Lade Inhalt...

Bodenversalzung - Prozesse, Ursachen und Auswirkungen

Seminararbeit 2011 27 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Phys. Geogr., Geomorphologie, Umweltforschung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Weltweite Bedeutung der Bodenversalzung

3. Allgemeine Prozesse und Ursachen

4. Auswirkungen

5. Präventivmaßnahmen und Melioration
5.1. Präventivmaßnahmen
5.2. Melioration

6. Regionale Beispiele für Bodenversalzung
6.1. Sudan
6.2. Thailand

7. Fazit

Quellenverzeichnis

1. Einleitung

Seit der neolithischen Revolution und der damit verbundenen Entwicklung des Ackerbaus beschäftigt sich die Menschheit mit der Thematik der Bewässerung von Böden. Ohne diese landwirtschaftliche Technik wäre es wohl kaum möglich gewesen, dass sich schon vor über 3000 Jahren in den sehr niederschlagsarmen Gebieten Mesopotamiens, vor allem aber am Nil in Ägypten, die ersten Hochkulturen herausbilden konnten.1

Auch in der heutigen Zeit nehmen Bewässerungssysteme eine große Bedeutung für die weltweite Nahrungsmittelproduktion ein. Obwohl nur etwa 15% der Ackerflächen von Bewässerungssystemen abhängig sind, muss jedoch bedacht werden, dass von eben diesen bewässerten Ackerflächen über 36% der weltweiten Nahrungsmittelerträge stammen, was die hohe Leistungsfähigkeit solcher Anbauflächen verdeutlicht.2

In diesem Zusammenhang ist besorgniserregend, dass in der Vergangenheit durch wissenschaftliche Publikationen vor einer immer größeren Gefahr der Bodenversalzung für künstlich bewässerte Ackerflächen gewarnt wird.3 Schmidhalter beispielsweise erkennt hierzu: "Versalzung ist ein Problem, das die Menschheit schon lange kennt, aber in den letzten Jahren hat sich die Situation dramatisch verschlimmert".4 Billwitz geht sogar soweit, dass es besonders in ariden und semi- ariden Regionen nicht mehr um die Frage geht, ob ein Boden überhaupt versalzt, sondern wann er letztendlich versalzen wird. Wenn in diesen Gegenden weiterhin massiv Ackerflächen bewässert und nicht vorab Gegenmaßnahmen getroffen werden, würde sich sehr oft schon innerhalb einer Generation eine drastische Bodendegradation bilden.5

Es ist zu klären, warum seit den vergangenen Jahrzehnten vor allem Böden, die künstlich bewässert wurden, mit dem Prozess einer zunehmenden Versalzung konfrontiert sind.

Ziel und Aufgabe der vorliegenden Seminararbeit ist es demnach, die Problematik von versalzten Böden zu analysieren. Zunächst ist dabei auf die weltweite Bedeutung der Bodenversalzung einzugehen, um deren Ausmaß abschätzen zu können. Im Folgenden werden damit verbundene Ursachen, Prozesse und Auswirkungen betrachtet, die aufgrund ihrer Komplexität den wesentlichen Teil der Seminararbeit einnehmen. Des Weiteren werden zahlreiche Präventiv- und Meliorationsmaßnahmen im Zusammenhang mit versalzten Böden diskutiert, um Optionen für eine Werterhöhung des Bodens aufzuzeigen. Obwohl die Bodenversalzung ein globales Phänomen ist, wird es von Bedeutung sein, sich zum Abschluss noch einmal auf regionale Beispiele, wie etwa die des Sudans und Thailands, zu konzentrieren, um sich nicht in einem großen Durcheinander zu verlieren und dem Anspruch der Exemplarität und Anschaulichkeit gerecht zu werden.

2. Weltweite Bedeutung der Bodenversalzung

Im Jahre 1991 sorgten die Ergebnisse und Gutachten von GLASOD (Global Assesement of Soil Degradation) für ein großes Aufsehen.6 Unter Einbeziehung von über 250 Experten wurde eine „soil degradation map“ erstellt, wofür sämtliche Landoberflächen von 72° nördlicher bis 57° südliche r geographischer Breite analysiert wurden. Aus den Resultaten ging unter anderem hervor, dass mehr als 76 Millionen Hektar der Erdoberfläche von Versalzung betroffen sind.7

So ist nicht erstaunlich, dass die Bodenversalzung, nach der Erosion, zur zweit größten Triebfeder für die Zerstörung von landwirtschaftlich nutzbaren Böden geworden ist.8 Alle 60 Sekunden verliert die Erde drei Hektar an ertragreichen Ackerböden durch Versalzung.9 Bereits über 25% der weltweit bewässerten Anbauflächen sind daher aufgrund von direkten oder indirekten Folgen der Bodenversalzung ertragsunfähig geworden.10 Um das Ausmaß besser zu verdeutlichen, sind so zum Beispiel mehr als die Hälfte der bewässerten Anbauflächen in Ägypten und Syrien von Bodenversalzung betroffen und können unter den gegebenen Umständen keinen Beitrag für die Landwirtschaft leisten.11

