Quaternary Science Journal - Ein Beitrag zur Deutung des „Gefleckten Horizontes"

Eiszeitalter und Gegenwart

Band 1 5

Seite 66-71

öhringeniWürtt.,

1. November 1964

Ein Beitrag zur Deutung des „Gefleckten Horizontes" Von

HEINRICH

ROHDENBURG

Mit 3 Abbildungen im Text Z u s a m m e n f a s s u n g . Die beschriebene und abgebildete Fleckung entsteht durch post­ sedimentäre Humusentfernung in der Rhizosphäre. Sie kann in humosen Substraten jeglicher stratigraphischer Position innerhalb des Jungpleistozäns und Holozäns beobachtet werden und ist nicht auf bestimmte Bodentypen beschränkt.

R e s u m e . La tacheture teile qu'elle est decrite et representee dans des tableaux et un photo est effectuee par la destruction postsedimentaire de l'humus dans la sphere des rhizomes. Elle se trouve dans des substrata d'humus de toute position stratigraphique quelconque du pleistocene superieur et holocene, c'est-ä-dire, eile n'est pas limitee ä de certains types de sol.

S u m m a r y . The spots as described above and represented by some pictures are caused by post-sedimentary destruction of humus in the rhizosphere. They are to be found in humic material of any stratigraphical position whatever within the upper pleistocene and holocene, which is to say that they are not limited to special types of soil.

I m letzten J a h r z e h n t wurde in d e r Q u a r t ä r l i t e r a t u r mehrfach über eine in Lößprofiien auftretende Erscheinung berichtet, d i e als „Gefleckter H o r i z o n t " ( F I N K 1 9 5 4 , 1 9 6 1 ) o d e r „gefleckter B o d e n " ( S M O I J K O V A 1 9 6 0 ) bezeichnet w u r d e . A m Profil ä u ß e r t sie sich durch d a s Auftreten gelber b z w . gelbbrauner, scharf u m g r e n z t e r Flecken v o n 0 , 5 bis über 1 0 cm Durchmesser i n n e r h a l b von dunkel gefärbten humosen H o r i z o n t e n . E i n e n Eindruck d a v o n v e r m i t t e l t z. B. die Fotografie J. B Ä R T A S in K U K L A , L O Z E K & B A R T A ( 1 9 6 2 ) in Bd. 1 2 dieser Zeitschrift (S. 8 5 , A b b . 5 ) , sowie die hier wiedergegebenen Ausschnitte ( A b b . 1 — 3 ) . Q u a r tärkundliches Interesse fand diese Fleckung insofern, als ihr stratigraphischer W e r t dis­ k u t i e r t w u r d e . Andererseits v e r m u t e t e m a n in ihr u. a. ein bisher u n b e k a n n t e s Periglazialphänomen.

D i e Genese d e r Flecken blieb jedoch ungeklärt. F I N K ( 1 9 6 1 ) unterschied physikalische u n d chemische Entstehungshypothesen, d. h. e n t w e d e r Bildung durch Einmischung v o n b r a u n e m B o d e n m a t e r i a l in die H u m u s z o n e im Z u g e v o n Bodenumlagerungen o d e r E n t ­ stehung in situ. D i e v o n S M O L I K O V A ( 1 9 6 0 ) durchgeführten Analysen deuteten darauf hin, d a ß autochthone E n t s t e h u n g a m wahrscheinlichsten sei. Zwischen d e m M a t e r i a l der F l e k k e n u n d d e m a n g r e n z e n d e n h u m o s e n Boden w a r e n nämlich keine Unterschiede in der K o r n g r ö ß e n v e r t e i l u n g feststellbar.

I n Niedersachsen k o n n t e n n u n Beobachtungen gesammelt werden, d i e diese Auffassung d e r autochthonen Entstehung entscheidend bestätigen.

I n einem H o h l w e g zwischen D o r f u n d Friedhof v o n Isingerode a n d e r O k e r (Krs. W o l fenb.) ist u. a. eine vermutlich altwürmzeitliche Folge v o n drei humosen Z o n e n über d e m letztinterglazialen Boden aufgeschlossen. ) W ä h r e n d die untere H u m u s z o n e in schluffhaltigem Sand ausgebildet ist, besteht die mittlere aus sandigem L ö ß ; beide sind autochthon bis p a r a u t o c h t h o n . D i e obere H u m u s z o n e ist demgegenüber eindeutig allochthon u n d b e ­ steht aus h u m o s e m , schwemmgeschichtetem S a n d m i t einigen sdiluffreicheren Schmitzen.

