Bodenkundliche Aspekte der Blaikenbildung auf Almen
Forschungsbericht 39
Untersuchungen zur Genese von Blattanbrüchen in schluffreichen Almböden
A.Stahr, 1997
133 Seiten,40 Abbildungen
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 7
1.1 Blaiken - Indikatoren wirtschaftlichen Wandels 7
1.2 Blattanbrüche 9
2 Stand der Forschung 13
3 Ziel der Untersuchung-19
4 Auswahl des Untersuchungsgebietes 21
5 Arbeitsmethoden 22
5.1 Geländearbeiten 22
5.1.1 Feldbodenkundliche Profilaufnahmen 22
5.1.2 Vegetationskundliche Aufnahmen 22
5.1.3 Bodenphysikalische Feldmethoden 23
5.2 Labormethoden 23
5.2.1 Bodenchemische Analysen 23
5.2.2 Bodenphysikalische Laboruntersuchungen 23
6 Lage, Abgrenzung und Beschreibung des Untersuchungsgebietes 25
7 Geologie 26
7.1 Anstehende Gesteine 26
7.2 Quartäre Deckschichten 27
8 Klima 29
9 Vegetation 31
10 Almwirtschaft 35
10.1 Allgemeiner Überblick 35
10.2 Königstalalm 37
11 Böden 38
11.1 Bodentypen 38
11.2 Bodenchemismus und Mineralbestand 54
11.3 Bodenkundliche Charakterisierung ausgewählter Blaikenstandorte 62
11.3.1 Provil 1: Schwach pseudovergleyte oligotrophe Moder-Braunerde 62
11.3.2 Provil 2: Schwach pseudovergleyte oligotrophe Moder-Braunerde mitHanggleymerkmalen im Unterboden-67
11.3.3 Provil 3: Schwach pseudovergleyte oligotrophe Moder-Braunerde 70
11.3.4 Provil 4: Sehr stark erodierte schwach pseudovergleyte oligotrophe Braunerde mit kolluvialer Überdeckung-73
11.3.5 Provil 5: Stark erodierte schwach pseudovergleyte oligotrophe Braunerde mit kolluvialer Überdeckung-76
11.3.6 Provil 6: Sehr stark erodierte schwach pseudovergleyte oligotrophe Braunerde mit kolluvialer Überdeckung und Naßbleichung im (alpiner Weidepseudogley)-76
11.3.7 Provil 7 : Stark erodierter kolluvial überdeckter Eisen-Podsol 82
11.3.8 Provil 8 : Sehr stark erodierte schwach pseudovergleyte oligotrophe Braunerde mit kolluvialer Überdeckung und Hanggleymerkmalen im Unterboden-85
11.3.9 Provil 9 : Mesotrophe Pseudoglefy-Moder-Braunerde mit schwacher Naßbleichung im Oberboden (alpiner Weidepseudogley)-88
11.3.10 Provil 10: Stark erodierte oligotrophe Pseudogley-Braunerde mit kolluvialer Überdeckung und schwacher Naßbleichung im Oberboden (alpiner Weidepseudogley)-91
11.4 Konsistenzgrenzen und Plastizität 94
11.4.1 Allgemeines 94
11.4.2 Konsistenzmerkmale der untersuchten Böden 96
11.5 Scherfestigkeit und Scherparameter 103
12 Beobachtungen zur Entstehung und Dynamik der Blattanbrüche 110
13 Diskussion 113
14 Perspektiven 120
15 Zusammenfassung 123
16 Literaturverzeichnis 126
Zusammenfassung
Die Blaikenbildung als Folge beschleunigter Bodenabtragung ist in vielen Teilen der nördlichen kalkalpen eine verbreitete hochgebrirgsspezifische Erosionserscheinung auf Almen. In der neueren deutschsprachigen Literatur werden unter diesem Begriff vegetationslose oder nur schütter bewachsene flächenhaft Schädigungen der Bodendecke auf Wiesen und Weiden verstanden, die Größenordnungen von wenigen bis zu mehreren hundert Quadratmetern erreichen könne.
Tiefgreifende strukturelle Veränderungen in der Almwirtschaft führten im bayrischen Alpenraum in den vergangenen Jahrzenten vielerorts zur Arbeitsextensivierung mit geringerem personalaufwand oder Brache. Einhergehend mit dem wirtschaftlichen Wandel ist seit den 60er und 70er Jahren eine deutliche Zunahme von "Blaiken"sowohl auf extensiv bewirtschafteten als auch auf brachliegenden Almen zu beobachten.
