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:
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.
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