes im palynologischen Befund den Rückschluß auf eine Waldvegetation. Dieser Schluß wird ebenfalls indirekt durch das Fehlen von Steppenarten in der synsedimentären Molluskenfauna gegenüber euryöken Arten unter Offenlandbedingungen des Einzugsgebietes bestätigt, was einen Unterschied zu den Mitteldeutschen Lößgebieten darstellt. Für eine Waldvegetation spricht ebenfalls die Tatsache, daß die bioturbate Humuseinmischung in den Unterboden der Schwarzerden fast ausschließlich durch Regenwürmer stattfand. Größere Krotowinen offenlandbewohnender Kleinsäugetiere sind dagegen eher selten (s. III.4.2. Grabung Neu Kleinow, Profilwand C). 12

Ausgehend von diesen Schlußfolgerungen, kann auch für die Uckermark die Vegetationsentwicklung im Früh- und Mittelholozän entsprechend der allgemeinen Waldentwicklung angenommen werden. Es erfolgte mit Beginn des Boreals die Verbreitung von Laubmischwäldern mit der Ausbreitung zunächst der Hasel, dann der Eiche und Ulme und später der Linde bis zur natürlichen Vegetation von Eichenmischwäldern auf den Geschiebemergelstandorten und Kiefern-Eichenmischwäldern auf trockeneren und ärmeren Standorten im Jüngeren Atlantikum (Firbas 1953, Jahns 1999, Müller 1967, Slobodda 1991).

Morphodynamik

Mit der Ausbildung einer geschlossenen Vegetationsdecke seit Beginn des Holozäns findet keine Bodenabtragung statt. Es ist eine morphogenetische Stabilitätsphase. Diese Phase ist in ganz Mitteleuropa ausgeprägt (Bork et al. 1998, Schatz 2000) und kann auch durch die Untersuchungsergebnisse in den Beispielscatenen für die Uckermark bestätigt werden. Es wurden keine mineralischen Sedimente des Frühholozäns gefunden.

Landschaftswasserhaushalt

Mit der globalen Klimaänderung und der damit einhergehenden höheren Evapotranspiration setzt mit Beginn des Holozäns die Verlandung der in den Senkenbereichen der Hohlformen bestehenden Gewässer ein. In den Untersuchungsgebieten wurden keine organischen Sedimente gefunden, die auf hohe Grundwasserstände schließen lassen, d.h. in nahezu allen Kleinstbinneneinzugsgebieten der Uckermark sind mit Beginn des Boreals die Hohlformen vollständig trockengefallen.

1.1.1.2 Pedogenese

Initialphase der Bodenbildung

Da für einen Großteil der Parabraunerden der Uckermark keine Schwarzerdevergangenheit nachweisbar ist, muß davon ausgegangen werden, daß bereits mit Beginn der Schwarzerdegenese in der Uckermark ein bedeutender Flächenanteil der Böden zu einem gewissen Teil entkalkt und verbraunt waren. Als Zeiten für diese Bodenbildungen kommen das Alleröd und das frühe Holozän in Frage. Allerödzeitliche Braunerden werden von Schlaak (1998) als „Finowboden“ beschrieben. Auch Kaiser & Kühn (1999) berichten von allerödzeitlichen Braunerden in der Ückermünder Heide. Für das Mitteldeutsche Trockengebiet mit seinen Schwarzerden beschreibt Altermann (1968) spätglaziale und frühholozäne Verbraunungen in Lössen. Auch Alexandrovskij (1983, in Targuljan et al. 1988) kommt für die Böden der südlichen Waldzone und der Waldsteppe der russischen Tiefebene zu dem Ergebnis, daß der Bildung der Tschernoseme z.T. eine Entkalkung, Verbraunung und z.T. sogar Lessivierung vorausgegangen sein muß.

Der Tschernosembildung vorausgehend findet im Spätglazial ein Initialstadium unter tundrenähnlichen Vegetationsbedingungen statt. In Abhängigkeit von den Substratverhältnissen entstehen in sandigem und nur schwach kalkhaltigem Ausgangssubstrat aufgrund schneller Entkalkung geringmächtige Braunerden (s.o.). Auf kalkhaltigem Ausgangssubstrat werden Pararendzinen als Initialstadium der [Seite 137↓]Pedogenese gebildet.

Im Präboreal findet die weitere Differenzierung der Bodendecke statt:

Damit entsteht sowohl im Spätglazial als auch im Präboreal eine heterogene Bodendecke mit Pararendzinen und Braunerden, die durch das räumlich differenzierte Wirken der natürlichen Bodenbildungsfaktoren hervorgerufen wird.

Phase der Schwarzerdegenese

Mit dem Übergang zum Boreal kommt es aufgrund der verringerten Niederschläge zur Stagnation der Entkalkung in der Bodendecke insgesamt. Unter dem Eichenmischwald findet mit Beginn des Boreals die Pedogenese in Abhängigkeit vom Bodenzustand statt:

  1. Auf den initialen Pararendzinen mit aktiver Carbonatdynamik wird Schwarzerdehumus akkumuliert.

In Abhängigkeit vom Carbonatgehalt im Humushorizont der Pararendzinen ist sowohl die Bildung echter Tschernoseme (CaCO3 in der Bodenlösung >20mmol/l) (s. Tabelle 93, Catena Biesenbrow UG 1) als auch eine Bodenentwicklung als Grauer Waldboden (CaCO3 in der Bodenlösung >4-5mmol/l) ähnlich den Waldböden unter Eichenmischwald der heutigen Waldsteppe in Osteuropa möglich (Alexandrovskij 1983) (s. Tabelle 93, Catena Falkenwalde UG2, Untersuchungsgebiet Mönchehof UG 3).

In beiden Systemen kann für das Boreal von einem Gleichgewichtszustand in der Bodenentwicklung verbunden mit Humusakkumulation ausgegangen werden. Der Erhalt der Carbonatdynamik im Boden wird durch die negative klimatische Wasserbilanz und die „Wurzelpumpe“ der Eichenmischwälder (hohe Calciumgehalte im Laub) reguliert und durch hohe Austauschkapazitäten aufgrund von hohen Tongehalten unterstützt (Catena Biesenbrow, Tschernoseme auf Beckenschluff).

Die negativen klimatischen Wasserbilanzen während der Vegetationsperioden des Boreals bedeuten:

  1. Auf den bereits entkalkten Böden dürfte ebenfalls eine verstärkte Humusakkumulation, jedoch ohne den charakteristischen Calciumhumatkomplex, stattgefunden haben.

Die Stabilität der Eichenmischwaldökosysteme auf Schwarzerden gegenüber der [Seite 138↓]Klimaverschlechterung mit Beginn des Atlantikums ist ausreichend, um weiterhin Tschernosemhumus zu bilden. Die Entkalkung wird jedoch mit der globalen Feuchtezunahme wieder intensiviert, so daß auf großen Flächenanteilen die Oberböden der Tschernoseme spätestens im Mittleren Atlantikum kalkfrei sind.

Humusgenese in den Nordostdeutschen Schwarzerden

Aufschluß zur Humusgenese der frühholozänen Tschernoseme hat die Qualitätsanalyse der organischen Bodensubstanz in Verbindung zur 14C-Datierung geliefert (Catena Biesenbrow, Catena Falkenwalde). Es wird die Entstehung von „Echtem Tschernosemhumus“ durch den Analogieschluß zur Humusqualität in rezenten Schwarzerden belegt.

Dabei können zwei Theorien zur Tschernosemhumusgenese miteinander verknüpft werden:

Rohdenburg & Meyer (1968, s. I. 3.4 „Humusgenese in Schwarzerden“) begründen die Bildung hoher Anteile an schwarzem Endohumus u.a. durch Schwankungen der Redoxpotentiale. Siewert (1994, 1995) führt die intensive Anfangsbodenatmung zu Beginn einer Feuchtphase auf die Bildung von Exoenzymen unter kontinentalen Klimabedingungen zurück (aufgrund der Evolution der organischen Bodensubstanz als Anpassung an die Umweltverhätnisse). Tatsächlich verursacht die intensive Anfangsbodenatmung kurzzeitig reduzierende Bedingungen und damit Schwankungen zwischen oxidierenden und reduzierenden Bedingungen.

Auch die durch Lieberoth (1991) als Abgrenzungsmerkmal der „Wiesenschwarzerden“ zu „Normschwarzerden“ dargestellten mikromorphologischen Eigenschaften des Humushorizontes (Krümelgefüge) unterstützen die These von der „Echten Tschernosemgenese“.