I n dieser geschichteten Serie ist n u n die e r w ä h n t e g e l b b r a u n e Fleckung i n typischer A u s ­ p r ä g u n g v o r h a n d e n . W i e die A b b i l d u n g 1 zeigt, ist die Schichtung auch innerhalb d e r Flecken deutlich e r k e n n b a r . Deshalb m u ß hier eine postsedimentäre autochthone Flecken­ entstehung a n g e n o m m e n werden. W i e E x t r a k t i o n e n m i t N a O H zeigten, sind die Flecken — ihrer F ä r b u n g entsprechend — h u m u s a r m bis humusfrei, die Fleckung ist also auf 1

1) Eine ausführliche Profilbeschreibung erfolgt an anderer Stelle.

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Abb. 1. Gelbbraune Flecken in schwemmgeschichtetem, humosem Sand mit einzelnen hellen schluffigen Schmitzen. Die Sedimentstrukturen sind auch innerhalb der Flecken erkennbar. Länge des Taschen­ messers: 18 cm.

H u m u s e n t f e r n u n g zurückzuführen. W e i t e r e Beobachtungen ergaben, d a ß die U n ­ tergrenze der Flecken nicht k o n k o r d a n t zur Schichtenfolge verläuft, s o n d e r n d i s k o r d a n t in die nach rechts ansteigende mittlere H u m u s z o n e hinunterzieht ( A b b . 2 ) : ein weiterer Beleg für postsedimentäre Entstehung. Diese U n t e r g r e n z e fällt z u s a m m e n mit einem Bereich kräftiger A u f k a l k u n g , der d e n oberen T e i l der mittleren H u m u s z o n e u n d einen Teil ihres H a n g e n d e n e r f a ß t hat. Diese aufgekalkte Z o n e , deren Genese hier nicht weiter e r ö r t e r t werden soll, taucht nach rechts ebenfalls d i s k o r d a n t ab u n d keilt dabei aus. D o r t , w o sie n u r noch geringmächtig ist, k a n n m a n beobachten, daß die Fleckung auch auf die d a r u n t e r folgende, nicht aufgekalkte H u m u s z o n e übergreift, die kalkreiche Zone aber meidet (Abb. 2, M i t t e ) .

W ä h r e n d die Flecken nahe ihrer U n t e r g r e n z e vereinzelt auftreten, macht ihr Flächen­ anteil im Bereich zwischen mittlerer u n d oberer H u m u s z o n e über 80°/o aus; stellenweise ist die gesamte G r a u f ä r b u n g dieser n u r schwach h u m o s e n Zwischenschicht völlig aufgezehrt!

D a b e i verschneiden sich einzelne Flecken scharf miteinander, es bleiben d a n n n u r noch schmale graue „ V i g n e t t e n " mit der ursprünglichen H u m u s f ä r b u n g erhalten ( A b b . 3).

Rein flächenmäßig trifft die eingangs gegebene Charakterisierung „gelbe Flecken in d u n k ­ ler Bodenmasse" in diesem H o r i z o n t nicht mehr zu. E v i d e n t ist aber, d a ß sie — genetisch gesehen — auch hier richtig ist.

W i e S M O L I K O V A (1960) erwähnt, sind die Durchmesser der v o n ihr beobachteten Flekken in der Regel isodiametrisch. Wichtig ist aber weniger die Erscheinungsform an d e r P r o f i l w a n d , sondern vielmehr die räumliche Erstreckung. N a c h m e i n e n Beobachtungen h a n d e l t es sich stets u m R ö h r e n , wobei V e r z w e i g u n g e n u n d kurze A u s s t ü l p u n g e n auftreten.

D i e R ö h r e n können jede Richtung e i n n e h m e n ; jedoch ist die Senkrechte bevorzugt. Dies 5 *

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stark gefleckte

Zone

Abb. 2 . Der „Gefleckte Horizont" greift in der rechten Abbildungshälfte von oben in die mittlere Humuszone hinein. Die Flecken meiden dabei die carbonatreiche Zone zwischen den gerissenen Linien. Länge der linken Seitenlinie: 1 m; nach rechts stärker werdende Verkleinerung und perspek­ tivische Verzerrung (Zeichnung nach Foto). ä u ß e r t sich z. B. darin, d a ß a n d e r Profilwand oft länglich gestreckte Flecken m i t g r ö ß t e m Durchmesser in der V e r t i k a l e n auftreten.

