Issuu on Google+

190

Vorschlag zur bodenartlichen Kennzeichnung von Von

x

Wattsedimenten ) J . L. RUYTER, Hannover

Mit 4 Abbildungen im Text und 1 Tabelle Z u s a m m e n f a s s u n g . Im Rahmen einer Spezialkartierung im ostfriesischen Watt ergab sich die Frage nach einer zweckmäßigen Einteilung und kartenmäßigen Darstellung der dort auf­ tretenden Bodenarten (Korngrößengemische). Die hier vorgeschlagene Gruppierung sollte weit­ gehend den chemisch-physikalischen Eigenschaften dieser rezenten Wattsedimente entsprechen und mit der Bodenarten-Ansprache der Marschkartierung des Niedersächsischen Landesamtes für Bodenforschung übereinstimmen. Anhand der durchgeführten Bodenuntersuchungen werden die wichtigsten Eigenschaften der angetroffenen Wattsedimente und ihre Beziehung zueinander be­ sprochen und die Grenzwerte für die vorgenommene Gliederung dargelegt. S u m m a r y . During a special mapping in the tidal flat of Eastern Frisia the question arose as to how the soils in this area could most suitably be classified and represented on maps (grain size mixtures). The grouping suggested in this paper is done according to chemical and physical properties of these recent tidal flat sediments. Simultaneously conformity with the soil definitions of the marsh mapping by the „Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung" was tried to be reached. Based on the soil analysis, the most outstanding qualities of tidal flat sediments found here and their relations are being discussed. Furthermore the boundary values for the classifi­ cation are investigated. Im Sommer 1 9 5 9 wurde im W a t t der Leybucht eine geologisch-bodenkundliche Versuchskartierung als Gemeinschaftsarbeit des Niedersächsischen Landesamtes für Boden­ forschung mit der Forschungsstelle Norderney durchgeführt. E s sollte geprüft werden, inwieweit d a s inzwischen a u f dem Festland erarbeitete Verfahren der Marschkartierung (Geologisch-bodenkundliche K a r t e der niedersächs. Marschen 1 : 5 0 0 0 , 1 9 5 6 — 1 9 6 0 ) im W a t t technisch durchführbar ist und welche sinnvolle Anwendung für die F r a g e n der Landgewinnung und der künftigen N u t z u n g neu einzudeichender Wattflächen sich daraus ergibt. Darüberhinaus sollte durch die hiermit verbundenen analytischen Feststellungen (Methoden: siehe Beihefte z u den geolog.-bodenkundl. K a r t e n 1 : 5 0 0 0 ) ein B e i t r a g z u dem Problem der chemikalisch-physikalischen Eigenschaften v o n rezenten Wattsedimenten geleistet werden. Die größte Schwierigkeit für die Erstellung einer W a t t k a r t e lag in dem Fehlen einer verbindlichen N o m e n k l a t u r für die Bezeichnung der im W a t t vorkommenden K o r n ­ größengemische. Diese Tatsache erschwert z. Zt. die Aufstellung einer allgemein verständ­ lichen und über das Gebiet der Leybucht hinaus brauchbaren Legende bezüglich der C h a ­ rakterisierung der hier auftretenden Korngrößengemische u n d ihrer kartenmäßigen D a r ­ stellung. Die

bisherigen G l i e d e r u n g e n ( W O H L E N B E R G 1 9 3 7 , L I N K E

1 9 3 7 , PLATH

1 9 4 3 , C. D.

M Ü L L E R 1 9 5 7 , 1 9 5 8 ) konnten im Prahmen des o . a . Kartiervorhabens nicht voll befriedi­ gen. Diese Gliederungen waren entweder z u grob oder z u unübersichtlich. Weiterhin konnte keine exakte Abgrenzung der einzelnen Bodenartengruppen vorgenommen wer­ den, oder einer Abgrenzung lagen ungleiche Fraktionen zugrunde. Darüberhinaus wurden Schlämmanalysenmethoden verwendet, die keinen Vergleich m i t den heute üblichen Ver­ fahren zulassen und fast immer den Tonanteil aufgrund zu geringer Dispergierung ver­ nachlässigten. Es liegt auf der H a n d , d a ß die Korngrößenzusammensetzung in einem hinsichtlich der 1) Auszug aus einem Vortrag, gehalten am 9. 6. 1960 anläßlich der 27. Tagung der Arbeits­ gemeinschaft Nordwestdeutscher Geologen, Norderney 8.—11. 6. 1960.