Neben flächenhaften Bodenschäden durch lokalen überbesatz bei ungeregelter Weideführung, der Beweidung steiler Hänge bei Nässe und durch zunehmende touristische Aktivitäten (=Tritt-oder Narbenversatzblaiken) sowie Schnee- oder Lawinenschurfblaiken infolge mangelnder Pflegemaßnahmen (Schwenden, Entsteinen etc.) führen insbesondere Blattanbrüche zu einer drastischen Minderung der ökonomischen und ökologischen Standortqualität in der Kulturstufe der Almen. Im Gegensatz zu unregelmäßig ausgebildeten Tritt- oder in typischer Weise langgestreckten Schurfblaiken ist für Blattanbrüche eine schart ausgebildete, zumeist sichelförmig verlaufende Abtragungsfront und eine häufig größere laterale Ausdehnung charakteristisch. Sie beruhen auf der hangabwärtigen Verlagerung von oft mehrere Dezimeter mächtigen und mitunter viele Quadratmeter großen Bodenschollen samt Vegetationsdecke. Die daraus resultierenden Blaiken erreichen in der Regel Größen von ca. 2-200 m². Gerade die bevorzugten Almstandorte mit tiefgründigen, schluffig-lehmigen Böden aus Verwitterungsprodukten mergelig-kieseligen Sedimente der alpinen Trias, des Jura und der Kreide sind von diesem Blaikentyp betroffen.
Die Entstehung von Blattanbrüchen auf Almen in den nördliche Kalkalpen wird in der Literatur auf Translationsbodenrutschungen, d.h. auf konsequente Gleitungen auf einer präformierten Heterogenitätszone innerhalb des Solums, zurückgeführt. Arbeitsintensivierung oder Brache die zur Ausbreitung horstbildender Gräser mit flachgründigem, einheitlichen Wurzelhorizont führen und der kriechenden Schneedecke einen erhöhten Wiederstand bieten, sowie dadurch erfolgende Zugrißbildung im Boden , werden als Voraussetzung für die Entstehung und die Zunahme der Blattanbrüche genannt. Als rutschauslösender Faktor wird vor allem das eindringen von Oberflächenabfluß und Niederschlagswasser bei Starkregen in die Zugrisse gesehen. Dabei entsteht ein Ausspülungshorizont entlang der Untergrenze des einheitlichen Wurzelsystems, der durch seine bessere Wasserwegigkeit zum Gleithorizont wird. Besondere Bedeutung wird hinsichtlich des Ursachenkomplexes dem hohen Schluffgehalt betroffener Almböden zugemessen. Es wird allgemein davon ausgegangen, dass die schluffreichen Böden stark zu Rutschungen neigen und bei plötzlich starkem Wasserandrang nach Zugrißbildung sehr leicht ihre Standfestigkeit verlieren und unter Umständen schlagartig zerflie0ßen. Bislang lagen jedoch keine Geländebeobachtungen und bodenkundliche Untersuchungen darüber vor, ob die Entstehung von Blattanbrüchen tatsächlich auf Translationsbodenrutschungen beruht bzw beruhen kann.
Auf Grundlage bodenkundlicher Gelände- und Laboruntersuchungen wird überprüft, ob die Almböden aufgrund ihrer physikalischen und chemischen kennwerte unter den gegebenen Standortbedingungen überhaupt einer Abtragung in Form von Massenselbstbewegungen unterliegen können oder ob Bewegungen der Schneedecke für die Genese der Blattanbrüche von ausschlaggebender Bedeutung sind. Die Untersuchungen erfolgten auf einer stark von Blattanbrüchen betroffenen Lichtweidefläche der Königstalalm im Jennergebiet des Nationalparks Berchtesgaden. Darüber hinaus wird der Frage nach dem Einfluß und dem Stellenwert der Vegetation, der Art und Weise der Almbewirtschaftung , von hydrologischen Faktoren wie beispielsweise die Beschaffenheit der Schneedecke und die Schneehöhe sowie der den feucht auf die beschleunigte , schollenförmige Abtragung des Bodens nachgegangen. Die Geländebeobachtung sollte klären, zu welcher Jahreszeit und unter welchen Witterungsbedingungen Blattanbrüche anstehen oder bereits vorhandene Blaiken eine Ausweitung erfahren. Die wesentlichen Ergebnisse der Untersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen.