Auch in der L ö ß g r u b e der G ö t t i n g e r Ziegelei Meurer &C C o . ist die Fleckung v o r h a n d e n , u n d z w a r in humosen P a r t i e n , die ebenfalls dem A l t w ü r m a n g e h ö r e n dürften. Jeweils im Z e n t r u m der Flecken k o n n t e eine d ü n n e ( V Ü — 1 m m ) n o c h o f f e n e Wurzelröhre festgestellt werden, an deren R ä n d e r n häufig noch Wurzelreste e r h a l t e n waren. H i e r be­ findet sich über den gefleckten P a r t i e n eine Z o n e mit starker gegenseitiger Verschneidung der Flecken u n d d a r ü b e r ein Bereich, in dem keinerlei Reste der H u m u s f ä r b u n g m e h r er­ h a l t e n sind. E x t r a k t i o n e n m i t heißer N a O H ergaben aber, d a ß sowohl die Einzelflecken als auch die vollständig aufgehellte Z o n e noch einen geringen H u m u s g e h a l t besitzen, der über dem des n o r m a l e n hellgelben Lösses liegt. Auffälligerweise befindet sich die Fleckung auch hier in kalkfreien P a r t i e n eines sonst kalkhaltigen Lößprofils. — I m Profil Isingerode w a r e n keine W u r z e l r ö h r e n zu sehen, w o h l aber Störungen d e r S e d i m e n t s t r u k t u r in der Fleckenmitte ( A b b . 1 ) .

Fleckungen dieser A r t sind nicht auf schwarzerdeartige H u m u s z o n e n beschränkt, son­ d e r n treten auch — sogar verbreitet — in h u m o s e n H o r i z o n t e n v o n holozänen Podsolen auf, wobei oft noch W u r z e l r e s t e in ihrem Z e n t r u m erhalten sind. Ich konnte sie auch im A - H o r i z o n t einer S a n d - P a r a b r a u n e r d e feststellen. T Ü X E N beobachtete sie häufig in Böden u n t e r H ü g e l g r ä b e r n . Sah er diese Flecken zunächst als direkte S p u r e n eines B r a n d e s an („trockene Destillation" des H u m u s , T Ü X E N 1 9 5 7 , S. 2 6 ) , so h a l t e n K L A U S I N G 8C T Ü X E N

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Abb. 3. Ausschnitt aus der „stark gefleckten Zone" der Abb. 2, in der sich die einzelnen Flecken stark miteinander verschneiden. Partienweise sind nur noch Restzwickel mit der ursprünglichen Humusfärbung erhalten geblieben; die so entstandenen schwarzen Flecken in gelbbrauner Grundmasse besitzen jedoch eine völlig andersartige Umgrenzung als einzelne der gelbbraunen Flecken in der humosen Grundmasse. Länge der Seitenlinien: 50 cm. sie später (1958) für eine indirekte B r a n d w i r k u n g . U n d z w a r sollen die Flecken auf H u m u s e x t r a k t i o n durch K O H (hydrolytisch aus der K2CO3 e n t h a l t e n d e n Holzasche e n t s t a n d e n ) zurückgehen. D i e von R E U T E R (1955) in Podsolen beobachtete „ P a n t h e r u n g " ist — dreidimensional betrachtet — r ö h r e n f ö r m i g ausgebildet; R E U T E R v e r m u t e t deshalb „ursächliche Beziehungen zu W u r z e l b a h n e n " . Seine A b b . 2 (auf T a f e l V I ) bezeugt, d a ß die „ P a n t h e r u n g " dasselbe Erscheinungsbild besitzt wie die Fleckung im Profil Isingerode.

D i e Farbe der Flecken k a n n sehr s t a r k variieren. U n d z w a r scheint sie in der Regel die G r u n d f a r b e des humusfreien Solums z u sein. Die auffällig gelbbraune F ä r b u n g der Flecken in schwarzerdeartigen H u m u s z o n e n e r k l ä r t sich dadurch, d a ß in S c h w a r z e r d e - A - H o r i z o n ten ein höherer G e h a l t a n freiem Eisen v o r h a n d e n ist als im n o r m a l e n hellgelben L ö ß . So ist z. B . im Profil I s i n g e r o d e die Fleckenfarbe in der mittleren u n d auch in der oberen H u m u s z o n e charakteristisch gelbbraun; in der schwächer humosen Z o n e dazwischen u n t e r ­ scheidet sie sich k a u m v o n der Eigenfarbe des Lösses; in n a ß b o d e n a r t i g ü b e r p r ä g t e n Partien ist sie deutlich gebleicht.

Wie gemeinsam mit H e r r n Dr. B. MEYER an einem Podsolprofil angestellte Beobachtungen er­ gaben, dürfte in einigen Fällen die Humusentfernung auch mit einer gewissen Eisenmobilisierung verbunden sein; und zwar konnten — der Färbung nach — sowohl eisenreichere als auch eisen­ ärmere Partien festgestellt werden. Die Mehrzahl der Flecken besaß aber auch hier die Eigenfarbe des humusfreien Sandes.

W i e weitere Beobachtungen an r e z e n t e n Podsolen zeigten, ist die Fleckung nicht an einen bestimmten H o r i z o n t gebunden. Sie k a n n vielmehr überall d o r t v o r k o m m e n , w o Humusstoffe färbend in Erscheinung treten, und k o n n t e seither bis zu einer Tiefe von 1,50 m unter der Oberfläche festgestellt w e r d e n .

