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Modul: Boden - Informationen
Kapitel: Bodeneigenschaften
Seitentitel: Bodentemperatur

Die Bodentemperatur gilt als Maß für die in einem Bodenkörper gespeicherte Wärmeenergie. Sie beeinflusst durch die Beschleunigung chemischer Reaktion alle Lebensvorgänge und Entwicklungsprozesse im Boden.

Nach der Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel (RGT-Regel) steigert eine Temperaturerhöhung um 10°C die Geschwindigkeit biochemischer Prozesse um das zwei- bis dreifache. Das gilt allerdings nur in einem physiologisch begrenzten Temperaturbereich zwischen etwa 0°C und 40-50°C.

Zunehmende Bodentemperaturen wirken sich daher positiv auf verschiedene Lebensvorgänge aus, z.B. auf Keimung und Wachstum von Pflanzen oder die Aktivität von Bodenorganismen. Darüber hinaus werden Bodenentwicklungsprozesse wie Verwitterung, Zersetzung und Humifizierung beschleunigt. Ebenso ändern sich bei unterschiedlichen Temperaturen auch die Materialeigenschaften der Bodenbestandteile, z.B. die Oberflächenspannung der Bodenlösung oder die Zusammensetzung der Bodenluft.

Die Bodentemperatur gehört zu den in Raum und Zeit stark schwankenden Bodenfaktoren (s. Wärmehaushalt). Sie resultiert aus dem Zusammenspiel von Wärmezufuhr und Wärmeverlust sowie Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit.

Die Wärmezufuhr erfolgt fast ausschließlich durch Sonneneinstrahlung. Deren Intensität ist u.a. von der geographischen Breitenlage, Jahres- und Tageszeit, Witterung, Exposition, Inklination, Bodenfarbe, Bodenart und Bodenbedeckung abhängig. In geringem Umfang spielen auch exotherme Oxidationsprozesse bei der Verwitterung, Zersetzung und Bodenatmung eine Rolle.

Wärmeverluste resultieren aus der Wärmeabstrahlung von der Bodenoberfläche und den Verlusten an Verdunstungswärme bei der Evaporation des Bodenwassers. Sie schwanken analog zur Wärmezufuhr im Tages- und Jahresverlauf und werden durch den Wasserzustand des Bodens, Bodenfarbe und Bodenbedeckung beeinflusst.

Die Wärmekapazität ist das Produkt aus spezifischer Wärme und Raumgewicht des Bodens. Sie ist primär vom Wassergehalt des Bodens abhängig, denn die Wärmekapazität von Wasser ist deutlich höher als die von Luft, mineralischen und organischen Substanzen.

Die Wärmeleitfähigkeit entspricht der Wärmemenge in Joule, die bei einem Temperaturgefälle von 1°C/cm in einer Sekunde durch einen Querschnitt von 1 cm² fließt. Da die Wärmeleitfähigkeit von Luft sehr gering ist und Luft als Wärme-Isolator wirkt, wird die Wärmeleitfähigkeit eines Bodens primär durch seinen Luftgehalt bestimmt (s. SCHROEDER 1992, S. 64).

Aus dem Zusammenspiel dieser vier Faktoren lassen sich folgende allgemeine Regeln ableiten: Die Bodentemperatur unterliegt periodischen Schwankungen im Tages- und Jahresverlauf, wobei die Maxima in der Mittagszeit und in den Sommermonaten liegen. Die Schwankungen sind im Oberboden stärker ausgeprägt als im Unterboden, wo sie auch zeitlich etwas verzögert auftreten. Feuchte Böden erwärmen sich allgemein langsamer als trockene, können die Wärme aber besser speichern und kühlen entsprechend langsamer aus.

Weitere Informationen:

  • Wärmehaushalt
  • Bodenaktivität

Literatur:

GISI, U./ SCHENKER, R./ SCHULIN, R./ STADELMANN, F.X./ STICHER, H. (1997): Bodenökologie - 2. Auflage - Stuttgart; New York: Thieme.
HINTERMAIER-ERHARD, G./ ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHEFFER, F./ SCHACHTSCHABEL, P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde - 15. Auflage -. Heidelberg; Berlin: Spektrum Akademischer Verlag.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten - 5. Auflage - Berlin; Stuttgart: Borntraeger.