Anisotropy of the hydraulic conductivity of soils in the geological regions of Schleswig-Holstein (Northern Germany) under arable und grassland use

Gegenwärtig diskutierte Phänomene, wie häufig auftretender Oberflächenabfluss, vermehrte Bodenerosion und verringerte Ertragssicherheit, lassen sich ansatzweise über Bodenstruktureigenschaften und eine daraus hervorgehende, räumlich unterschiedlich gesättigte Wasserleitfähigkeit des Bodens erklären. Hierzu wurden Datensätze aus 766 Profilen unter Acker- und Grünlandnutzung in den vier Hauptnaturräumen Schleswig Holsteins (Östliches Hügelland, Niedere und Hohe Geest sowie Marsch) zur gesättigten Wasserleitfähigkeit (k_f) in vertikaler und horizontaler Richtung und damit deren Richtungsabhängigkeit (Anisotropie) bis in eine Tiefe von 60 cm untersucht. Die Ergebnisse zeigen eine verstärkte Anisotropie der k_f in horizontaler Richtung an, die jedoch in Abhängigkeit vom geologischen Ausgangsgestein, Bodentyp und Tongehalt sowie von der Landnutzung variiert. Unter Ackernutzung weisen die Unterböden aller Hauptnaturräume im Mittel eine horizontale Anisotropie auf, die unterhalb der Pflugsohle (≤ 40 cm Tiefe) am stärksten ausgeprägt ist und auf Plattenstrukturbildungen als Folge der Bodenbewirtschaftung hindeuten. Unter Grünlandnutzung zeigen besonders die Oberböden eine horizontale Anisotropie, wobei diese in den beiden Geestregionen mit einem hohen Anteil an Viehwirtschaft auch im Unterboden sehr ausgeprägt ist. Anisotropieeffekte, insbesondere im Unterboden unter Ackernutzung, deuten sich auch bodentypspezifisch für Kolluvisole, Pseudogley-Parabraunerden und Pseudogleye an. Deren hohe Empfindlichkeit gegenüber anthropogenen Strukturänderungen (Plattenbildung) spiegelt sich im zeitlichen Verlauf der horizontalen k_f wider, die über die letzten 30 Jahre im Östlichen Hügelland signifikant zugenommen hat.