D a v o r allem die Feldbeobachtungen mitgeteilt w e r d e n sollten, w i r d an dieser Stelle auf humus-chemische E r ö r t e r u n g e n verzichtet. Es m u ß sich erst erweisen, ob die E n t f ä r ­ bung auf H u m u s a b b a u in situ oder auf H u m u s a b f u h r zurückzuführen ist. Letztere w ä r e z. B. durch die Ausscheidungen d e r W u r z e l n selbst, der M y c o r r h i z a oder anderer

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Pilze möglich, H u m u s a b b a u auch bei d i r e k t e r O x y d a t i o n durch im Wurzelbereich lebende h e t e r o t r o p h e Pilze. ) 2

W i e oben schon angedeutet w u r d e , ist auch eine M a t e r i a l a b h ä n g i g k e i t nicht zu über­ sehen. W e i t e r e Beobachtungen müssen zeigen, ob Fleckung auch bei s t a r k e m C a r b o n a t gehalt des Substrats auftreten k a n n . ) Auch die erwähnte A b b . 5 in K U K L A , L O Z E K & B Ä R T A ( 1 9 6 2 ) zeigt, d a ß das M a t e r i a l der beiden v o n der Fleckung erfaßten H u m u s z o n e n eine verschieden ausgeprägte Eignung zur H u m u s e n t f e r n u n g zeigt.

3

D i e Fleckung ist nicht an eine bestimmte stratigraphische P o s i d o n g e b u n d e n (so auch verbreitet t r i t t sie in altwürmzeitlichen H u m u s z o n e n auf, nach F I N K ( 1 9 6 1 ) auch in der Paudorfer Bodenbildung (im regional-typologischen Sinne). V . L O Z E K führte der I N Q U A - S u b k o m m i s s i o n für L ö ß s t r a t i g r a p h i e im August 1 9 6 3 ein böhmisches L ö ß ­ profil v o r (Steti), w o die Fleckung in eindeutig h o l o z ä n e n Schwarzerde-Kolluvien ausgebildet w a r . Fleckung ist also in allen Straten möglich, in denen humoses Material auftritt. ) FINK 1954):

4

D i e Fleckung kann in humosen Serien d e r Lößprofile z w a r häufig gefunden werden, ist aber nicht die Regel. In den meisten Aufschlüssen ist sie z u d e m auf ein o d e r z w e i H u m u s ­ zonen eines mehrgliedrigen Bodenkomplexes beschränkt. D i e standörtlichen Bedingungen für das Auftreten und Fehlen des „Gefleckten H o r i z o n t e s " sind derzeit noch w e n i g geklärt.

Möglich w ä r e z. B., d a ß er an den Wurzelbereich bestimmter A r t e n gebunden ist. ) 5

W e n n in dieser Mitteilung das G e m e i n s a m e bei der Fleckung von schwarzerdeartigen H u m u s z o n e n und von Podsolen herausgestellt w u r d e , so soll z w a r die I d e n t i t ä t d e r humus­ entfernenden Prozesse erwogen, aber noch keineswegs b e h a u p t e t werden. D a s Ersdieinungsbild an der Profilwand belegte stets die Bindung der e n t f ä r b t e n Bereiche a n W u r z e l ­ röhren u n d zweitens die T a t s a c h e , nicht aber die Ursache der H u m u s e n t f e r n u n g . Wie die Beobachtungen K L A U S I N G & T Ü X E N S ( 1 9 5 8 ) andeuten, k ö n n t e n auch K o n v e r g e n z ­ erscheinungen infolge v o n Faktorenaustausch möglich sein.

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2

) Da in beiden Fällen die jeweils aktiven Bereiche des Wurzelsystems begünstigt sind, ist es er­ klärlich, wenn die humusfreien Röhren oben und unten blind enden. Auch bei den rezenten Vor­ kommen ist zu erkennen, daß nicht das gesamte Wurzelsystem „entwickelt" wird.

3) Ein Beispiel für Fleckung bei mäßigem Carbonatgehalt gibt FINK ( 1 9 5 4 1 . Wahrscheinlich kön­ nen die dort festgestellten Unterschiede im Carbonatgehalt zwischen den Flecken und ihrer Um­ gebung auch auf die Stoffmetabolik innerhalb der Rhizosphäre zurückgeführt werden.

4) Vielleicht sind auch manche der „fingerförmigen Texturen" der Allerödhorizonte (DÜCKER & MAARLEVELD 1 9 5 7 , Abb. 8 ) auf die hier beschriebene Fleckung zurückzuführen.

5 ) Holozäne Fleckung wurde bisher unter Kiefer, Fichte und in schwächerer Form auch unter Buche gefunden.

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Anschrift des Verf.: H. Rohdenburg, Agrikulturchemisches und Bodenkundliches Institut der Uni­ versität Göttingen (Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. F. Scheffer).