Gehrt (1998) und Schmidt et al. (1999) begründen die schwarze Färbung des Tschernosemhumus mit einer Pyrogenese. Aufgrund der Untersuchungen des Schwarzen Kolluviums ist davon auszugehen, daß in einzelnen Schichten Holzkohlepartikel in großen Mengen auftreten. Andererseits ist aus den Untersuchungen der organischen Bodensubstanz aus schwarzen humosen Bodenhorizonten der Parabraunerde-Tschernoseme insbesondere durch die Thermogravimetrie die Anwesenheit von bodenfremder organischer Substanz auszuschließen. Selbst falls Holzkohle in den Boden gekommen sein sollte, ist sie rezent in den Humuskomplex der Schwarzerden einbezogen (Siewert 1999).

Natürliche Vegetationsfeuer, die die Schwarzfärbung des Humus verursacht haben könnten, sind spätestens für die Zeit des Präboreals mit durch Blitzschlag zu entflammenden Birken-Kiefernwäldern anzunehmen. Während der Zeit des Boreals und Anfang des Atlantikums bis zum Beginn der Rodungen/Brandrodungen sind aufgrund der Baumartenzusammensetzung natürlich entstandene Waldbrände ausgeschlossen. Daraus zu schlußfolgern wäre das maximal neolithische Alter eines Großteils der Tschernoseme, was nicht in Übereinstimmung mit den Befunden zu den mächtigen schwarzen Humushorizonten zu Beginn der neolithischen Nutzungsphase steht. Unklar ist außerdem der Prozeß der feinen Dispergierung der Holzkohlepartikel in den Schwarzerden im Unterschied zu den Grauerden bzw. der Erhaltung von makroskopisch erkennbaren Holzkohlepartikeln in den Parabraunerden. Sie ist ausschließlich durch intensive Bioturbation nicht erklärbar.

Aufgrund der vorliegenden Untersuchungsergebnissen kann eine „Intensivierung“ der Schwarzfärbung der organischen Bodensubstanz durch Brandeinwirkungen sowohl im präborealen Pararendzinastadium als auch während der ur- und frühgeschichtlichen Nutzungsphasen für möglich erachtet werden. Eine weitere Stellungnahme zu diesem Thema muß offen bleiben. da die Ergebnisse der 13CNMR-Spektroskopie der organischen Bodensubstanz (Proben der Catena Biesenbrow) zum Zeitpunkt der Niederlegung dieser Arbeit noch nicht vorlagen.

Kowalkowski (1966, 1968) kommt aufgrund der Humusanalysen für die Schwarzerden des „Pyritzer Weizackers“, und deren Reliefposition - Terrassen der glazilimnischen Beckenschluffe - zu dem Schluß, daß es sich um Wiesentschernoseme (= Gley-Tschernoseme) handelt. Die Tatsache, daß im Humushorizont dieser Schwarzerden Molluskenspektren mit spätglazialem Alter vorkommen, läßt ihn die Tschernosemgenese in das Spätglazial stellen.

Die Schlußfolgerungen zur Schwarzerdegenese im Bereich der Schwarzerdebodengesellschaft auf [Seite 139↓]Beckenschluffen läßt Zweifel an dieser Hypothese aufkommen. Wie nachgewiesen werden konnte, ist der entscheidende Faktor des Schwarzerdeerhaltes auf eine aktive Carbonatdynamik während des gesamten Holozäns zurückzuführen. Im kuppigen Bereich der hier untersuchten Catena Biesenbrow war aufgrund der ständigen Nachlieferung aus dem Erosionsbereich dafür die Grundlage gegeben. Auf Seeterrassen im nahezu ebenen Relief ist auch bei ackerbaulicher Nutzung keine ausreichende Carbonatnachlieferung durch kalkhaltige Kolluvien und ständig neu entstehende Pararendzinen gegeben. Daher erfolgt die Kalkzufuhr zu den Böden nur mit dem kalkhaltigen Grundwasser und ist daher im gesamten hydrologischen Einzugsgebiet streng an bestimmte Höhenniveaus gebunden. Die Schwarzerden und die darin enthaltenen Molluskenassoziationen konnten also nur in ständig carbonatischem Milieu bis heute erhalten bleiben und markieren so höchstwahrscheinlich die holozänen Grundwassertiefststände.

Ähnlich wie für die untersuchten Flächen Nordostdeutschlands kann angenommen werden, daß auch auf den Beckenschluffen im polnischen Verbreitungsgebiet nach einem initialen Pararendzinastadium im Frühholozän Schwarzerden in allen Reliefpositionen gebildet wurden, in den Senkentiefsten mit Grundwassereinfluß auch Gley-Tschernosem.

1.1.2 Neolithische bis vormittelalterliche anthropogen beeinflußte Naturlandschaftsentwicklung

Mit Beginn des Neolithikums tritt der Mensch als Faktor der Landschaftsentwicklung auf. Sein Einfluß ist durch die Rodung der Wälder verursacht und abhängig von der Siedlungsdynamik, d.h. räumlich und zeitlich an die Siedlungskammern gebunden und daher begrenzt. Die Landschaftsdynamik einzelner Einzugsgebiete wird durch die wiederholte Nutzung einzelner Siedlungskammern vor dem Hintergrund der globalen klimatischen Veränderungen bestimmt. Dabei sind die innerhalb einer Siedlungsphase vor sich gehenden Prozesse stets ähnlich.

Der Beginn der ur- und frühgeschichlichen Landnutzungsphase (Zeitscheibe II des DFG-Schwerpunktprogramms) setzte in Nordostdeutschland um mehr als 1000 Jahre später als in Mittel- und Süddeutschland ein.

Unter dem Gesichtspunkt der morphodynamischen Entwicklung in der Landschaft Nordostdeutschlands gliedert Schatz (2000) die neolithisch-bronze-eisenzeitliche Landnutzungsphase aus und betrachtet die Völkerwanderungszeit getrennt. Unter dem Gesichtspunkt der Bodenentwicklung erscheint es sinnvoll, die Völkerwanderungszeit als Ruhephase der Siedlungsdynamik zu betrachten. Die während dieser Zeit vor sich gehenden Prozesse sind vergleichbar mit Wiederbewaldungen während der gesamten Nutzungsphase mit dem Unterschied, daß sie flächendeckend in der gesamten Region stattfindet.

Als Archive der Landschaftsentwicklung sind in den Untersuchungsgebieten organische Sedimente, archäologische Befunde, begrabene Böden und das Schwarze Kolluvium untersucht worden.

1.1.2.1 Umweltbedingungen

Landnutzung

Die Landnutzung in der Uckermark begann mit der Rodung kleiner Flächen durch die frühneolithische Linienbandkeramik im 5. Jahrtausend v.Chr. und setzte sich mit Unterbrechungen bis zur Eisenzeit und Römischen Kaiserzeit fort. Wobei sich die Uckermark während aller Siedlungsphasen durch intensiveren Ackerbau von der umgebenden Norddeutschen Tiefebene unterschied (s. I. 2.1.4 „Siedlungsgeschichte“). Beendet wurde die vormittelalterliche Landnutzungsphase durch die im 4. Jhdt. n. Chr. beginnende Völkerwanderung.

Klima

Mit Beginn der neolithischen Landnahme im Atlantikum herrschten in Nordosteuropa feucht-warme, atlantisch-ozeanisch geprägte Klimabedingungen. Bis heute ist der Klimawandel durch das abwechselnde Auftreten feuchter und kühler Phasen und trockener und warmer Phasen geprägt (Jäger et al. 1998, s. Tabelle 93). Dabei war das Subboreal insgesamt durch eine Feuchtezunahme und das Subatlantikum zusätzlich durch eine Temperaturabnahme mit erhöhten Niederschlägen bis hin zur kühlen und niederschlagsreichen Klimaphase während der Völkerwanderungszeit gekennzeichnet (Schönwiese 1995). Es fand nach dem holozänen „Klimaoptimum“ eine ständige [Seite 140↓]„Klimaverschlechterung“ statt, die von Klimaschwankungen geprägt war.

Inwiefern die Trockenphasen eine Folge anthropogener Klimaveränderungen durch Rodung sind, ist nicht eindeutig zu belegen (Jäger et al. 1998). Für natürliche Klimaschwankungen spricht die Synchronität der Trockenphasen mit Regressionsphasen der Ost- und Nordsee. Andererseits können klimatische Auswirkungen in Form von Erhöhung der Kontinentalität aufgrund der Auflösung der ehemals geschlossenen Vegetationsdecke nicht ausgeschlossen werden (größere Temperaturamplituden im Tages- und Jahresverlauf, größere Trockenheit durch intensivere Verdunstung aufgrund höherer Temperatur, geringere Niederschläge durch Konvektion aufgrund der Aufheizung). Allerdings ist die Wirkung kleinflächiger Rodungsinseln während der ur- und frühzeitlichen Landnutzung eher fraglich. Außerdem ist die Änderung der Strahlungsbilanz durch veränderte Bodenbedeckung (Wald – Feld) nicht belegt (ebenda).