Bei den von Blattanbrüchen betroffenen Böden auf der Königstalalm handelt es sich in der Mehrzahl um schluffreiche, gut strukturierte, schwach pseudovergleyte, oligotrophe Brauerden sowie oligotrophe bis mesotrophe Pseudogley-Braunerden in unterschiedlichen Erosionsstadien, Kennzeichnend für die Almböden ist ihr durchweg hoher Anteil an organische Substanz. Kolluviale Überdeckungen sind sehr häufig. Dabei ist nicht in Fällen zweifelsfrei zu entscheiden, ob es sich tatsächlich um Solumsediment oder möglicherweise um anthropogenes Auftragsmaterial handelt, welches im Zuge von früheren Almpflegemaßnahmen zur Sanierung von Erosionsflächen aufgebracht wurde. Mitunter weisen die tiefgründig entwickelten Böden in den stärker vom Vieh frequentierten Hanglagen eine trittinduzierte Naßbleichung im Oberboden auf und können somit bodensystematisch als alpine Weidepseudogleye der tief-subalpinen Stufe angesprochen werden. Nur im Oberhangbereich der SW-exponierten Untersuchungsfläche werden bei zunehmenden Anteilen an sandig-grusig verwitterndem Radiolarit in den quartären Deckschichten auch podsolige bis podsolierte Peda von der schollenförmigen Bodenabtragung erfaßt.
Diese Form der Bodenabtragung, die zur Entstehung der blattenbrüche führt, erfolgt stets entlang von geologischen Schichtwechseln. Die Substratwechsel sind durch kolluviale Lagen und die Abfolge von mehreren quartären Deckschichte bedingt, welche präformierte, hangparallele Scherflächen bilden. Charakteristisch ist dabei die plötzliche und deutliche Zunahme des Skelettanteils und/oder der Lagerungsdichte des Solums an der Grenze zur jeweils liegenden Deckschicht. Der oberflächennahe Untergrund wird daher bodenmechanisch wirksam in eine hangende vergleichsweise locke gelagerte, weniger skelettreiche und in eine deutlich dichter gelagerte Bodenschicht mit häufig hohen Gehalten an psephistischen Komponenten , geteilt. Sie bilden durch zahlreiche Kornkontakte ein von Feinmaterial erfülltes Korngerüst. So können im Fall einer mechanischen Beanspruchung des Solums durch Bewegungen der Schneedecke , unterhalb der Schichtgrenze höhere Scherwiderstände mobilisiert werden.
Edaphische Faktoren wie Lagerungsdichte und Bodenfeuchte bestimmen die physiologische Gründigkeit. Einheitliche wurzelhorizonte, die im Bereich von Blattanbrüchen verschiedentlich zu beobachten sind und mit der Untergrenze der abgetragenen Bodenschicht zusammenfallen, beruhen auf der geologischen Schichtung der Betroffenen Standorte und nicht auf der Artenzusammensetzung der Rasengesellschaften.
Ein entscheidener Einfluß der oberirdischen Morphologie der Rasengesellschaften auf die Entstehung von Zugrissen und Blattanbrüchen ist nicht festzustellen.
Die Böden erweisen sich trotz temporärer Wassersättigung mit einhergehender Hydromorphierung und hoher Schluffgehalte auch in Hanglagen mit weit über 30° Neigung als stabil. Über mehrere Jahre konnten im Verlauf von sommerlichen Starkniederschlägen auch entlang von Anrissen im Solum oder an den Abtragungsfronten bestehender Blattanbrüche keine nennenswerten Materialverlagerungen beobachtet werden. Ausspülungshorizonte i.S. von SCHAUER (1975) wurde unterhalb von Zugrissen nicht beobachtet.
Die hohe Stabilität der sauren, schluffreichen Böden beruht in erster Linie auf ihren großen Anteilen an organischer Substanz. Hinzu kommen höhere Gehalte an gefügestabilisierendem, d. h. stark koagulierend wirkendem austauschbarem Polygydrxy-Aluminium und an pedogenen Fe-Oxiden. Eine besondere Bedeutung kommt dabei offensichtlich der mobilen, hochmolekularen Humusfraktion zu (Huminstoffe) deren Synthese aufgrund der vorherrschenden Standortbedingungen mit stets gut durchfeuchteten aber kaum nassen L-, O- und A-Horizonten (gedrosselte O2 -Zufuhr), niedrigen Temperaturjahresmitteln und saurer Bodenreaktion begünstigt wird.
Entgegen der Auffassung, dass die Almböden infolge ihres relativ hohen Schluffanteils zu Rutschungen neigen, da sie bei starker Wasserzufuhr rasch zerfließen, sind die untersuchten schluffreichen Böden aufgrund ihrer Konsistenzmerkmale als unempfindlich gegenüber Änderungen ihres Wassergehaltes zu beurteilen.
