Czarna ziemia

Czarna ziemia w zachodniej Rosji

Czarnej ziemi (również Tschernosem z synonimem rosyjskiego чернозём [ t͡ʃɪrnʌzjom ]) to rodzaj gleby , która tworzy na wapiennego luźnych materiałów, takich jak less , w określonych warunkach . To jest dominującym gleby w pasie stepowej na półkuli północnej i jest jednym z największych na świecie najbardziej urodzajnych miejscach. Zdarzenia można znaleźć również w Europie Środkowej . Jego nazwa pochodzi od potężnej wierzchniej warstwy gleby, zabarwionej na czarno z próchnicą . Rodzaj gleby dzieli się na klasę T (czarna ziemia). Jego skrót to TT.

Powstanie

Profil lakier do Aseler Forest, jeden z niewielu niemieckich lasach na czarnej ziemi

Wapna bogate luźnego materiału, rozliczenia z roślin PIONEER prowadzi do powstania cienkiej próchnicy horyzontem (typ gleby luźne syropu ). Gdy tylko osiągnie on ponad 2 cm grubości, gleba przechodzi do kolejnego etapu rozwoju – pararędziny . To może prowadzić do różnych typów gleby: brunatne , parabrown ziemi lub czarny ziemi .

Klasyczna doktryna

Zgodnie z klasyczną doktryną, aby Pararędzina przekształciła się w czarną ziemię, musi jednocześnie obowiązywać pięć czynników:

W związku z tym bujna roślinność stepowa (zwłaszcza trawy) rozwija się wiosną w sprzyjających warunkach wilgotnościowo-temperaturowych, które dostarczają dużo materiału organicznego do tworzenia próchnicy. W suche, ciepłe lato zmniejsza się produkcja materii organicznej. Jednocześnie jednak susza hamuje degradację ( mineralizację ). Po krótkiej, wilgotnej jesieni następuje długa, bardzo mroźna zima, w której następuje przemiana materii organicznej. W dłuższej perspektywie więcej materii organicznej jest produkowane niż rozkładane, co oznacza, że ​​w glebie gromadzi się próchnica.

Ekstremalne wahania klimatyczne mają również wpływ na zwierzęta glebowe. Ze względu na dużą dostępność pokarmu roślinnego występuje wiele gatunków. Bardzo ważne są tu dżdżownice endogeniczne , świstaki stepowe i chomiki pospolite ( czyli żyjące w górnej części gleby mineralnej) . Podczas gorącego i suchego lata oraz mroźnej, śnieżnej zimy muszą cofać się głęboko pod ziemię. Powoduje to typową intensywną działalność kopania, która homogenizuje całą wierzchnią warstwę gleby ( bioturbacja ). Materiał próchniczny jest z czasem wciskany głęboko w glebę. Głęboko czarna wierzchnia warstwa gleby osiąga w ten sposób średnią grubość 60–80 cm. W strefie przejścia do materiału wyjściowego zawsze znajdują się izolowane, głębsze korytarze, które po wykonaniu zadania wypełniają się materiałem humusowym. Są one charakterystyczne dla czarnej ziemi i nazywane są Krotowinen od rosyjskiego Krot ( kret ).

Istotne są również warunki wodne. Przez cały rok opady są tak niskie, że pozwalają rosnąć roślinom stepowym, ale nie ma głębokiego przesiąkania. Zatrzymuje się raczej na płytkiej głębokości. Oznacza to, że w glebie pozostają wapno i składniki odżywcze . W głębi gruntu, gdzie regularnie „zatykają się” wody przesiąkające z rocznej pory deszczowej, mogą wystąpić wtórne opady kamienia wapiennego (konkrecje wapienne, „kamyki lessowe”).

Dalszy rozwój do parabrązowej ziemi czarnej ziemi

W powyższych warunkach czarne gleby nie wykazują tendencji do przekształcania się w inne typy gleb. Czarna ziemia wydaje się być ostatnim etapem rozwoju gleb na lessie w klimacie stepowym ( grunt kulminacyjny ).