Vegetation

Mit den ersten frühneolithischen Rodungen beginnt die anthropogene Beeinflussung der Vegetation. Es bleiben weiterhin große Laubmischwaldgebiete bestehen. In der Baumartenzusammensetzung verlieren mit dem Übergang zum Subboreal die Ulme, Linde und Esche an Bedeutung; die Eichenanteile nehmen weiterhin zu. Eichenmischwälder werden u.a. durch die Waldweidenutzung gefördert. So prägen in der Uckermark im 1. und 2. Jh. (Älteres Subatlantikum) eichenreiche Laubmischwälder die Vegetation (Lange 1976 b).

Im Jüngeren Subboreal beginnt die Ausbreitung der Buche und Hainbuche, die sich jedoch in der Baumartengesellschaft erst gegen Ende der Völkerwanderung in der Wiederbewaldungsphase endgültig durchsetzen konnten (Slobodda 1991). Zwischenzeitlich wird die Kiefer als Baumart auf Sukzessionsflächen ehemaliger Rodungsinseln gefördert (Müller 1967, Jahns 1999).

Im Einflußbereich der Rodungsinseln treten in Abhängigkeit von den Siedlungphasen Kulturbegleiter wie Artemisia, Rumex und Plantago in unterschiedlichen Anteilen auf. Neben der allgemeinen Etablierung der Erle in den Niederungsgebieten ist ihr verstärktes Auftreten in kleineren Einzugsgebieten während der Nutzungsphasen zu verzeichnen (Müller 1967).

Aus den Untersuchungsgebieten liegen pollenanalytische Untersuchungen, Untersuchungen zur Molluskenfauna und der Phytolithen aus organischen Sedimenten und dem Schwarzen Kolluvium vor. Dabei ist anhand der synsedimentären Komponenten dieser organischen Reste für alle Einzugsgebiete in diesem Zeitraum ein Mosaik aus Offenland und Laubmischwald mit hohem Kiefernanteil sowie das Auftreten von Vegetation feuchter und nasser Standorte nachweisbar (s. „Ergebnisse“ UG Catena Biesenbrow und „Ergebnisse“ Catena Falkenwalde). Es wird damit das Vegetationsmosaik während der ackerbaulichen Nutzungsphasen gekennzeichnet, bestehend aus Rodungsflächen mit Acker- und Grünland in primären Laubmischwäldern, sowie durch Sukzession in aufgegebenen Siedlungskammern entstandene Sekundärwälder. Änderungen im Landschaftswasserhaushalt in der Nutzungsphase werden u.a. durch die Zunahme von Erlen und Weiden in der Waldvegetation sowie durch Torfbildung dokumentiert (Catena Falkenwalde).

Morphodynamik

Mit der ackerbaulichen Nutzung auf den Rodungsinseln ist die Bodenerosion verbunden. Ur- und frühgeschichtliche Kolluvien sind in Mittel- und Nordostdeutschland bereits mehrfach beschrieben (Bork 1983, Bork et al. 1998, Schatz 2000), insbesondere die Bildung dunkler Kolluvien in Schwarzerdegebieten (Andres et al. 1997, Wunderlich 2000, Lang & Hönscheidt 1999). Schmidt (1991b, 1994a,b) beschreibt das Schwarze Kolluvium für das Nordostdeutsche Jungmoränengebiet.

In Abhängigkeit von der Siedlungsdynamik kann das Schwarze Kolluvium mehrphasig sein.

Dabei kann das linienbandkeramische Kolluvium als unterstes Schwarzes Kolluvium häufig nicht eindeutig belegt werden (Wunderlich 2000, Lang & Hönscheidt 1999), obwohl es in direktem Zusammenhang zu linienbandkeramischen Befunden steht. Lang (1999) erklärt dieses Phänomen mit einem Kaskadenmodell der Bodenerosion und jeweiligen Sedimentfallen. Danach werden im fluvial geprägten Lößhügelland Kolluvien aufgrund der fortschreitenden Erosion mehrfach umgelagert. Diese Umlagerungen lassen sich mithilfe der wesentlich älteren 14C-Alter der organischen Bestandteile im Kolluvium im Vergleich zum jüngeren OSL-Alter, das das letzte Sedimentationsdatum kennzeichnet, belegen (ebenda).


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Für die Uckermark konnte bisher ebenfalls der naturwissenschaftliche Nachweis des linienbandkeramischen Kolluviums nicht erbracht werden, was aber auch durch die geringe Siedlungsdichte, den kurzen Siedlungzeitraum und die bisher vermutete eher nomadische Lebensweise der linienbandkeramischen Kultur in diesem Teil Nordostdeutschlands (Gringmuth-Dallmer 1999a) begründet werden kann.

Katastrophale Erosionserereignisse sind durch die Sedimentation sowohl von Material des Humushorizontes als auch des Unterbodens dokumentiert und in den untersuchten Bereichen überwiegend der Bronzezeit zuzuordnen (s. Catena Falkenwalde, Grabung Neu Kleinow, Bodenprofil B). Das spiegelt einerseits die maximalen Bevölkerungsdichten der Ur- und Frühgeschichte während der Bronzezeit der Uckermark wider, kann andererseits aber auch klimatische Ursachen in der Feuchtphase während des 2. Jahrtausends v. Chr. haben (s. Catena Falkenwalde, s. Tabelle 93 ).

Landschaftswasserhaushalt

Es finden kurzfristige auf einzelne Einzugsgebiete begrenzte Wasserspiegelschwankungen statt, die ihre Ursache in der Rodung und damit der Erhöhung des Oberflächenabflusses haben (Bork et al., 1998, Schatz 2000). Allerdings muß von einem Zusammenwirken des anthropogenen Faktors mit der natürlichen Klimaentwicklung ausgegangen werden, die nicht voneinander zu trennen sind.

Einerseits läßt die Asynchronität des Auftretens des Schwarzen Kolluviums in den Untersuchungsgebieten auf eine dominierende Rolle des anthropogenen Faktors in den sensibel reagierenden Binnenkleinsteinzugsgebieten schließen, insbesondere wenn die Erhöhung des Wasserspiegels gleichzeitig mit einer klimatischen Trockenphase stattfindet (s. Tabelle 93 , Catena Biesenbrow). Andererseits tritt in Falkenwalde eine Erhöhung der Grundwasserstände und die Bildung von organischen Sedimenten in der Senke zunächst scheinbar ohne kolluviale Komponente auf (s. III.2.1.6 “Paläobotanische Untersuchungen”) und ist zeitlich mit einer klimatischen Feuchtphase gleichzusetzen. Ähnliche nicht synchrone Reaktionen der Beckenhydrologie werden von Kaiser (o.J., frdl. mdl. Mittlg. 1998) für die frühholozäne Landschaftsentwicklungsphase in Nordostdeutschland (Vorpommern) während des Mesolithikums beschrieben.

1.1.2.2 Pedogenese

Aufgrund der globalen Änderungen des Klimas und der Vegetation gehen die Tschernoseme und „Grauen Waldböden“ aus dem Gleichgewichtszustand in ein dynamisches Bodenentwicklungssystem über, das durch fortschreitende Entkalkung und Versauerung sowie damit verbundene Ton-Humus- und Ton-Verlagerung gekennzeichnet ist, d.h. einer Bodenentwicklung in Richtung Parabraunerde.

Gleichzeitig treten lokal Faktoren auf, die verzögernd auf die Schwarzerdedegradation wirken, und sowohl natürlichen als auch anthropogenen Ursprungs sein können. In Abhängigkeit von der Siedlungsdynamik verursacht der Einfluß des Menschen die Revitalisierung der Carbonatdynamik. Es kommt zur räumlich und zeitlich begrenzten Ausbildung von Tschernosemprogradationsphasen. Die Progradationsphasen können als „dynamischer Gleichgewichtszustand“ der Bodenentwicklung betrachtet werden, d.h. aufgrund der ständigen äußeren Einwirkung auf das Ökosystem finden keine Veränderungen im Entwicklungszustand des Bodens statt. Diese Phasen können durch die global auftretenden Trockenphasen (Jäger 1998) verstärkt oder in feuchten Klimaphasen abgeschwächt werden.

Aufgrund der Komplexität des Wirkungsgefüges der Landschaft können die einzelnen Faktoren nicht losgelöst voneinander betrachtet werden. Zwischen ihnen bestehen verstärkende oder abschwächende Beziehungen und Rückkopplungseffekte.

Als die Schwarzerdedegradation verzögende Faktoren treten auf:

Klima

Obwohl für den globalen Klimawandel die Feuchtezunahme seit dem Atlantikum belegt ist, kann von regional geringeren Niederschlägen im Trockengebiet des subkontinentalen Übergangsklimas ausgegangen werden, mit einer Ausprägung des Niederschlagsminimums im Zentrum der Uckermark.

Eine anthropogen verursachte Erhöhung der Kontinentalität kann nicht belegt werden (s. IV. 1.1.2.1 „Umweltbedingungen“ – Klima).


