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Umweltatlas Berlin

01.12 Bodenfunktionen (Ausgabe 2006)

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01.12.3 Puffer- und Filterfunktion

Beschreibung

Die Puffer- und Filterfunktion beschreibt die Fähigkeit der verschiedenen Böden, Substanzen in ihrem ökosytemaren Stofffluss zu verlangsamen (Pufferfunktion) oder dauerhaft diesem Kreislauf zu entziehen (Filterfunktion). Sie basiert auf der Fähigkeit der Böden, Stoffe durch physiko-chemische Adsorption und Reaktion sowie biologischen Stoffumbau im Boden festhalten oder zu neutralisieren.

Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die Fähigkeit, eingetragene Schadstoffe auf dem Weg durch den Boden in das Grundwasser festzuhalten. Grundlage der Bewertung ist die jeweilige Wasserdurchlässigkeit, die Bindungsstärke für Schwermetalle, das Bindungsvermögen für Nähr- und Schadstoffe und die Filterstrecke zum anstehenden Grundwasser. Bei der Pufferung kann durch die Reaktion basisch wirkender Kationen einer Versauerung des Bodens entgegengewirkt werden. Bei der Filterung werden Feststoffe aus dem Sickerwasser mechanisch herausgefiltert und gelöste Stoffe vor allem durch Sorptionskräfte von Humus und Ton gebunden. Diese Fähigkeit wird durch verschiedene physikalische, chemische und biologische Bodeneigenschaften bestimmt. Allerdings besitzt der Boden für verschiedene Stoffe und Stoffgruppen wie Pflanzennährstoffe, organische Verbindungen, Säurebildner oder Schwermetalle unterschiedliche Filter- und Pufferkapazitäten.

Böden mit dieser hohen Filter- und Pufferkapazität können in hohem Maß Schadstoffe anreichern. Die aufgenommenen Schadstoffe werden in der Regel nicht abgebaut, sondern bleiben bis zur Ausschöpfung der Puffer- und Filterkapazität im Boden, bevor sie in das Grundwasser abgegeben werden. Bei andauernder Schadstoffzufuhr besteht daher die Gefahr, dass diese Böden als Schadstoffsenke funktionieren und Bodenbelastungen auftreten, die zum Beispiel landwirtschaftliche oder gartenbauliche Nutzungen auf diesen Flächen nicht mehr ermöglichen.

Einen zweiten Aspekt stellt die Fähigkeit dar, Kohlenstoff in Form von Humus oder Torf zu speichern. Störungen und Zerstörungen des Bodens führen zu Humusverlust und damit zu Freisetzung von Kohlendioxid (CO2) aus dem Boden in die Atmosphäre. Besonders kohlenstoffreich sind Moorböden, die somit die Puffer- und Filterfunktion im Kohlenstoffkreislauf in hohem Maße erfüllen.

Methode

Für die Bewertung der Filter- und Pufferfunktion werden für jede Fläche aus den Ergebnissen der ermittelten Daten für die Humusmenge (vgl. Karte 01.06.5), das Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen (vgl. Karte 01.11.6), die Bindungsstärke für Schwermetalle (vgl. Karte 01.11.10), das Filtervermögen (vgl. Karte 01.11.9) die Bewertungen und darüber hinaus der Grundwasserflurabstand (vgl. Karte 02.07) herangezogen.

Abbildung 1: Schema zur Bewertung der Puffer- und Filterfunktion - Link öffnet im neuen Fenster
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Abbildung 1: Schema zur Bewertung der Puffer- und Filterfunktion

Die Puffer- und Filterfunktion der Böden wird nach Tabelle 1 bewertet. Dabei werden die Bewertungen von Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen, Bindungsstärke für Schwermetalle und Filtervermögen von jeweils 1 (=gering) bis 3 (=hoch) addiert und durch die Wertung des Grundwasserflurabstandes korrigiert. Damit wird neben den Fähigkeiten des Bodens Stoffe festzuhalten auch der Filterstrecke Rechnung getragen, da bei grundwassernahen Standorten Schadstoffe rascher in das Grundwasser eingetragen werden als bei grundwasserfernen Standorten.