Gemessen werden Salzkonzentrationen im Boden in der Regel über die elektrische Leitfähigkeit (EC) in Dezisiemens pro Meter (dS/m). Dies ist möglich, weil Salze im gelösten Zustand Ionen bilden und damit aus beweglichen Ladungsträgern bestehen. Die elektrische Leitfähigkeit kann im Boden mit speziellen Sonden und Sensoren gemessen werden.12 Bei einem Wert von 4 dS/m bei 25°C wird von einer geringen, und ab 12 dS/m bei 25°C von einer hohen Salinität i m Boden ausgegangen.13

Die höchste Anzahl versalzter Bodenflächen befinden sich heute in Asien, gefolgt von Afrika, Australien, Amerika und zuletzt Europa, wie in Abbildung 1 illustriert ist.14 Häufig also genau in den Regionen, wo ein Großteil der landwirtschaftlichen Erträge auf kleinstem Raum gewonnen werden. Da besonders in Asien und Afrika viele unterentwickelte Regionen von Bodenversalzung betroffen sind, entsteht hierbei ein Kreislauf mit scheinbar unlösbarer Problematik. Vor allem in den ariden und semi ariden Gebieten der Entwicklungsländer und dem starken Bevölkerungswachstum, resultierend in einem steigenden Nahrungsmittelbedarf, ist die Bodenversalzung ein bedeutendes und existenzbedrohendes Problem geworden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung1:, weltweite Verteilung

von versalzten Böden;

Szalbocs, I., Salt-Affected Soils, Boca Raton 1989, S. 274.

Im Zusammenhang mit den zuvor beschriebenen Ausmaßen sollten nun im Folgenden die grundlegenden Prozesse, Ursachen und Auswirkungen der Bodenversalzung erörtert werden.

3. Allgemeine Prozesse und Ursachen

Der Prozess der Bodenversalzung ist verbunden mit dem Vorhandensein von Elektrolyten in der Bodensubstanz.

Elektrolyte, bedeutend für die Bodenversalzung, sind in erster Linie gelöste Salze, wie zum Beispiel Natriumchlorid (NaCl), Natriumsulfat (Na2SO4), Natriumcarbonat (Na2CO3) oder Calciumchlorid (CaCl2) sowie weitere Nitrate.15 Ein Vorkommen dieser Verbindungen in den oberen Bodenhorizonten ist für den Versalzungsprozess verantwortlich.16 Hinzu kommt, dass hochsalzige Lösungen wie zum Beispiel Siliciumdioxid (SiO2) und Mangan (Mn) oft Aluminium (Al) mit sich führen und dies auf zahlreiche Tier- und Pflanzenarten hoch giftig wirkt.17

Es bleibt zu klären, wie die erwähnten Elektrolyte in die entsprechenden Bodenhorizonte gelangen, um dort ihre Wirkung zu entfalten. Hierfür wird im Generellen in primäre und sekundäre Ursachen unterschieden.

Die natürliche, primäre Versalzung des Bodens ist vor allem durch das Klima beeinflusst, weshalb sie besonders in ariden und semi-ariden Gebieten auftritt. Der Grund hierfür ist, dass der natürlich vorhandene Salzgehalt im jeweiligen Ausgangsmaterial des Bodens in diesen Regionen durch die charakteristisch geringen Niederschlagsmengen nur gering ausgewaschen wird. Salze können in den Böden dieser trockenen Gebiete praktisch akkumulieren.18 In regenreichen und feuchten Klimaten können höhere Salzkonzentrationen im Boden üblicherweise durch Niederschlag abgeschwächt und ausgewaschen werden.19

Die natürliche Versalzung des Bodens lässt sich zum Beispiel in einer Flussdelta- Depression vorfinden (Abbildung 3).20 Hierbei befindet sich der Grundwasserspiegel sehr nah an der Bodenoberfläche, sodass Kapillarkräfte das Wasser daraus kontinuierlich anheben.21 Nach Verdunstungsprozessen an der Oberfläche bleiben vor allem Salze und andere Mineralien zurück, welche zuvor in unteren Bodenhorizonten gelöst wurden.

Zu weiteren primären Versalzungsprozessen zählt auch das Austreten von Salz bei der Verwitterung von Gesteinen, der Transport von Meersalz durch äolische Vorgänge oder das Eindringen von salzhaltigem Meerwasser in das Grundwasser.22 Ebenso enthält 1 Liter Regenwasser ungefähr 10-30 mg an Salz und leistet damit zusätzlich einen Beitrag zum Salzgehalt eines Bodens.23

Neben den soeben aufgeführten primären Ursachen existieren auch sekundäre Ursachen der Bodenversalzung, von denen die größte Gefahr ausgeht. In diesem Zusammenhang steht eine intensive künstliche Bewässerung in der Landwirtschaft im Fokus der Betrachtung.24

Bei einer künstlichen Bewässerung wird durch Bewässerungssysteme aus geeigneten Regionen Wasser entnommen, in denen der Grundwasserspiegel als Folge sinkt. Anderswo wird wiederum Wasser zur Oberflächenbewässerung hingeleitet, wodurch in diesen Regionen Wasser bis in tiefere Bodenhorizonte vordringen kann und somit der Grundwasserspiegel ansteigt.25 Es kommt hierbei zum so genannten „waterlogging“, einer Staunässe.26 Bei diesem Prozess werden Salze und andere Mineralien in tiefen Bodenhorizonten gelöst, die in oberen Bodenhorizonten kaum existieren.