Jeśli klimat staje się trwale bardziej morski, a przez to bardziej wilgotny, zmienia się nie tylko roślinność (tworzenie lasów). Rozpoczęły się również procesy glebotwórcze, które w klimacie stepowym są uśpione. Rodzaj gleby nadal się rozwija lub ulega degradacji. Procesy, które się rozpoczynają, wynikają przede wszystkim z regularnego przepływu wody przesiąkającej ( wymywanie ) i większej ilości wilgoci:

  • Odkamienianie
  • Regeneracja minerałów ilastych i przesuwanie gliny ( zmniejszanie )
  • Wietrzenie surowca ( brązowienie i zamulenie )
  • Koniec akumulacji próchnicy, długotrwały spadek próchnicy (mineralizacja)
  • Koniec głębokiej homogenizacji (tworzenie nowych poziomów glebowych)

Zdegradowane czarne ziemie (dawniej gris earth) należą do ziem parabrounowych . Wyjątkiem są czarne ziemie, ale mogą one również wystąpić.

Proces ten można zaobserwować w czarnych ziemiach w Europie Środkowej . Dalszy rozwój lokalnych czarnych ziem w parabrązowe ziemie w holocenie zasadniczo wynika z rozwoju opadów lub temperatury lub, w skrócie, przebiegu klimatycznego bilansu wodnego i wody przesiąkającej. Atlantic i Subboreal były bardziej suche i cieplejsze z pewnymi wahaniami. Rozwój gleby był wolniejszy. Na obszarze subatlantyckim (na przełomie wieków ) można spodziewać się większych opadów i większej ilości wody przesiąkającej, a tym samym przyspieszonego rozwoju gleb. Odwapnianie mogło zostać zakończone w Europie Środkowej już na początku neolitu w górnych decymetrach. Gdy glina jest przesuwana, rozproszona glina jest transportowana koloidalnie do głębszych poziomów glebowych i tam ponownie osadzana zorientowanymi warstwami gliny. W przypadku czarnych gleb relokowane są kompleksy gliniasto-próchnicze . To zdemaskowało jasne ziarna kwarcu i rozjaśniło podłogę. Charakterystyczną cechą mniej aktywowanej czarnej ziemi są osady czarnej gliny w horyzoncie BHT . To udowadnia przeszłość czarnej ziemi.

Czarne ziemie znalezione dziś w Europie Środkowej byłyby zatem reliktem wcześniejszych warunków klimatycznych. W związku z tym powstały w okresie borealnym prawie 10 000 lat temu, kiedy pogoda w Europie Środkowej była znacznie suchsza i bardziej kontynentalna.

Alternatywne teorie pochodzenia

Niektórzy badacze kwestionują obecną teorię, ponieważ wiek czarnych ziem C14 , 3000 do 7000 lat temu ( BP ), wydaje się być zbyt młody na formację preneolityczną (tj. w borealnej fazie klimatycznej Europy Środkowej). W związku z tym wiązanie węgla w warunkach stepowych przy szybkości wymiany substancji organicznej od 30 do 100 lat nie wyjaśnia starości węgla. Obecne połączenie czarnej ziemi ze stepami świadczy o zachowaniu, ale nie o warunkach edukacyjnych. Zgodnie z nowszą wiedzą, czarne ziemie są również głęboko czarne, ponieważ zawierają znaczne ilości (10-40% substancji organicznej) węgla pirogennego . Powstaje w wyniku niecałkowitego spalania lub karbonizacji i jest również znany jako czarny węgiel .

W przypadku neolitu (przejście od kultury łowieckiej i zbierackiej do osiadłych rolników) można przyjąć, że ciągłe osadnictwo z gospodarką ogniową (cięcie i spalanie) na polach może trwać do 3600 lat. Ta ekonomiczna metoda z powstawaniem i wnikaniem sadzy, potwierdzona badaniami osadów jeziornych, zamarła w epoce brązu (Niemcy: ok. 2200-800 pne). Co więcej, mówi się, że kopacze pojawili się dopiero przy zwiększonym zaopatrzeniu w żywność dzięki uprawom rolnym. Widoczna bioturbacja w postaci nor (krotowin) jest wyraźną cechą profilu, ale nie powoduje homogenizacji wierzchniej warstwy gleby. Zachowanie pierwotnej stratyfikacji lessu polega m.in. zajmowane w Magdeburgu i Hildesheimer Börde. Oprócz ogólnego rozwoju gleby z odwapnieniem, brązowieniem i przesunięciem gliny, pozostałości spalania byłyby stale wprowadzane do obszarów osadnictwa neolitycznego. Są one przez cały okres wsuwane w ziemię i wbudowywane w korytarze grobowe (krotowiny). Wymywanie i przemieszczanie materii organicznej miałoby zatem duże znaczenie dla tworzenia czarnej ziemi oprócz mieszania.