Bodenkundliche Kennzeichnung von Wattsedimenten

Abhängigkeit

des Wassergehaties

1 rezentes Sediment

vom Ton

191

geholt

^y^p^

2 Boden SAND

0

I SANDIGER Schlick |

6 FS

W

SCHLICK

fl 20

J UFS-1U

|

30 TU -

TONIGER SCHLICK

35

ÜT

«0

/„ Tan <Z(i 50

UT -

T

Abb. 1. Wassergehalt und Konsistenz. • HsO-Gehalte von rezenten Sedimenten; O HaO-Gehalte von überschlickten fossilen Bodenbildungshorizonten. Salinität gleichartigen Sedimentationsraum v o n besonderer Bedeutung ist. Dennoch k a n n die Korngrößenzusammensetzung nur dann als K r i t e r i u m für die Einteilung der W a t t ­ sedimente dienen, wenn andere wichtige Eigenschaften hiermit korrelieren. Eine wichtige Eigenschaft v o n Wattsedimenten ist ihr Wassergehalt. E s wurde unter­ sucht, welche Zusammenhänge zwischen den T o n g e h a l t e n (<2 FI), die mit dem angewen­ deten Analysenverfahren ( J U N G - L Ü T T M E R 1955 — nach vorheriger hinreichender Entsalzung und Humuszerstörung m i t H2O2) ermittelt wurden, u n d den H a O - G e h a l ten rezenter Sedimente bestehen. Zusätzlich wurden die Wassergehalte von bereits mehr oder weniger vorentwässerten Substraten (Böden) innerhalb der Fließ- u n d Ausrollgrenze, bezogen auf den Tongehalt, dargestellt. D a s Ergebnis zeigt Abb. 1. E s ergibt sich aus der Abbildung, daß eine enge Beziehung zwischen T o n - und H 2 O Gehalt für junge Sedimente besteht. Daraus folgt, d a ß rezenten Sedimenten je nach T o n ­ gehalt bestimmte H a O - G e h a l t e b z w . je nach H a O - G e h a l t bestimmte Tongehalte z u g e ­ ordnet werden können. Wie die Abbildung 1 zeigt, gilt dies nicht für die o. a. vorent­ wässerten Böden (Klei). Mit anderen Worten: E i n rezentes Sediment hat den Wasser­ gehalt, der seiner Korngrößenzusammensetzung entspricht. D a m i t ist gleichzeitig eine Aussage über die jeweilige Lagerungsdichte b z w . d a s Porenvolumen eines jungen S e d i ­ mentes möglich, d a die tidebedingte täglich z w e i m a l erfolgende Überstauung einen nen­ nenswerten lufterfüllten Porenraum zunächst nicht zuläßt. Diese hier diskutierte Bezie­ hung gilt nur d a n n nicht, wenn ein abnormer G e h a l t a n organischer S u b s t a n z vorliegt. In der Abbildung 2a sind die gefundenen Abhängigkeiten zwischen Tongehalt u n d Prozent-Anteilen a n organischer Substanz und C a C O ä aufgezeigt. Diese Beziehung gilt als Regelfall für den hier untersuchten R a u m , w i e dies ebenfalls bereits von anderen Autoren

festgestellt wurde ( L I N K E

1937, P L A T H

1943, PONS

& WIGGERS

1959, 1960).

Abbildung 2b zeigt die Abhängigkeit zwischen d e m Tongehalt ( < 2 /u) und dem T - W e r t (Sorptionskapazität = Kationenaustauschkapazität) als auch dem quantitativen G e h a l t a n freien Salzen. D i e letztere Beziehung ist wiederum abhängig v o n der Salinität des Sedimentationsraumes und in diesem Fall mit 25°/oo zugrunde gelegt.


