PedogeneseGrundmodell

PedogeneseGrundmodell ist ein theoretischer und rechnerischer Rahmen in der Bodenkunde, der darauf abzielt, die Pedogenese, also die Bildung von Böden, als Folge interagierender Prozesse zu beschreiben und zu quantifizieren. Es dient der Simulation der Entwicklung von Bodenprofilen unter dem Einfluss der fünf bodenbildenden Faktoren Klima, Biota, Relief, Ausgangsmaterial und Zeit.

Typische Modellstruktur und zu berücksichtigende Prozesse umfassen Zustandsgrößen wie Horizonte und deren Eigenschaften (O-, A-, E-, B- und C-Horizonte; organische Substanz, pH-Wert, Ton- und Kiesgehalt, Oxidationsstufen) sowie Parameter und Treiber (Klima- und Bodenfeuchte, Grundwasserspiegel, Vegetation, Ausgangsmaterial). Die zu modellierenden Prozesse umfassen Verwitterung und Mineralumbau, Lösungs- und Translokationsprozesse (Eluviation und Illuviation), Humusbildung, Tonmineraltranslokation sowie chemische und redoxische Umwandlungen, die zur Ausbildung von Horizontenschichten führen.

Die Umsetzung erfolgt häufig über Massenbilanzen und modulare Ansätze, die deterministische oder regelbasierte Komponenten kombinieren. Mathematisch kommen Differentialgleichungen, Differenzengleichungen oder Stochastik zum Einsatz. Modelle sind oft auf spezifische Bodentypen oder Landschaften ausgerichtet und lassen sich mit Klimamodellen oder Bodenfunktionsmodellen koppeln, um Landschaftsprozesse besser abzubilden.

Anwendungen umfassen die vergleichende Pedogenese-Forschung, Projektionen von Bodenmerkmalen unter veränderten Klimabedingungen, Rekonstruktion vergangener Bodenformen sowie Unterstützung von Landnutzungs- und Bodenmanagemententscheidungen. Für die Validierung sind Felddaten aus Pedons, Langzeitbeobachtungen und chemische Analysen erforderlich.

Beschränkungen ergeben sich aus regionalen Heterogenitäten, langen Zeitskalen und Parameterunsicherheiten. Der PedogeneseGrundmodell dient als integrativer Rahmen, der empirische Klassifikationen ergänzen und mit Gelände- sowie Klimamodellen verknüpft genutzt werden kann.