In ariden- und semi-ariden Gebieten begünstigen Evapotranspiration und damit einhergehende Kapillarkräfte im Boden, dass Wasser verstärkt zur Bodenoberfläche aufsteigen kann (Abbildung 4).27 Die aus tieferen Bodenhorizonten, geförderten Minerale und Salze bleiben dabei zurück. Dieser Prozess ist in Abbildung 2 verdeutlicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2:, Prozess der Bodenversalzung durch intensive Bewässerung ; http://www.biosci.ohio- state.edu/pcmb/osu_pcmb/pcmb_lab_resources/pcmb101_activities_su09/soil_salinity_waterMovement.html

Eine weitere sekundäre Ursache aufgrund industrieller Bewirtschaftungsmaßnahmen in der Landwirtschaft liegt im Eintrag weiterer Salze in Form von salzhaltigem Bewässerungswasser, Pestiziden und Düngern, die auf die Felder gegeben werden und die eine Versalzung zusätzlich vorantreiben.28

Aber auch salzhaltige Verunreinigungen aus Industrie, Bergbau und Straßenverkehr spielen eine nicht zu verachtende Rolle.29 Nach Informationen der Deutschen Bundesstiftung Umwelt werden allein durch den Winterdienst jedes Jahr 1,8 Millionen Tonnen Salz auf deutsche Straßen gestreut

[...]


1 Vgl. Barthel, Hrouda, Mespotamien. Die antiken Kulturen zwischen Euphrat und Tigris, 4. Aufl., München 2005, S.61 f.

2 Vgl. Rhoades, J.D. , Irrigation and soil salinity. Agricultural Salinity Consulting, Riverside 2002, S. 7 ff.

3 Vgl. http://www.daserste.de/wwiewissen/beitrag_dyn~uid,snfhrjp7b3l2ihpy~cm.asp vom 20.11.2011.

4 Vgl. http://www.daserste.de/wwiewissen/beitrag_dyn~uid,snfhrjp7b3l2ihpy~cm.asp vom 20.11.2011.

5 Vgl. Billwitz, Konrad, Allgemeine Bodengeographie, in: Hendl, Manfred; Liedtke Herbert (Hrsg.), Lehrbuch der Allgemeinen Physischen Geographie, Gotha 1997, S. 297.

6 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S.17.

7 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S.17.

8 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S.17.

9 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S.17.

10 Vgl. Szabolcs, I. , Present and potential salt affected soils, Budapest 1976, S. 25f.

11 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S. 40 f.

12 Vgl. http://www.ehow.com/how_8658340_measure-soils-salinity.html; vom 27.11.2011.

13 Vgl. http://www.ifu.ethz.ch/GWH/education/SimSalin/bodenversalzung; vom 27.11.2011.

14 Vgl. Szalbocs, I., Salt-Affected Soils, Boca Raton 1989, S. 274.

15 Vgl. http://www.ifu.ethz.ch/GWH/education/SimSalin/bodenversalzung; vom 27.11.2011.

16 Vgl. Pasternak, D. , Salt tolerance and crop production - a comprehensive approach. Annual Reviews of Phytopathology 25, Beer-Sheva 1987, S. 271-291.

17 Vgl. Hillel, Daniel, Introduction to Soil Physics, Boston 1982, S.274 f.

18 Vgl. Hillel, Daniel, Introduction to Soil Physics, Boston 1982, S.268 ff.

19 Vgl. http://www.ictinternational.com.au/appnotes/ICT239.htm ; vom 20.11.2011.

20 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.2011 .

21 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.

22 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.

23 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.

24 Vgl. Ghassemi, F.; Jakeman, A.J.; Nix H.A., Salinisation of Land and Water Resources, Sydney 1995, S. 55-57.

25 Vgl. Tanji, Kenneth K., Agricultural Salinity Assessment and Management, Jodhpur 1995, S. 363-368.

26 Vgl. Tanji, Kenneth K., Agricultural Salinity Assessment and Management, Jodhpur 1995, S. 363-368.

27 Vgl. http://www.biosci.ohio- state.edu/pcmb/osu_pcmb/pcmb_lab_resources/ pcmb101_activities_su09/soil_salinity_waterMovement.html ; vom 20.11.2011.

28 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.

29 Vgl. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/gebauer-jens-2003-06-05/HTML/chapter5.html#chapter5; vom 20.11.

Details

Seiten
27
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656152576
ISBN (Buch)
9783656152972
Dateigröße
3.8 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v190497
Institution / Hochschule
Friedrich-Schiller-Universität Jena – Institut für Geographie
Note
2,0
Schlagworte
bodenversalzung prozesse ursachen auswirkungen

Autor

Zurück

Titel: Bodenversalzung - Prozesse, Ursachen und Auswirkungen