J . L . Ruyter

192

Sorptionskapazität

und

(T-Wert)

y

Anteil an freien Salzen ( C D in mval bezogen auf 700g lufnrockenes Sediment

y

/

/ /

••

1

0

to fS

ufS- tu

I

20

I

30

TU - ü T

M

I

I

»

- °lo Ton

uT-T

Abb. 2. Eigenschaften rezenter Sedimente in Abhängigkeit vom Tongehalt. In der Abbildung 3 ist die Beziehung zwischen dem H s O - G e h a l t (bezogen auf Frisch­ gewicht) u n d dem Salzgehalt des Bodenwassers in m v a l Cr7L.tr. aufgetragen. D e r Vorteil dieser Darstellung liegt in der Klarstellung der Zusammenhänge zwischen H a O - G e h a l t des Korngrößengemisches — u n d damit bei rezenten Sedimenten mit dem T o n g e h a l t — , der Salinität des Sedimentationsraumes und d e m möglichen Anteil an freien S a l z e n in mval Cl~, bezogen auf 100 g lufttrockene S u b s t a n z . Es ergibt sich somit, daß Abhängigkeiten bestehen zwischen dem Tongehalt, H 2 O Gehalt, dem Gehalt an freien Salzen und der Salinität des Sedimentationsraumes. "Wenn eine dieser 4 Größen nicht bekannt ist, kann sie somit ohne weiteres iiberschlägig mit H i l f e der Abbildungen 1 und 3 abgeleitet werden. Diese Darlegungen beruhen auf der eingehenden Untersuchung von etwa 70 B o d e n ­ proben. Sie bedeuten ein vorläufiges Ergebnis der unter einer speziellen Fragestellung a n ­ gestellten Überlegungen, die durch weitere Untersuchungen erweitert und vertieft werden sollen.


Bodenkundlichc Kennzeichnung von Wattsedimenten

0 6en.%H 0 20 iO (bezogen auf Frischgewicht)

60

SO

11,1 25 66,5 KO Gew. % ffzO bezogen auf Trockensubstanz

WO

2

193

100 300

Abb. 3. Beziehung zwischen Salzgehalt, Bodenfeuchre und Salinität des Sedimentationsraumes, ma — marin, br-ma = brackisch-marin, ubr = unteres Brackwasser, mbr = mittl. Brackwasser, obr = oberes Brackwasser, br-fl = brackisch-fluviatil, fl = fluviatil. Grundlagen dieser Abgren­ zung: siehe Beiheft zur geologisch-bodenkundl. Karte 1 : 5 000. 13 Eiszeit u n d Gegenwart


194

J. L. Ruyter

Zusammenfassende Bezeichng. von Jon Boden­ Boden­ Korngrößengemischen <2fl artenin arten gruppen uneniwassertem Zustand %

T u'T uT üT tu tfsU tu tfsU t'U U t'u fS fsU fs'U ufS fS

Tone

foniger

schluffige Schlick Tone Schlick

>35 -

Bern cti nang a Unterteilung Grenzwerte bezüglich von FeinsandHfiSeUt frsie SalzeT-Wert Organ Wattf/äcben nocb den an >60fi tBtBrttß Cl­ Subst. ihrer Oberfläche auftretenden in aal mval KorngrößengemistJien % % toniges 6(>6) Schlickwan <15 52-70 60-100 >25

Schlick~

Schlickwatt 11-35

20-U0

35-55

40-60

12-17

20-60

28-i2

30-iO

12-25

h-6

Schlick watt

tonige Schlaffe

schiaffiger Schlick

scbloffiges

WA

Schlickwatt sandiges 6-12

Schtuffe feinsond. Sehlaffe

sandiger Schlick

FeinsandFeinsand

II

1-lt

'.Schlick//

sandiges 6-12

60-85

25-35

15-30

>85

18-25

8-15

Schlickwatt

Schlickwan

(natu

° Sand

-

<6

2-6

<1

Sandwatt

Sandwatt

Tabelle 1 Gruppierung und Grenzwerte der Wattsedimente in Verbindung mit der Bodenarten-Einteilung der Marschkartierung. * Bei der Marschenkartierung des Niedersächsischen Landesamtes f. Bodenforschung seit 1959 übliche Einteilung. ** Die hier angegebenen Grenzwerte beziehen sich auf die Salinitätsverhältnisse der Leybucht (25—30°/cio). Bei geringeren Salzgehalten sind entsprechende Werte aus Abb. 3 einzusetzen.

Ton (<2u0

(60-200»

(2-60 fjL)

Abb. 4. Vorschlag zur Bezeichnung der Wattsedimente.