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Vegetation

Das sehr späte Einwandern der Buche bedingt ein Weiterbestehen der Eichenmischwälder und somit eine Verzögerung der Entkalkung aufgrund der chemischen Besonderheiten des biologischen Stoffkreislaufes im Ökosystem. Außerdem setzt die durch den biologischen Stoffkreislauf im Ökosystem der Buchenmischwälder verursachte Bodenversauerung erst mit Beginn des Subatlantikums ein. Das späte Einwandern der Buche steht einerseits im Zusammenhang mit der natürlichen Dynamik der Baumartenausbreitung im Holozän und ist andererseits durch die anthropogene Zurückdrängung dieser Baumart verursacht (s.o.).

Ausgangssubstrat

Hohe Kalkgehalte des Ausgangssubstrates bedingen die zeitliche Verzögerung der Bodenentkalkung.

Insbesondere die Form des Primärkalkes spielt eine entscheidende Rolle für die Verzögerung der Entkalkung. Die Kalkpufferung von Böden mit einen Anteil des Kalkgehaltes als Kreidegeschiebe ist höher als bei einer Verteilung als Feinkarbonat. Die Kalkstücke im Boden haben eine Art „Depotwirkung“. Zunächst findet eine lokale Umlösung statt, die Kalkkonzentration ist aber lokal so hoch, daß eine Vertikalverlagerung und damit die Entkalkung von Bodenhorizonten nur mit erheblicher zeitlicher Verzögerung stattfindet. Gleiche Effekte treten auf, wenn größere Kalkkonkretionen (Lößkindel) aufgrund von Bodenerosion in den aktiven Entkalkungsbereich gelangen.

Ein hoher Tongehalt wirkt aufgrund der großen Austauschkapazität der Tonfraktion als Puffer der Bodenversauerung entgegen.

Ein hoher Tongehalt (17 - 25%) im Humushorizont bedingte die Bildung eines hohen Anteils der sehr inerten Ton-Humuskomplex-Fraktion am Gesamthumus.

Anthropogener Faktor

Progradationsphasen werden durch den anthropogen Einfluß auf die Landschaftsentwicklung hervorgerufen und haben ihre Ursachen sowohl in der Rodung der Wälder als auch der ackerbaulichen Nutzung von Teilen der Rodungsinseln:

Im Boden der Rodungsinseln wird der Bodenwasserhaushalt gegenüber den natürlichen Bedingungen verändert. Er wird kontrastreicher und „simuliert“ kontinentale Verhältnisse. Das verzögert die Degradation des Tschernosemhumus (s. I.3.4 „Humusgenese in Schwarzerden“)

Entscheidender Faktor der Revitalisierung der Carbonatdynamik im Boden ist die Bodenerosion. Mit fortschreitender Erosion gelangt in Kuppen- und Oberhangpositionen kalkhaltiges Material an die Oberfläche (Bildung von Pararendzinen). Die kolluviale Überdeckung der Schwarzerden am Unterhang mit kalkhaltigem Material und dessen andauernde Nachlieferung stoppt die Bodendegradierung „von oben“. Die Lösung der Carbonate im Bodenwasser der Kuppen und Oberhänge wurde erhöht, was zu einer Zufuhr von Carbonaten mit dem Hangzuzugswasser in Unterhang- und Senkenposition und z.T. zur Bildung von Sekundärcarbonaten führte und somit die Bodendegradierung „von unten“ stoppt.

Die anthropogen verursachte Anhebung der Grundwasserstände (s.o. „Umweltbedingungen – Landschaftswasserhaushalt“) verursacht die Vergleyung der Böden in Senken- und Unterhangpositionen, überwiegend mit kalkhaltigem Grundwasser. Die Böden werden konserviert.

Oberflächenrelief


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Die räumliche Differenzierung der Wirksamkeit der Faktoren der Bodenerosion, der lateralen Carbonatumverteilung und des Grundwasssereinflusses wird u.a. durch das Relief gesteuert.

Das Jungmoränenoberflächenrelief mit überwiegend kleinen Binneneinzugsgebieten verhindert den Stoffaustrag aus der Landschaft. Die Carbonatvorräte bleiben in der Senke bzw. dem Unterhangbereich der Catenen erhalten und können durch Grundwassereinfluß sowie biologische Aktivität (Wurzelpumpe, Bioturbation) reaktiviert werden.

Die vollständige Bewaldung des Gebietes in der Völkerwanderungszeit mit hohen Buchenanteilen der Laubmischwälder führt zur Verschiebung des Gleichgewichtszustands in der Bodenentwicklung zwischen „Degradations- und Progradationsphasen“ in Richtung „Degradation“ und ist durch die intensivierte Entkalkung durch oberflächige Bodenversauerung verursacht. Es kann für diese Zeit ein „Entwicklungsschub“ der Schwarzerden in Richtung Parabraunerden angenommen werden.

Ergebnis der vormittelalterlichen Landschaftsentwicklungsphase ist die Erhöhung der Heterogenität der Bodendecke. Es sind verschiedene Schwarzerdedegradationsstadien der Oberflächenböden ausgebildet, die Ihre Ursache in der unterschiedlichen Ausprägung und dem Zusammenwirken sowohl der degradationsverzögernden Faktoren als auch der Progradationsphasen haben.

Die Bodenerosion verursacht die Bildung von Pararendzinen im Erosionsbereich und Kolluvisolen im Akkumulationsbereich. Eine zunehmende Rolle in der Bodendifferenzierung spielt die Hydromorphie in Senkenbereichen, die mit dem veränderten Landschaftswasserhaushalt in Beziehung steht.

1.1.2.3 Das Schwarze Kolluvium – Archiv des neolithisch bis eisenzeitlichen Landschaftswandels

Zeugnis der Verbreitung von Böden mit schwarzen Humushorizonten in der vormittelalterlichen Landnutzungsphase ist das Schwarze Kolluvium.

Das Schwarze Kolluvium ist das neolithische, bronze- bis eisenzeitliche Umlagerungsprodukt des Humushorizontes der anhydromorphen Schwarzerden ( Tabelle 91 ). Sein Auftreten ist ein Phänomen der gesamten Region Uckermark (Schmidt 1991b, 1994a,b). Es ist Leithorizont sowohl für paläopedologische und paläoökologische als auch archäologische Untersuchungen der vormittelalterlichen Landnutzungsphase (Zeitscheibe II des DFG-Schwerpunktprogramms). Die z.T. widersprüchlichen Datierungen sind Ausdruck der unzureichenden Kenntnis der archäologischen Befundsituation (Biesenbrow) bzw. unzureichender Möglichkeiten der Methoden der 14C-Datierung der organischen Bodensubstanz (Falkenwalde).

Basierend auf den vorliegenden Ergebnissen kann folgende Charakteristik gegeben werden:


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Tabelle 91: Eigenschaften des Schwarzen Kolluviums

 

Biesenbrow (UG 1)

Falkenwalde (UG 2)

Neu Kleinow (UG 4)

Maximalalter

lt. 14C-Daten

ca. 5700 BP

ca. 3550 BP

-

lt. arch. Funde

Bronzezeit

Linienbandkeramik

Havelländische Kultur

Minimalalter

lt. 14C-Daten / arch. Funde

Eisenzeit

Bronzezeit

Bronzezeit

Gehalte an organischer Bodensubstanz

8 – 20%

1 – (40)%

1 – 1,5 %

pH-Werte

6,0 – 7.5

7,0 – 7,4

6,5 – 7,5

Kalkgehalte

3 – 75 %

0

0 – 10%

Tongehalte

12 – 25%

12 – 25 %

17 – 25 %

Tabelle 92: Pedogenetische Prozesse im Schwarzen Kolluvium

 

Biesenbrow (UG 1)

Falkenwalde (UG 2)

Neu Kleinow (UG 4)

Pedogenetische Prozesse

im Kolluvium

syn-sedimentär

post-sedimentär

syn-sedimentär

post-sedimentär

syn-sedimentär

post-sedimentär

Vergleyung durch Grundwasser (Senkentiefstes)

Vergleyung durch Grundwasser (Senkentiefstes)

 

Vergleyung durch Grund- (Senken-tiefstes)

 

Pseudo-vergleyung (Unterhang)

 

Pseudo-vergleyung (Mulden ohne Grundwasser-einfluß)

 

Pseudo-vergleyung (Mulden ohne Grundwasser-einfluß)

Akkumulation organischer Sedimente

Humus-akkumulation an Gelände-oberfläche

Akkumulation organischer Sedimente

  

Humus-akkumulation an Gelände-oberfläche

Sekundäraufkalkung

   

(Sekundär-aufkalkung)

  

Ton-Humus-verlagerung

 

Ton-Humus-verlagerung

In größeren Hohlformen erfolgt aufgrund des durch die Rodung hervorgerufenen Grundwasseranstiegs synsedimentär eine zusätzliche hydromorphe Humusakkumulation und Vergleyung. Mit der Aufgabe der ackerbaulichen Nutzung sinken die Grundwasserstände wieder ab und es kommt zu postsedimentären pedogenetischen Veränderungen ( Tabelle 92 ). Dabei treten Pseudovergleyungen auf, Humusakkumulation, sekundäre Aufkalkung, Entkalkung sowie Lessivierung in Form von Ton-Humusverlagerung finden statt. Damit wird die Pedogenese auf den Kolluvien durch die Hydromorphiebedingungen in Abhängigkeit von den Grundwasserschwankungen und der damit verbundenen Nachlieferung von Carbonaten bestimmt.