Ścisły związek czarnych ziem w Europie Środkowej z neolitycznymi obszarami osadniczymi może podkreślać to pojawienie się. Znaczenie wpływu człowieka na powstawanie czarnych ziem w Europie Środkowej podkreślają badania nad czarnymi ziemiami na Morzu Bałtyckim (Fehmarn, Großenbrode, Poel, Fyn). Tutaj również daty wydają się leżeć po fazach osadnictwa, a przy wieku C14 od 1000 do 2000 lat temu, są znacznie młodsze niż w przypadku czarnych ziem lessowych. Powstanie środkowoeuropejskich czarnych ziem przed neolitem nie byłoby zatem pewne.

Klasyczna doktryna może jednak odpowiednio wyjaśnić liczne pytania dotyczące powstawania czarnych ziem. Najmocniejszy argument można znaleźć w przewadze typu gleby: czarne gleby występują w czystej postaci tylko na obszarach, które mają wszystkie pięć czynników formacji. Lokalizacje poza tą strefą (np. w Niemczech) również wykazują czarną ziemię, ale zawsze z tendencją do przechodzenia w późniejsze etapy rozwoju. Zasiedlanie obszarów przez wczesnych rolników uprawnych dotyczy Europy Środkowej, ale nie głównych obszarów występowania czarnej ziemi w Azji Środkowej i Ameryce Północnej. Ścisły związek między osadami neolitycznymi a czarnymi ziemiami można wytłumaczyć faktem, że pierwsi rolnicy z pewnością woleli dobre lokalizacje od biedniejszych. Ponadto pożary są zjawiskiem całkowicie naturalnym na stepach, powodując pirogeniczny węgiel.

dystrybucja

Światowa dystrybucja Czarnozemy ( typ gleby WRB z klasy czarnej ziemi)

Czarna ziemia w czystej postaci jest typową glebą obszarów stepowych z ciepłymi latami i mroźnymi zimami. Największe obszary czarnoziemów znajdują się zatem na stepach Węgier ( Puszta ), Rumunii ( Bărăgan ), Ukrainy , Rosji , Kazachstanu , Mongolii i Chin ( Mandżuria ) oraz na stepach Ameryki Północnej ( prerie ).

Ponadto, czarne gleby występują również zawodny w Europie Środkowej i tajgi , między innymi .

Czarna ziemia w Europie Środkowej

W Niemczech czarne ziemie można znaleźć na przykład w Magdeburger Börde , Hildesheimer Börde oraz w Basenie Turyńskim ; w Austrii, na przykład w Weinviertel lub w północnym Burgenlandzie .

Profil czarnej ziemi pokryty Asel

W Asel w Hildesheimer Börde jest pomnikiem przyrody czarnoziemnym profilu Asel z tablicą informacyjną. Jest to jedyna gleba uznana za pomnik przyrody w Dolnej Saksonii.

Geograficzne rozmieszczenie czarnych ziem i parabrounów w Niemczech przemawia za klasyczną doktryną powstawania czarnych ziem: im dalej na zachód znajduje się złoże lessu, tym bardziej morski i wilgotniejszy klimat. Jednocześnie w kierunku zachodnim zmniejsza się miąższość wierzchniej warstwy gleby próchnicznej i zmniejsza się charakter czarnoziemnych stanowisk.

Najdalej na zachód znajdują się złoża lessu w Zatoce Kolońskiej iw okolicach Osnabrück (a także w Belgii i Francji ). Gleby są tam parabrown i prawie nie wykazują właściwości czarnoziemów. Na wschodzie łączy się z Hildesheimer Börde, gdzie występują ziemie parabrązowe z tendencją ku czarnej ziemi. Jeszcze dalej na wschód znajduje się Magdeburg Börde. Dominują tam czarne ziemie z tendencją do parabrązowej. Czarną ziemię w czystej postaci można znaleźć na dalekim wschodzie Niemiec iw Kotlinie Turyngii w cieniu deszczu Harzu . To tutaj występują najmniejsze opady w połączeniu z najbardziej kontynentalnym klimatem.