Bodenkundliche Kennzeichnung von Wattsedimenten

195

Welche Schlußfolgerungen ergeben sich nun nach der eingangs gestellten F r a g e einer zweckmäßigen Gliederung dieser Wattsedimente? Die bekannte Salrniität des untersuchten Wattengebietes ist relativ gleichmäßig (ca. 25°/oo). D e r Salzgehalt der Sedimente ist d a g e g e n abhängig v o m Tongehalt. D a s Gleiche gilt für den Fi20-Gehalt und die damit verbundenen mechanischen Eigenschaften dieser Substrate, u. a. mögliche Setzungen, auf die in einer späteren Arbeit näher einge­ gangen werden soll. Die Korngrößenzusammensetzung, insbesondere die genaue, durch a u s r e i c h e n d e Dispergierung gewonnene Kenntnis des Tongehaltes ( ( 2 /u) wurde daher als besonders wichtiges Kriterium für die Kennzeichnung der Wattsedimente herangezogen. Weiterhin w u r d e Wert darauf gelegt, die Korngrößenabstufung mit denen der Marsch­ böden in Übereinstimmung zu bringen, weil dies hinsichtlich der Abschätzung der Eigen­ schaften bei einer eventuell späteren Bodennutzung v o n besonderer Bedeutung erschien. D i e aufgrund dieser Überlegungen gewählte Einteilung ist aus T a b e l l e 1 und Abbildung 4 ersichtlich. In der T a b e l l e 1 sind darüberhinaus überschlägig die den Korngrößengemischen z u ­ gehörigen Gehalte an H 2 O , freien Salzen, T - W e r t e n und Gehalten an organischer S u b ­ stanz aufgeführt. Aus dieser T a b e l l e ergeben sich ebenfalls Vorschläge für eine definierte Bezeichnung von Wattflächen. In Abbildung 4 sind ausschließlich die für die Wattsedimente vorgeschlagenen B e ­ zeichnungen in einem Dreiecks-Schaubild dargestellt (bezüglich der Darstellungsform siehe S C H I R M E F . 1959). Hierbei wurden die zahlreichen Korngrößenanalysen aus den ostfriesischen W a t t ­ gebieten von H e r r n Dr. SINDOWSKI mitverwertet, die dieser dankenswerterweise zur V e r ­ fügung gestellt hat.

Literatur JUNG, L., & LÜTTMER, J . : Über die Eignung des Natriumpyrophosphates zur Dispergierung bei der mechanischen Bodenanalyse. - Notizbl. hess. Landesamtes f. Bodenf. 83, S. 282-291, 1955. LINKE, O.: Die Biota des Jadebusen wattes. - Helgoland, wiss. Meeresuntersuchung 1, S. 201-348, 1937. M Ü L L E R , C. D.: Biologisch-sedimentologische Untersuchung zur Frage des Uferabbruches beider­ seits des Cappeler Tiefs. - Forschungsstelle Norderney, Jahresbericht 9, S. 117-130, 1957. - - Biologische und sedimentologische Wattuntersuchung zwischen Westeraccumersiel und Neuharlingersiel an der ostfries. Küste. - Ebendort 10, S. 61-86, 1958. Nieders. Landesamt für Bodenforschung, Hannover: Geologisch-bodenkundliche Karte der nieder­ sächsischen Marschen 1 : 5000 und Beihefte. - Herausgegeben vom Niedersächs. Landes­ amt f. Bodenf., Hannover 1956-1960. PLATH, M.: Die biologische Bestandsaufnahme als Verfahren zur Kennzeichnung der Wattsedi­ mente und die Kartierung der nordfriesischen Watten. - Westküste, Kriegsheft 1943, S. 7-45. PONS, L. J . , & WIGGERS, A. J . : De holocene wordingsgeschiedenis van Noordholland en het Zuiderzeegebied. - Verh. k. nederl. aardrijksk. Genootschap 76, S. 104-152, 1959, 77, S. 3-57, 1959. SCHIRMER, M.: Vorschlag für eine Dreieckdarstellung der Bodenarten in der Kulturtechnik. - Der Kulturtechniker 47, S. 197-208, 1959. WOHLENBERG, E . : Die Wattenmeerlebensgemeinschaften im Königshafen von Sylt. - Helgoland. wiss. Meeresuntersuchg. 1, S. 1-92, 1937. Manuskr. eingeg. 3. 9. 1960. Anschrift des Verf.: J . L. Ruyter, Dipl.-Landwirt, Niedersächsisches Landesamt für Bodenfor­ schung, Hannover, Wiesenstraße 1.


Quaternary Science Journal - Vorschlag zur bodenartlichen Kennzeichnung von Wattsedimenten