Es können verschiedene Subtypen des Kolluvisols und deren Übergänge bzw. Kombinationen unterschieden werden: Gley-, Kalk- und Parabraunerde-Kolluvisol.

Die Schwarzen Kolluvien sind nicht flächendeckend in den Schwarzerdegebieten ausgebildet. Ihre Entstehung setzt ur- und/oder frühgeschichtliche ackerbauliche Nutzung voraus und ist daher an Siedlungskammern gebunden.

Schwarze Kolluvien treten auch in rezenten Parabraunerdegebieten ohne Schwarzerdevergangenheit (ohne Ton-Humushäutchen) in der Uckermark auf (Schmidt 1991b, 1994, Schatz 2000, s. Grabung Neu Kleinow).


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Dieses Phänomen kann drei Ursachen haben:

Rittweger (1997) beschreibt tiefschwarze, humose bis anmoorige, sehr tonige Auensedimente im Amöneburger Becken. Diese Sedimente befinden sich in der Hessischen Senke im Verbreitungsgebiet von Parabraunerde-Tschernosem und Tschernosem-Parabraunerden auf Löß. Bisher wurden diese Sedimente als Feucht- oder Auenschwarzerdebildung (Sabel 1982) angesehen. Rittweger erklärt die Entstehung dieses Bodens als Rest einer ehemaligen morastigen Auenoberfläche des Frühen Atlantikums, auf der Ton-Humuspartikel der erodierten Schwarzerden unter hydromorphen Bedingungen sedimentiert wurden. Damit wäre der „Schwarze Auenboden“ das Pendant der Schwarzen Kolluvien des Jungmoränengebietes in fluvial geprägten Landschaften.

1.1.3 Kulturlandschaftsentwicklung seit dem Mittelalter

1.1.3.1 Umweltbedingungen

Landnutzung

Mit dem Beginn der frühslawischen Landnahme im 6.Jahrhundert n. Chr. setzt im Gebiet die großräumige Beeinflussung der Landschaftsentwicklung durch den Menschen ein und dauert bis heute an. Im Zentrum der Schwarzerdegebiete in der Uckermark bestand vom 8. bis frühen 13. Jahrhundert der Burgwall von Drense, einem Vorort des slawischen Stammes der Ukranen, mit insgesamt 10 Siedlungsphasen (Gringmuth-Dallmer 1999b).

Insbesondere für die zentralen Bereiche der Uckermark mit Schwarzerden ist seit der Gründung der Stadt Prenzlau (Ersterwähnung 1188, Stadterhebung 1234) von einer nahezu ununterbrochenen Waldfreiheit und landwirtschaftlichen Nutzung der Flächen auszugehen. Auch während der nachmittelalterlichen Wüstungsphase blieben große Teile der Schwarzerdegebiete besiedelt (Gringmuth-Dallmer 1999b).

Im 20. Jahrhundert erfolgt mit der Mechanisierung in der Landwirtschaft eine Intensivierung der Bodenbearbeitung.

Klima

Seit dem 6. Jahrhundert erfolgt die Annäherung der Klimaverhältnisse an rezente Bedingungen. Die Veränderungen sind jedoch durch Klimaschwankungen gekennzeichnet, wie z.B. die „mittelalterliche Warmzeit“ (900-1000 n.Chr.), die klimatische Instabilitätsphase (Ende 12. Jh. bis 14. Jh.) sowie die „Kleine Eiszeit“ (1550 – 1850) (Schönwiese 1995).

Regional sollten die großflächig waldfreien Gebiete zur Zunahme der Kontinentalität geführt haben.

Vegetation

Die Rodungen einerseits und die intensive Wald- und Holznutzung im Mittelalter (zum Bau von Burgen, für Nutzgegenstände; als Waldweide auch über das Mittelalter hinaus) (Slobodda 1991) [Seite 146↓]andererseits bedingen die Auflösung der ehemals geschlossenen Vegetationsdecke und die Schaffung einer großräumigen Agrarlandschaft.

Der Aufbau der Eichen-Buchen-Mischwälder als potentiell natürliche Vegetation blieb auf siedlungsferne Gebiete beschränkt und ging dort auch nur langsam vor (ebenda). Damit konnte sich in den zentralen Schwarzerdegebieten die Buche nicht durchsetzen. Der Zeitraum der wesentlichen Buchenanteile in den Waldgesellschaften war lediglich auf die Zeit der Völkerwanderung bis zum Beginn der mittelalterlichen Rodung beschränkt.

Die Änderungen des Landschaftswasserhaushaltes im Subatlantikum führen zur Zunahme der Anteile von Feucht- und Naßstandorten mit Niedermooren (Succow 1988, Alaily & Brande 1999).

Morphodynamik

Für Nordostdeutschland bzw. Mitteleuropa werden mehrere morphodynamische Phasen unterschieden (Bork et al. 1998, Schatz 2000):

Alle Phasen sind im Untersuchungsgebiet durch eine aktive Hangentwicklung gekennzeichnet. Sie unterscheiden sich voneinander durch Art und Intensität der Bodenerosion und sind durch die hellen Kolluvien in den untersuchten Einzugsgebieten belegt (Mittelalterliche und neuzeitliche Kolluvien der Catena Biesenbrow und Falkenwalde).

In Bezug auf die pedogenetischen Prozesse in den Schwarzerden ist der Wirkungszusammenhang identisch und daher insgesamt zu betrachten.

Morphogenetische Ruhephasen in Verbindung mit Wiederbewaldung durch Sukzession sind zeitlich und räumlich begrenzt. Beispiel ist die nachmittelalterliche Geländoberfläche mit Bodenbildung in der Catena Biesenbrow.

Landschaftswasserhaushalt

Die waldfreie Bodenoberfläche führt zu Anhebungen der Grundwasserstände (z.T. um 1-2m, Bork et al. 1998) in den Senkenpositionen der Binneneinzugsgebiete sowohl aufgrund der Zunahme des Anteils des Oberflächensabflusses in der Wasserbilanz als auch der Zunahme der Niederschläge im Subatlantikum sowie der Abnahme der Transpiration von Getreidefeldern gegenüber Laubmischwald (Schatz 2000). Es kommt zur Bildung offener Wasserflächen und/oder zur Vergleyung der Böden in Senken und Unterhangposition. Kleingewässer entstehen sowohl in Toteishohlformen als auch in Senkenpositionen aufgrund der Oberflächenverschlämmung durch Kolluvium („Pseudosoll“).

Mit der neuzeitlichen Regulierung des Wasserhaushaltes, d.h. der Anlage von künstlichen Abflüssen der Hohlformen und deren Anschluß an die Vorflut in Form von Gräben und Verrohrungen sinken die Wasserstände ab.

1.1.3.2 Pedogenese

Aufgrund der vorangegangenen Bodenentwicklungen und insbesondere des völkerwanderungszeitlichen Entwicklungsschubes in Richtung Parabraunerden nehmen zu Beginn des Mittelalters die Bodenentwicklungsstadien Parabraunerde-Tschernosem und Tschernosem-Parabraunerde die größten Flächenanteile der nicht hydromorph und/oder durch Erosion beeinflußten und nicht erodierten Reliefpositionen ein.

Die Bodenentwicklung seit dem Mittelalter bis heute findet als Zusammenspiel der pedogenetischen „Degradationsprozesse“ Entkalkung, Verbraunung, Lessivierung und diesen Prozeß verzögernden Faktoren ähnlich denen der ur- und frühgeschichlichen Nutzungsphase statt, jedoch mit veränderten räumlichen Anteilen und Verhältnissen zueinander (s. Tabelle 93).


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Qualitative Veränderungen stehen mit der fortschreitenden Entkalkung und Versauerung im Zusammenhang und äußern sich in der Qualität der Humusakkumulation und der Lessivierung. Die Tschernosemhumusakkumulation wird in den carbonatfreien Humushorizonten im Einklang mit den Umweltbedingungen durch die Akkumulation von hellem „Nichttschernosemhumus“ abgelöst (s. III. 1.6 u. III.2.1.4 Untersuchungen der organischen Bodensubstanz in den Catenen Biesenbrow und Falkenwalde). Die Lessivierung ist durch den Übergang der Ton-Humusverlagerung zur Tonverlagerung gekennzeichnet (s. Tabelle 93 , Untersuchungsgebiet Mönchehof).