Niwelacja

Czarna ziemia to gleba z dwoma poziomami glebowymi (Axh / Cl). Charakterystyczne Krotowinen zwykle powoduje zazębienie (Axh / Axh + Cl / Cl) między wierzchnią warstwą gleby (Axh) a materiałem wyjściowym (Cl).

  • Axh: Poziom wierzchniej warstwy gleby (A) jest wapienny i ma co najmniej 40 cm grubości (przeważnie znacznie więcej; czasami ponad 1 m). Jest humusowy (h) i silnie wymieszany ze zwierzętami (biogenny) (x).
  • Cl: Materiał wyjściowy (C) jest sypki (l) i zawiera również wapno (głównie less).

Ponieważ czarne gleby są bardzo żyzne, często wykorzystywane są w rolnictwie. W tym przypadku na powierzchni tworzony jest kolejny horyzont (Ap / Axh / Cl).

  • Ap: zaorana (p) górna warstwa gleby (A) o grubości ok. 30 cm.

Typy gleb klasy czarnoziemnej

W niemieckiej systematyce gleb czarne ziemie tworzą własną klasę z dwoma typami Chernosem i Kalktschernosem , przy czym ten ostatni zawiera węglan w wierzchniej warstwie gleby.

W międzynarodowej klasyfikacji gleb World Reference Base for Soil Resources (WRB) czarne ziemie dzielą się na Czarnoziemy (typowy klimat stepowy: stepy o wysokiej trawie), Kastanozem (klimat bardziej suchy: stepy o niskiej trawie) i Phaeozem (klimat stepowy wilgotny: stepy z grupami drzew). Czarnozemy i Kastanozemy mają, oprócz głębokiej ciemnej wierzchniej warstwy gleby, węglan wtórny jako kolejną cechę diagnostyczną. Minimalne miąższości dla próchnicznych poziomów A są mniejsze w porównaniu z czarnymi glebami niemieckiej systematyki gleb.

Właściwości, zastosowanie i funkcje gleby

Ręcznie toczony wałek do ciasta z czarnej ziemi

Czarne gleby na ogół mają dobre warunki do uprawy roli:

  • Rodzaj gleby jest ilasty o stosunkowo wysokiej zawartości gliny
  • Łatwy do podgrzania
  • Luźna i korzystna struktura ( struktura miękiszu )
  • Wysoka przewodność wody
  • Optymalny rozkład całkowitej objętości porów (45% objętości) z jedną trzecią porów grubych (stopień przesiąkania), średnich (woda dostępna dla roślin) i drobnych (wymiana składników odżywczych)
  • Wysoka retencja składników odżywczych ( KAK )
  • Bardzo wysoka zawartość naturalnych składników odżywczych (surowiec, prawie żadne wymywanie)
  • Wysokie nasycenie zasadą, a tym samym wysokie wartości pH około pH 5 (prawie brak odwapnienia)
  • Bogate życie w glebie
  • Dużo humusu (w Niemczech ok. 6%, na Syberii ponad 12%) optymalnej jakości ( gaza )
  • Ciasny stosunek C/N około 12

Dzięki temu zapewniają roślinom dobre warunki wzrostu, a jednocześnie są łatwe w obróbce. Ilość użytków rolnych w Niemczech jest często dobrze ponad 90, z najbardziej produktywnych gleb w kraju (100 na 100 możliwych punktów) na czarnym glebach Magdeburg Börde. Są również wysokoplenne i żyzne w porównaniu globalnym, dlatego czarne gleby, o ile pozwala na to rozkład opadów, są prawie zawsze wykorzystywane rolniczo i wnoszą znaczący wkład w wyżywienie światowej populacji (American Corn Belt i Grain Belt). , obszary uprawy pszenicy między Ukrainą , Rosją i Kazachstanem ).

Należy jednak wspomnieć o pewnych ograniczeniach:

  • Obszary o warunkach ochrony klimatu są problematyczne, ponieważ susze mogą występować regularnie ( misa pyłowa ).
  • Wspomniana wyżej zwiększona zawartość gliny ma negatywny wpływ na intensywne użytkowanie ze względu na tendencję do zagęszczania gleby . Na przykład czarne ziemie Hildesheimer Börde są często silnie zagęszczone.
  • Gleby lessowe są również narażone na erozję pod wpływem energii ulgi , ponieważ muł jest mniej stabilny niż glina i piasek. W ten sposób w okolicach Magdeburga poprzez erozję ekstensywną ( erozja czarnej ziemi już wiele stanowisk we wstępnej fazie rozwoju gleby) została zresetowana (poziom Pararendzina A <40 cm).
  • Czarne gleby w Hildesheimer Börde wykazywały powszechny niedobór potasu w latach 60. do 90. pomimo nawożenia.