Scherversuche an Proben, die an ausgewählten Profilen der jeweils von Abtragung betroffenen Bodenschicht entnommen wurden, zeigen die hohe Aggregatstabilität. Die Winkel der inneren Reibung des schluffig-lehmigen Materials entsprechen durchaus denjenigen von Sanden und Kiesen, was in erster Linie auf die aggregatstabilisierende Wirkung der organischen Substanz zurückzuführen ist. Besonders deutlich wird dies bei Proben, welche den sand-und skelettarmen Böden des NW-exponierten Weidehanges der Königstalalm entstammen.
Anhand überschlägiger Berechnungen zur Standsicherheit der Böden, zeigt sich, dass auch bei durchströmten Solum, eine Situation wie sie während oder unmittelbar nach der Schneeschmelze und bei länger anhaltenden sommerlichen Niederschlägen von hoher Intensität auftreten kann, trotz Hangneigungen von nahezu 40° keine rutschauslösende Instabilität der Bodendecke auftritt. Dies wird letztendlich durch die mehrjährigen Geländebeobachtungen verifiziert. Eine entscheidende Instabilität des Solums kann jedoch kurzfristig eintreten, wenn bei hohen Bodenwassergehalten eine Kompression der Matrix etwa durch eine plötzliche Setzung der Schneedecke erfolgt.
Die Auswertung von bestehenden Blattanbrüchen mitunter auch von initialen Zugrissen zu größeren Blaiken, erfolgt retrogressiv und sehr langsam. Dies kann durch Nachbrechen der Krume über Hohlkehlen entlang der Abtragungsfront infolge der Schneeauflast oder dem sukzessiven Herauslösen von Bodenschollen aus dem Bodenverband erfolgen. So sind unmittelbar nach der Schneeschmelze im Frühjahr in der Regel kleinere Veränderungen der Abtragungsfronten und des öfteren frisch aus dem Verband gelöste Rasenstücke geringer Größe zu beobachten. Zugrisse treten gehäuft in den Untersuchungspartien auf, was auf das unruhige Mikrorelief infolge kolluvialer Akkumulationen zurückzuführen ist. In diesen Bereichen führen Bewegungen der Schneedecke zur Stauchung und Spannungszunahme im Boden und zum Aufreißen der Grasnarbe.
Eine deutliche Ausweitung vorhandener Erosionsformen durch die Abtragung von bis zu mehreren Quadratmetern großen Bodenschollen und die Neubildung von Blattanbrüchen geht mit schneehydrologischen Verhältnissen einher, die für Gleitschneewinter typisch sind (Schneetemperaturen im basalen Bereich der Schneedecke um den Gefrierpunkt, große Schneehöhen mit hohen Wasseräqivalenten).
Aufgrund dieser Ergebnisse sind Massenselbstbewegungen als Entstehungsursache der Blattanbrüche auszuschließen. Ebenso wie bei typischen Schurfblaiken tritt auch bei der Genese der Erosionsform "Blattanbruch" der Schnee als wesentliches Agens auf. Als Ursache für die schollenförmige Bodenabtragung sowie für die Entstehung von initialen Zugrissen in der Vegetation- und Bodendecke wird die Kompression des Solums zu Beginn von Schneerutschungen oder Grundlawinen bei Wasserspannungen bzw. -sättigung diskutiert. Es ist davon auszugehen, dass durch die Spannungsübertragung über die Wasserphase (Neutralspannung) zum Reibungsverlust und einer Abnahme der Scherfestigkeit kommt. Ob lediglich Anrisse im Solum auftreten oder ganze Bodenschollen samt Schneedecke mehr oder weniger weit abgleiten , hängt von der Intensität und Geschwindigkeit der Kompression, der Höhe des Bodenwassergehaltes (mobilisierbarer Scherwiderstand) und der Textur- und strukturbedingten Fähigkeit des Bodens zur Wasserumverteilung ab. Dabei ist nicht auszuschließen, dass zusätzliche Stauchungen des Solums in Hangfallrichtung erfolgen, welche den Abtragungsprozeß unter Umständen verstärken.
Demnach handelt es sich bei dieser Erosionsform in schluffreichen Almböden der nördlichen Kalkalpen nicht um das morphologischen Ergebnis eines rein gravitativen Prozesses i. S. einer Translatinsbodenrutschung. Die Bodenabtragung wird durch Bewegungen der Schneedecke eingeleitet. Hinsichtlich der Klassifikation der Bewegungsform wie folglich eine Zuordnung zum Massenschurf bzw. Massentransport als sinnvoll erachtet.
Von seiten der Almbewirtschaftung ist dieser quasinatürliche Prozeß der Bodenabtragung kaum präventiv zu beeinflussen. Die allgemeine Zunahme von Blattanbrüchen in den vergangenen Jahrzehnten wird insbesondere auf mangelnde Almpflege (Ausbessern und Wiederbegrünung von primären Erosionsschäden) zurückgeführt.