Unabhängig von Nährstoffspeichervermögen / Schadstoffbindungsvermögen, Bindungsstärke für Schwermetalle und Flurabstand werden die Bodengesellschaften mit dem höchsten Puffervermögen für den Kohlenstoffhaushalt (3) mit hoch bewertet. Die geringeren Stufen beeinflussen die Bewertung nicht. Die Gesamtbewertung der Puffer- und Filterfunktion von Böden wird in den drei Abstufungen gering, mittel und hoch (1 bis 3) vorgenommen.

Tabelle 1: Bewertung der Puffer- und Filterfunktion (Gerstenberg/Smettan 2005)
Summe der Bewertungen der Kriterien
Filtervermögen
+
Nährstoffspeicher-
vermögen / Schadstoff-
bindungsvermögen
+
Bindungsstärke für Schwermetalle
Grundwasser-
flurabstand
Puffervermögen
für den
Kohlenstoff-
haushalt
Bewertung der Puffer- und Filterfunktion
Bewertung Bezeichnung
3-5 < 2 m   1 gering
  2-5 m 1 gering
  > 5 m 2 mittel
6-7 < 2 m 1 gering
  2-5 m 2 mittel
  > 5 m 3 hoch
8-9 < 2 m 2 mittel
  2-5 m 3 hoch
  > 5 m 3 hoch
    hoch 3 hoch
Tab. 1: Bewertung der Puffer- und Filterfunktion (Gerstenberg/Smettan 2005)

Kartenbeschreibung

Eine hohe Puffer- und Filterfunktion besitzen lehmige Böden mit einer geringen Wasserdurchlässigkeit, einem neutralen bis basischem pH-Wert, der die Mobilität von Schwermetallen herabsetzt, sowie Böden mit einer hohen Kationenaustauschkapazität durch hohen Ton- und Humusgehalt und großem Grundwasserflurabstand. Diese Anforderungen erfüllen vor allem Böden auf den Geschiebemergelhochflächen des Teltow und Barnim, so dass sich diese Hochflächen insgesamt auf der Karte deutlich abbilden. In der Regel handelt es sich um Bodengesellschaften aus Parabraunerden-Sandkeilbraunerden-Fahlerden mit naturnahen Nutzungen ohne Störung durch anthropogene Aufschüttungen, häufig unter landwirtschaftlicher oder kleingärtnerischer Nutzung (vgl. Abbildung 2).

Eine mittlere Bewertung erhalten die sandigen Böden von End- und Stauchmoränen und Dünensanden mit den Bodengesellschaften Braunerde-Rostbraunerde-Podsolbraunerde unter naturnaher Nutzung oder siedlungsbedingten sandigen Aufschüttungsböden. Die Sande verfügen zwar über eine relativ hohe Wasserdurchlässigkeit, aber der größere Abstand zum Grundwasser erweitert die Filterstrecke.

Eine nur geringe Fähigkeit Schadstoffe zu filtern und zu puffern besitzen die sandigen Böden des Urstromtales und von Rinnen und Senken mit nur kurzer Filterstrecke der Schadstoffe zum Grundwasser. Es sind Böden, deren Entwicklung durch das Grundwasser bestimmt ist, wie Gley- und Moorgesellschaften unter naturnaher Nutzung oder sandige Aufschüttungsböden im Innenstadtbereich mit Lockersyrosem-Regosol-Pararendzina als Bodengesellschaft.

Hohes Puffer- und Filtervermögen in Bezug auf den Kohlenstoff besitzen Bodengesellschaften mit moorigen Böden unter Wald oder Grünland, wie sie sich vor allem im Urstromtal und in den Abflussrinnen finden.

Flächenanteil der Puffer- und Filterfunktion je Nutzungsklasse (inkl. versiegelter Flächen, ohne Straßen und Gewässer, nicht alle Nutzungen sind dargestellt)
Abbildung 2: Flächenanteil der Puffer- und Filterfunktion je Nutzungsklasse (inkl. versiegelter Flächen, ohne Straßen und Gewässer, nicht alle Nutzungen sind dargestellt)

Excel
[Das Diagramm liegt auch im Excel-Format vor (MS-Excel wird benötigt).]

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