Z powodu ponadprzeciętnej żyzności czarnych gleb, naturalna roślinność tych terenów (stepy, lasy mieszane) została dziś zniszczona niemal na całym świecie. Funkcją gleb z ludzkiego punktu widzenia jest przede wszystkim produkcja żywności.

Eksperci uważają, że wyznaczenie tych żyznych i dochodowych lokalizacji jako obszarów budowlanych jest niezwykle ważne. Te cenne obszary są trwale tracone dla produkcji żywności poprzez rozwój. Z tego powodu czarna ziemia jest uważana w Niemczech za typ gleby zagrożony nadbudową (utrata ziemi uprawnej).

Czarna ziemia ze względu na swój wiek jest archiwum historii naturalnej i kulturalnej. Ze względu na jedyne w Europie Środkowej występowanie wysp, czarna ziemia jest tu rzadką glebą.

Gleba 2005

Czarna ziemia nie jest jedyną glebą zagrożoną w swojej funkcji z powodu niewłaściwego użytkowania, nadmiernej zabudowy czy erozji, jednak ze względu na jej żyzność i szczególne znaczenie dla odżywiania świata szczególnie krytycznie należy oceniać ograniczenie jej występowania. W celu podkreślenia skończoności dobrej ziemi uprawnej - także w Niemczech - czarnoziem została ogłoszona ziemią roku 2005 z okazji Światowego Dnia Gleby 5 grudnia 2004 roku .

literatura

  • P. Kossowitsch: Czarna ziemia ( Czernosiom ). W: Komunikacja międzynarodowa dla gleboznawstwa. 1, 3/4, 1911, s. 199-354.
  • G. Roeschmann: Pseudogley-Tschernoseme i ich formacje przejściowe do ziem parabrounowych w obszarze lessowym Hildesheimer Börde. W: Rocznik Geologiczny. 85, Hanower 1968, s. 841-860.
  • MWI Schmidt, JO Skjemstad, E. Gehre, I. Kögel-Knabner: Zwęglony węgiel organiczny w niemieckich glebach czarnoziemnych. W: European Journal of Soil Science. 50, 1999, s. 351-365.
  • E. Gehre, Michael Geschwinde , MWI Schmidt: Neolit, Ogień i Czarnosem - lub: Co mają wspólnego ceramicy liniowi z czarną ziemią? W: Arkusz korespondencji archeologicznej. 32, 2002, s. 21-30.
  • Eileen Eckmeier: Czy w Nadrenii są czarne ziemie? Poszukiwanie wskazówek w laboratorium. W: Landschaftsverband Rheinland (Hrsg.): Archeologia w Nadrenii . Theiss-Verlag, Stuttgart 2002, s. 204-206.
  • Thomas Saile, Carsten Lorz: Antropogeniczna degeneracja czarnej ziemi w Europie Środkowej. Wkład w obecną dyskusję? w: Praehistorische Zeitschrift 78, 2003, s. 121-139. ( Online )
  • Manfred Altermann, Jörg Rinklebe, Ines Merbach, Martin Körschens, Uwe Langer, Bodo Hofmann: Czarnozem - Gleba Roku 2005. W: Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 168, 2005, s. 725-740.
  • S. Brodowski, B. John, H. Flessa, W. Amelung: Czarny węgiel zokludowany kruszywem w glebie. W: European Journal of Soil Science. 57, 2006, s. 539-546.
  • Renate Gerlach , Eileen Eckmeier: Problem „czarnej ziemi ” w Nadrenii w kontekście archeologicznym – podsumowanie. W: Astrid Stobbe, Ursula Tegtmeier (red.): Oddziały. Uznanie dla Arie J. Kalisa i Jutty Meurers-Balke (= Frankfurter Archäologische Schriften . Tom 18). Habelt, Bonn 2012, s. 105–124.

linki internetowe

Commons : Black Earth  - kolekcja obrazów, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ↑ Wideo. W: witryna IASS Vimeo Channel. Źródło 25 stycznia 2016.
  2. ↑ 2005 - Czarna Ziemia