Obwohl im Zusammenhang mit der großflächigen ackerbaulichen Nutzung auch großflächig Bodenerosion auftritt, findet nicht flächenhaft eine Revitalisierung der Carbonatdynamik statt, da das oberflächig erodierte Bodenmaterial nicht immer kalkhaltig ist. Die Schwarzerdeentwicklung in Richtung Parabraunerden wird fortgesetzt.

In der Catena Falkenwalde reicht offenbar auch in Nutzungsphasen die Menge der anthropogen bedingten Carbonatzufuhr nicht aus, eine Erhaltung der Mollusken zu gewährleisten, sie fehlen vollständig, d.h. auch in diesen Zeiträumen war die Entkalkung bereits bis weit unter die Pflugtiefe fortgeschritten. Weiterhin kann geschlußfolgert werden, daß die Pararendzinen dieser Bodengesellschaft ausschließlich neuzeitlich sind.

Seit der Intensivierung der Landwirtschaft und der großflächigen tiefgreifenden Bodenerosion im 20. Jahrhundert finden sowohl Verbraunung als auch Lessivierung unter Ackerland kaum noch statt. In allen untersuchten Böden ist im Toneinwaschungshorizont die jüngste Kluftflächengeneration frei von Ton- und Ton-Humushäutchen. Die gegenwärtige Bodenentwicklungist durch eine Carbonatrevitalisierungsphase gekennzeichnet und den ur- und frühgeschichtlichen Tschernosemprogradationsphasen vergleichbar. Im Unterschied zu den frühen Phasen der Carbonatrevitalisierung ist der notwendige anthropogene „input“ bedeutend größer, da die Schwarzerdentwicklung in Richtung Parabraunerden bereits mit tiefer Entkalkung und Übergängen zum Bodentyp „Parabraunerde“ weit fortgeschritten ist.

Die rezenten Umweltbedingungen erfüllen auf den oberflächig kalkhaltigen Ackerstandorten nahezu alle Voraussetzungen zur Bildung von Tschernosemhumus:

Außerdem besitzen diese Standorte häufig eine aktive Bioturbation durch Regenwürmer als Voraussetzung der Tschernosembildung. Allerdings ist aufgrund der Entnahme der systemeigenen Biomasse aus dem Ackerökosystem eine Akkumulation von Tschernosemhumus nicht möglich.

Somit kann unter den gegenwärtigen Umweltverhältnissen von einer Stagnation in der Schwarzerdeentwicklung gesprochen werden.

Ergebnis der Landschaftsentwicklung seit dem Mittelalter ist die weitere Erhöhung der Heterogenität der Bodendecke mit bedeutenden Anteilen von Kolluvisolen und Pararendzinen am Bodenmosaik sowie die Ausdehnung der Flächenanteile der durch Vergleyung beeinflußten Böden (Schmidt 1991).


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Tabelle 93: Abgeleitete Zustände der holozänen Landschaftsentwicklung der Uckermark im Hinblick auf anthropogenen Einfluß, hydrologische Verhältnisse, Morphodynamik und pedogenetische Prozesse (14C-Datierungen in cal BP, soweit nicht anders angegeben)

Perioden erhöhter Trockenheit in Mitteleuropa (nach Jäger 1998)


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1.2  Umweltbedingungen und pedogenetische Prozesse in den Untersuchungsgebieten

Die 3 Phasen der holozänen Landschaftsentwicklung werden sowohl im Wandel der Umweltbedingungen als auch der Bodengenese in den Untersuchungsgebieten durch die lokalen Besonderheiten widergespiegelt. Neben der allgemeinen Entwicklungstentenz und dem Auftreten bestimmter landschaftgenetischer und bodengenetischer Prozesse in den einzelnen Phasen, sind z.T. asynchrone Ereignisse (z.B. die Bildung des Schwarzen Kolluviums, Änderungen der Grundwasserstände) oder unterschiedliche Intensitäten der Prozesse (Bodenerosion, Entkalkung, Sekundäraufkalkung, Lessivierung) innerhalb der Phasen zu verzeichnen. Sie werden sowohl durch natürliche Faktoren (z.B. lithologische Besonderheiten) als auch anthropogene Faktoren (z.B. Häufigkeit, Dauer und Intensität der ackerbaulichen Nutzung des Einzugsgebietes) hervorgerufen (s. Tabelle 93).

Umweltbedingungen

Pedogenetische Prozesse

Spätglazial

Nach dem Rückzug des Inlandeises und Austauen des Toteises hatte sich eine sehr stark reliefierte spätglaziale Oberfläche mit Kleinsteinzugsgebieten ausgebildet. Die Sedimente des Alleröds sind als limnische Ablagerungen (hauptsächlich Kalkmudden) am Grunde der Hohlformen erhalten (UG 1, 2)13. Die periglaziale Sedimententwicklung in der jüngeren Tundrenzeit ist durch Solifluktionserscheinungen (UG 1,2), die Ausbildung von Frostrißnetzen (UG 2, 3) und der Perstruktion unter Dauerfrostbodenbedingungen (UG 1, 2, 3, 4) gekennzeichnet. Die Toteishohlformen sind durch ein limnisches Milieu gekennzeichnet. Es herrschen tundrenähnliche Vegetationsbedingungen.

Auf kalkhaltigem Ausgangssubstrat werden Pararendzinen als Initialstadium der Pedogenese gebildet. (UG 1, 2, 3, 4)

Früh- bis mittelholozäne Naturlandschaftsentwicklung

Präboreal

Beim Übergang zum Postglazial kam es mit der präborealen Erwärmung zur Ausbildung von einer geschlossenen Vegetationsdecke überwiegend in Form von Kiefernwäldern mit Birke. Aufgrund des Absinkens der Wasserstände in den Hohlformen fielen diese entweder trocken (UG 2) oder die limnische Sedimentation ging in eine Torfbildung (mesotrophe Niedermoore, UG 1) über. Die geschlossene Vegetationsdecke bedingte eine Phase der Hangsstabilität (UG 1, 2, 3, 4).

In den Bereichen der Pararendzinen bedingt die Mischwaldvegetation das Fortschreiten der Entkalkung. Nur in einem Teil der ursprünglichen Pararendzinen bleibt die Carbonatdynamik bis zum Ende des Präboreals erhalten (UG 1, 2, 3, 4).

Boreal

Der Laubmischwald breitet sich entsprechend der allgemeinen Waldentwicklung aus. Im Mittleren Atlantikum prägen Eichenmischwälder die Vegetation. Die globale Klimaentwicklung (trockener, wärmer) bedingt das Absinken der Grundwasserstände. Die Hohlformen in den kleinflächigen Binneneinzugsgebieten fallen trocken (UG 1, 2, 3, 4). Es findet keine Hangentwicklung statt (UG 1, 2, 3, 4).

Die Trockenheit bedingt eine Stagnation der Prozesse der Entkalkung in der Bodendecke. Unter dem Laubmischwald wird mit Beginn des Boreals auf den initialen Pararendzinen mit aktiver Carbonatdynamik Schwarzerdehumus akkumuliert (UG 1, 2, 3, 4).


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Umweltbedingungen

Pedogenetische Prozesse

Frühes und Mittleres Atlantikum

Mit Beginn des Atlantikum nehmen die Niederschläge zu.

Der Eichenmischwald hat sich etabliert.

Die Grundwasserstände sind weiterhin tief (UG 1, 2).

Es findet kein Bodenabtrag statt (UG 1, 2, 3, 4).

Die Entkalkung wird intensiviert, sie ist einhergehend mit beginnender Verbraunung (UG 1, 2, 3, 4).

Auf Geschiebemergelstandorten beginnt die Ton-Humus-Verlagerung (UG 2, 3), bis zum Mittleren Atlantikum entkalken die Humushorizonte nahezu vollständig.

Gleichzeitig findet bei nicht vollständiger Entkalkung Tschernosemierung statt (UG 1, 2, 3, 4).

Neolithische bis vormittelalterliche anthropogen beeinflußte Naturlandschaftsentwicklung

Neolithikum bis Römische Kaiserzeit

Das Klima ist durch den Wechsel von Trocken- und Feuchtphasen vor dem Hintergrund der allmählichen Abkühlung und Zunahme der Niederschläge geprägt.

Das Vegetationsmosaik wird durch ein nutzungsbedingtes Mosaik aus Offenland und Eichenmischwald bestimmt. Phasenweise ist die Zunahme von Vegetation feuchter und nasser Standorte zu verzeichnen (UG 1, 2). Nach Nutzungsaufgabe treten erhöhte Kiefernanteile in den Wäldern auf, mit Beginn des Subboreals auch der Buche (UG 4: Eisenzeit).

Mit Beginn der ersten ackerbaulichen Nutzung im jüngeren Atlantikum und im Subbboreal setzt die Akkumulation des „Schwarzen Kolluviums“ ein

  • UG 1: Mittelneolithikum und Eisenzeit,
  • UG 2: Bronzezeit,
  • UG 3: Bronzezeit
  • UG4: Neolithikum und Bronzezeit.

Sämtliche Datierungen der organischen Bodensubstanz aus Humushorizonten von Tschernosemen und Schwarzem Kolluvien liegen in diesem Zeitraum – es findet Tschernosemierung statt (UG 1, 2).

Die Carbonatdynamik im Humushorizont ist durch einen Wechsel kalkhaltiger und kalkfreier Phasen gekennzeichnet (UG 1, 2, 3). Entkalkung findet ständig statt, jedoch überwiegen zeitweise die Prozesse der sekundären Aufkalkung. In kalkfreien Phasen setzen Verbraunung und Lessivierung ein.

Kalkhaltige Phasen sind durch den anthropogenen Einfluß verursacht:

  • UG 1: Mittelneolithikum und Bronze- bis Eisenzeit (Hier ist die Entkalkung aufgrund des lithologischen Faktors „hoher Tongehalt“ gehemmt.)
  • UG 2: Frühneolithikum und Bronzezeit.

Da die Phasen der ackerbaulichen Nutzung mit einem Anstieg des Grundwasserspiegels verbunden sind erfolgt die Sedimentation in ein limnisches oder auch subaquatisches Milieu (hier gleichzeitige Torfbildung) (UG 1, 2).

Nach Nutzungsaufgabe sind Wasserspiegelabsenkungen zu verzeichnen.

In Phasen mit geringem Carbonatgehalt setzt Ton-Humus-Verlagerung ein:

  • UG 1: sehr gering in Frühneolithikum und früher Bronzezeit.

Auf Geschiebemergel wird die Ton-Humus-Verlagerung intensiviert (UG 2, 3).

Bei Wiederbewaldung mit hohem Buchenanteil kann eine schnelle Entkalkung verbunden mit schnellem Übergang der Ton-Humus- zur Ton-Verlagerung sein:

  • UG 4: Eisenzeit.

In Senken- und Unterhanglagen tritt Vergleyung auf (UG 1, 2, 3, 4).


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Umweltbedingungen

Pedogenetische Prozesse

Völkerwanderung

Das Klima ist durch die kühle Feuchtphase geprägt.

Die ackerbauliche Nutzung und die Siedlungen werden aufgegeben (UG 1, 2, 3, 4).

Nach der Akkumulation des „Schwarzen Kolluviums“ ist eine „Ruhephase“ in der Morphodynamik zu verzeichnen. Es findet keine Bodenerosion statt (UG 1, 2, 3, 4).

Es kommt zur vollständigen Bewaldung der Einzugsgebiete durch Eichenmischwälder mit hohem Buchenanteil.

Die Grundwasserstände sinken ab (UG 1, 2).

Humusakkumulation von „Nichttschernosemhumus“ (anhydromorph) auf Geländeoberfläche und Kolluvium (UG 1).

Aufgrund der klimatischen und Vegetationsverhältnisse wird die Entkalkung und Verbraunung intensiviert, es kommt zur oberflächigen Versauerung. Auf Geschiebemergelstandorten beginnt neben der der Ton-Humus-Verlagerung die Ton-Verlagerung (UG 2, 3, 4). Auf Beckenschluffen treten sowohl Ton-Humus- als auch sehr schwache Ton-Verlagerung auf (UG 1).

Kulturlandschaftsentwicklung seit dem Mittelalter

Slawenzeit und deutsches Mittelalter

Nahezu alle Schwarzerdestandorte werden gerodet und ackerbaulich genutzt.

Das Kolluvium der Slawenzeit und des deutschen Mittelalters (Subatlantikum II) ist auf allen Standorten ausgebildet (UG 1, 2, 3, 4). Es ist eine Phase der Hangentwicklung.

Es muß von relativ geringen Wasserständen zumindest zu Beginn dieser Phase ausgegangen werden. Mit zunehmender Rodungsfläche ändert sich jedoch der Wasserhaushalt, der Wasserspiegel steigt an (UG 1, 2, 3, 4). Es kommt z.T. zur Torfbildung (UG 1).

In Plateaulagen auf Geschiebemergelplatten dominiert die Ton-Verlagerung über Ton-Humus-Verlagerung (UG 3).

Vergleyung der Senken- und Unterhangbereiche (UG 1, 2, 3, 4). Höchststände werden durch Go-Horizonte im mittleren (mittelalterlichen) Kolluvium dokumentiert (UG 1, 2).

Neuzeit

Das neuzeitliche Kolluvium überdeckt das Schwarze und mittelalterliche Kolluvium vollständig und ist durchweg kalkhaltig (UG 1, 2, 3, 4).

Aufgrund von Meliorationsmaßnahmen ist ein Absinken der Wasserstände zu verzeichnen (UG 1, 2, 3).

(Stagnation)


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2  Die Schwarzerde-Bodenentwicklungsreihen im Nordostdeutschen Jungmoränengebiet

Ein Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung einer Schwarzerde-Bodenentwicklungsreihe für die Bodenregion der Uckermark. Dazu werden die untersuchten Böden und Befunde zu Litho-, Klima- und Chronoentwicklungssequenzen gruppiert und die räumliche und zeitliche Differenzierung der Faktoren der Bodenbildung diskutiert.

Die notwendige Voraussetzung der Vergleichbarkeit der Böden, d.h. der Veränderung jeweils nur einer Variable in der Klima-, Chrono- und Lithobodensequenz ist anhand der vorliegenden Ergebnisse nur bedingt gegeben. Änderungen der Bodenbildungsfaktoren treten häufig gleichzeitig bzw. im gleichen Raum auf.

Lithosequenz

Die Gruppierung der untersuchten Böden zu Lithosequenzen stellt den Versuch dar, ihre Variabilität in Beziehung zur Heterogenität von Ausgangsmaterialien zu bestimmen.

Klimasequenz

Da sich die Ausgangssubstrate im Zentrum der Uckermark aufgrund der Einmischung von Kreidegeschiebe durch ausgesprochen hohe Carbonatgehalte auszeichnen (s. I.2.1.1. „Relief und Substrat“), ist die Betrachtung des Einflusses des Klimafaktors auf die räumliche Differenzierung der Bodenbildung im regionalen Maßstab nur bedingt aussagefähig. Der lithologische Faktor dominiert auf dieser Maßstabsebene über dem klimatischen.

Während des gesamten Holozäns dürften die Standorte im Zentrum der Uckermark durch geringere Jahresniederschläge gekennzeichnet gewesen sein. Rezent sind zwischen den Schwarzerdestandorten im Zentrum der Uckermark und denen im Bereich der Arealgrenze Niederschlagsdifferenzen von ca. 30mm Jahresniederschlag zu verzeichnen (s. Vergleich der Klimastationen Angermünde und Alexanderhof: I.2.1.2 “Klima”). Daher können die Böden an der nördlichen und südlichen Arealgrenze der Schwarzerden und im Arealzentrum mit ähnlichen Bedingungen des Ausgangssubstrates (kalkreicher Geschiebemergel) in Plateaulage betrachtet werden. Die intensivere Durchfeuchtung der Böden am Rand der Uckermark führte zur intensiveren Kalkabfuhr und damit intensiverer Degradierung der Tschernoseme (Ausbildung von (Pseudogley)-Tschernosem-Parabraunerden) bzw. zur Ausbildung von Parabraunerden mit dunklen Tonhäutchen, wenn die Entkalkung des Humushorizontes mit Beginn des Boreals abgeschlossen war.


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Chronosequenzen

Um den Einfluß der Dauer bzw. Zeiträume der Bodenbildung auf ihre Variabilität bestimmen, werden Böden unterschiedlicher Entstehungszeiträume zu Chronosequenzen gruppiert.

Einfluß des Reliefs

Die bodenbildenden Faktoren werden auf lokaler Maßstabsebene unter dem Einfluß des Reliefs differenziert. Die Untersuchungsergebnisse an den Bodensequenzen und –catenen erlauben folgende Aussagen:

Tabelle 94: Differenzierung der pedogenetischen Prozesse Abhängigkeit vom Relief


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Tabelle 95: Vergleich der Faktoren der Bodenbildung und rezenter Bodenentwicklungsstadien bzw. Intensität der pedogenetischen Prozesse in den untersuchten Gebieten


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Tabelle 96: Modell zur Schwarzerde-Bodenentwicklung in Abhängigkeit von der Carbonatdynamik im Nordostdeutschen Jungmoränengebiet (nicht maßstabsgerecht)


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Die Gesetzmäßigkeiten der holozänen Bodenentwicklung in Schwarzerdegebieten Mitteleuropas (s. I.3 „Schwarzerden – Stand der Forschung“) konnten durch die Untersuchungsergebnisse auch für die Schwarzerden des Nordostdeutschen Jungmoränengebietes bestätigt werden. Als Bestandteile der Bodenentwicklungsreihen der Schwarzerden der Uckermark konnten folgende Böden beschrieben werden ( Tabelle 95 ):

  1. Als Anfangsglieder dieser Entwicklungreihe wurden Pararendzinen als Initialstadium im Spätglazial sowie altholozäne Tschernoseme rekonstruiert. Ein nicht degradierter Norm-Tschernosem mit A/C-Profil konnte nicht dokumentiert werden (auch nicht als begrabener Boden), d.h. entweder war zum Zeitpunkt der Überdeckung die Bodendegradation bereits soweit fortgeschritten, daß überall B-Horizonte ausgebildet waren und/oder die Mächtigkeit des Kolluviums reichte nicht aus, um den Boden dem Wirkungseinfluß der Pedogenese zu entziehen.
  2. Übergänge von Braunerde-Tschernosem und Parabraunerde-Tschernosem treten rezent nicht an der Geländeoberfläche auf, konnten jedoch als begrabene Böden beschrieben werden (Catena Biesenbrow) und stellen das Verbindungsglied zwischen Tschernosem und Parabraunerde-Tschernosem dar.
  3. Die weiteren Glieder der Tschernosem-Parabraunerde-Entwicklungsreihe treten rezent als Oberflächenböden auf:

    - Parabraunerde-Tschernosem,
    - Tschernosem-Parabraunerde und
    - Pseudogley-Tschernosem-Parabraunerde.

    Ihre Zugehörigkeit zu den einzelnen Bodenzustandsstadien hängt von der räumlich-zeitlichen Wirkung der Bodenbildungsfaktoren (s.o.) insbesondere aber von der Intensität der die Tschernosemdegradation hemmenden Faktoren ab.
  4. Neben der anhydromorphen Bodenentwicklungsreihe findet in hydromorphiebeeinflußten Senken- und Unterhangpositionen die Konservierung der altholozänen Tschernoseme in Form von (Kalk)- Gley-Tschernosemen statt.

3 Schwarzerdegenese und –erhalt in der Uckermark– Folge der holozänen Carbonatdynamik in einer Altsiedellandschaft des Jungmoränengebietes

Die Schwarzerden der Uckermark haben reliktischen Charakter, rezent sind lediglich in unterschiedlichem Maße degradierte Schwarzerden (Parabraunerden-Tschernoseme und Tschernosem-Parabraunerden) verbreitet. Zeitraum der Schwarzerdebildung waren das Boreal und das beginnende Atlantikum. Pedogenetischer Prozess ist die Tschernosemierung.

Die pedogenetischen Prozesse der Schwarzerdedegradation (d.h. deren Entwicklung in Richtung Parabraunerde) sind die Entkalkung, Verbraunung und Lessivierung in Form von Ton-Humus- und Ton-Verlagerung. In den Schwarzerden treten sie mit Beginn des Atlantikums auf. Obwohl die Prozesse der Schwarzerdedegradation eine genetische Abfolge des Verlaufes der Bodenentwicklung darstellen, finden sie innerhalb einer Bodencatena in zeitlichem und räumlichen Nebeneinander statt.

Die Schwarzerde-Bodenentwicklung wird über die Carbonatdynamik im Boden geregelt und kann modellhaft in ihrer zeitlichen Dimension verallgemeinert werden (Tabelle 96); d.h. die Aufrechterhaltung bzw. Revitalisierung einer aktiven Carbonatdynamik im Humushorizont führt zur Tschernosemierung, das Fortschreiten der Entkalkung zur Verbraunung und Lessivierung und damit zur Tschernosemdegradation in Richtung Braunerde und Parabraunerde. Dabei ist der die pedogenen Prozesse bestimmende Parameter die Calciumionenkonzentration in der Bodenlösung (Böckenhoff 1997a,b, frdl. mdl. Mitteilung B. Meyer Oktober 1999) insbesondere des Humushorizontes:

  • > 20 Ca2+ mmol/l

→ Tschernosemierung,

  • ca. 5 - 20 Ca2+ mmol/l

→ Tschernosemierung und Ton-Humus-Verlagerung,

  • < 5 Ca2+ mmol/l

→ Ton-Verlagerung


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In Abhängigkeit vom Erhalt der Carbonatmetabolik in bestimmten Einzugsgebieten wird die Schwarzerdegenese fortgesetzt bzw. findet sogar eine Progradation statt. In jeder Degradationsphase kann aufgrund der intensiven bzw. tiefgreifenden Bodenentkalkung ein Teil der Böden vom Bodentyp Tschernosem zum Bodentyp Parabraunerde übergehen (Umschlagen der Quantität in Qualität). Das führt zur „stufenweise“ Zunahme der Parabraunerdeflächenanteile im Nordostdeutschen Jungmoränengebiet gegenüber den Tschernosemen im Verlaufe des Holozäns. Die Phasen der Tschernosemgenese, Tschernosemdegradation und –progradation laufen vor dem Hintergrund einer Tendenz der Bodenentwicklung von Schwarzerden in Richtung Parabraunerden ab.

Die Carbonatdynamik der Schwarzerden in der Bodenregion Uckermark wird durch das jeweilige Zusammenwirken der Faktoren der Bodenbildung in den Phasen der holozänen Landschaftsentwicklung reguliert:

1. Früh- bis mittelholozäne Naturlandschaftsentwicklung:

Entscheidende Faktoren der Schwarzerdegenese sind die Klima- und Vegetationsverhältnisse im Boreal, d.h. das subkontinental-warme Klima und der Laubmischwald. Regulierender Parameter der Schwarzerdeentwicklung ist der hohe Carbonatgehalt im Ausgangsgestein, der den Erhalt der Carbonatdynamik nach der präborealen Entkalkung in der initialen Bodenbildungsphase ermöglicht.

2. Neolithische bis vormittelalterliche anthropogen beeinflußte Naturlandschaftsentwicklung

Diese Landschaftsentwicklungsphase ist geprägt vom Wechsel der Bodenentwicklungsphasen Tschernosemdegradation und Tschernosemprogradation, dessen Ursachen im Zusammenspiel von zeitlich und räumlich diskontinuierlichem anthropogenem Einfluß (Siedlungsdynamik) und globalen klimatischen Schwankungen in Form von Trocken- und Feuchtphasen liegen. In den durch menschlichen Einfluß geprägten Einzugsgebieten mit Schwarzerden stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen entkalkungsfördernden und entkalkungshemmenden Faktoren ein.

3. Kulturlandschaftsentwicklung seit dem Mittelalter

Da zu Beginn dieser Phase die Entkalkung bereits weit fortgeschritten ist, findet keine Tschernosemierung mehr statt. Auch der durch Bodenerosion verursachte mittelalterliche Einfluß reicht im Großteil der Einzugsgebiete nicht mehr aus, um die natürlichen Bodenbildungsfaktoren zu überwinden und die Carbonatdynamik zu revitalisieren. Die Tschernosemdegradation wird fortgesetzt.

Die rezente „Stagnationsphase“ in der Bodenentwicklung wird durch die Intensivierung des anthropogenen „inputs“ in das Agrarökosystem herbeigeführt und aufrechterhalten. Sie führt einerseits zur Revitalisierung der Carbonatdynamik aufgrund intensiver und tiefgreifender Bodenerosion, andererseits jedoch zur Unterbrechung des biologischen Stoffkreislaufes aufgrund des Biomasseentzugs, wodurch eine Tschernosemierung verhindert wird. Auf Schwarzerdeflächen in Plateaulagen ohne Carbonataktivierung wird die Bodendegradation langsam fortgesetzt.

Die Besonderheiten der Dynamik der Pedogenese im subkontinentalen Übergangsraum widerspiegeln die „Instabilität“ des nicht im ökologischen Optimum befindlichen Ökosystems. An der westlichen Arealgrenze der Tschernoseme können unter „ökologischem Streß“ einzelne Faktoren der Landschaftsentwicklung entscheidenden Einfluß auf deren Gleichgewichtszustand nehmen, wie dies am Beispiel der Trocken- und Feuchtphasen und des anthropogenen Einflusses gezeigt wurde.


Fußnoten und Endnoten

12 Diskussionen, die direkten Bezug auf die Ergebnisse aus den Untersuchungsgebieten in der Uckermark nehmen und/oder eigene Schlußfolgerungen darstellen, sind in diesem Kapitel kursiv gedruckt.

13 In diesem Absatz werden die Untersuchungsgebiete nach ihren Nummern genannt: UG 1 –Biesenbrow, UG 2 – Falkenwalde, UG 3 – Mönchehof, UG 4 – Neu Kleinow.



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