Landschaftsraum Spiekeroog Exkursionsführer 1.-3.11.2012

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Landschaftsraum Spiekeroog

Exkursionsführer

1.-3.11.2012

Lehrende: L. Giani, G. Massmann, T. Röper

Inhalt Seite

1. Landschaften des Küstenholozäns 2

2. Geologie 2

3. Ebbe und Flut 8

4. Landschaftsausschnitte der Insel 8

5. Böden der Insel, Profilbeschreibungen 10

5.1 Strand: Normstrand 11 5.2 Düne: Lockersyrosem 12 5.3 Düne: Regosol 13 5.4 Düne: Gley 14 5.5 Düne: Podsol – Braunerde 15 5.6 Salzmarsch: Rohmarsch (Salicornia-Zone) 16 5.7 Salzmarsch: Rohmarsch (Puccinellia-Zone) 17 5.8 Salzmarsch: Rohmarsch (Festuca-Zone) 18

6. Eigenschaften eulitoraler Böden 19

7. Korngrößenbestimmungen 21

8. Hydrogeologie 23 Spiekeroog Exkursionsführer 2012

1. Landschaften des Küstenholozäns

(KA 5)

2. Geologie

(Pott, 1995)

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Veränderung der Küstenlinien der Nordsee während der Nacheiszeit (Pott, 1995)

Der Anstieg des mittleren Meeresspigels für den Raum Wilhelmshaven Im Holozän (Behre, 1987, 1991)

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Schematischer Schnitt durch die Marsch im Raum Wilhelmshaven (Behre, 1991)

Entstehung einer Dünen-Insel von Brandungssandbänken, über Schwemmsandplate zu Primär- und Weißdünen (nach Gierloff-Emden, 1961, 1980 und Buchwald 1990)

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Der Riffbogen der Harle im Seegat zwischen Spiekeroog und Wangerooge (nach Luck & Witte 1974, Hanisch 1981)

Der Verlauf der Küstenlinie der südlichen Nordsee von etwa 1000 Jahren (Flemming & Mai, 1998)

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Der Verlauf der Küstenlinie der südlichen Nordsee um ca. 1300 n. Chr. (Flemming & Mai, 1998)

Der Verlauf der Küstenlinie der südlichen Nordsee im gegenwärtigen Zustand (Flemming & Mai, 1998)

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Prognoszierter Verlauf der Küstenlinie der südlichen Nordsee bei weiter steigendem Meeresspielgelanstieg (Flemming & Mai, 1998)

Entstehung und Veränderung der Inseln Spiekeroog und Wangerooge (nach Sindowski 1973, Luck, 1975)

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3. Ebbe und Flut

Entstehung der Gezeiten (Pott, 1995)

4. Landschaftsausschnitte der Insel

Landschaftliche Gliederung des Gesamtökosystems: Insel – Watt und Wattenmeer - Außendeichsland an der Nordseeküste (nach Buchwald 1990, Willmanns, 1993) (Streif,

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(Streif, 1990)

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5. Böden der Insel, Profilbeschreibungen

Abb. 1: Einstufung des Humusgehaltes (organische Substanz) von Böden (KA5)

Abb. 2: Konsistenz bindiger Böden, Konsistenzgrenzen und zugehörige Bodenfeuchte (mit Schätzung des Bodenfeuchtezustandes im Gelände) (KA5)

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5.1 Strand: Normstrand

Standortbeschreibung TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Nordstrand ca. 2,5 km nordöstlich des Dorfes, R: 3415500, H: 5961500, Höhe über NN: 1,8 m Relief: eben Nutzung: trockener Strand

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) alCv 0-20 Feinsand mittelsandig, hellbeige, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge mFo -40 Feinsand mittelsandig, hellbeige, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge mFr -45 Feinsand mittelsandig, hellbeige, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge, nass

Bodentyp: KA5: Normstrand WRB: Salic Arenosol in Disk.: KA5: Typ: Marschstrand in weiterer Disk.: Typ: Arenosol Ausgangsgestein: marine Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-s: Sand

Physikalische und chemische Analysendaten*

Horizont Tiefe Skelett : Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew,-%; gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 alCv 20 0,3 0 59,8 38,8 1,4 0 0 100,0 0 0 mFo 40 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. mFr 45 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b.

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K (CAL) Pt (CaCI2) % % % % mg/g mg/g mg/100 g % 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 alCv 6,8 <0,1 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. <0,1 2,9 n.b. mFo n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. mFr n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b.

*Analysenmethoden s. Anhang der Exkursion Z 2

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5.2 Düne: Lockersyrosem

Standortbeschreibung

TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Südhang des nördlichsten Dünenzuges ca. 2 km nordöstlich des Dorfes, R: 3415660, H; 5961185, Höhe über NN: 9 m Relief: Düne, Mittelhang, mittel geneigt Nutzung: Weißdüne -Nordhang, Elymo-Ammophiletum festucetosum arenariae

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) Ai 0-2 Feinsand mittelsandig, hellbeige, sehr schwach humos, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge ICv -200 Feinsand mittelsandig, hellbeige, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge

Bodentyp: KA5: Typ: Syrosem; Subtyp: (Norm)-Lockersyrosem WRB: Protic Arenosol in Disk.: Typ: Arenosol

Ausgangsgestein: äolische Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-s: Sand

Physikalische und chemische Analysendaten

Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ai 2 0 0,1 61,7 36,7 1,5 0 0 100,0 0 0 ICv 200 0 0,1 58,0 40J 1,2 0 0 100,0 0 0

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt

(CaCI2) % % % % mg/g mg/g mg/100 g %

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Ai 5,8 n.b 0,06 0,1 0,0 n.b. n.b. n.b. n.b. <0,1 0,5 n.b. ICv 6,0 n.b n.b. n.b. 3 n.b. n.b. n.b. n.b. <0,1 0,6 n.b.. n.b.

Horizont KAKpot Austauschbare Kationen in mmol/kg BS

mmol/kg H AI Ca Mg K Na % 33 34 35 36 37 38 39 40 Ai 4 5 n.b. 3 1 0 0 n.b. ICv 3 1 n.b. 3 1 0 0 n.b.

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5.3 Düne: Regosol

Standortbeschreibung

TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Nordhang des zweitnördlichsten Dünenzuges ca. 2 km nordöstlich des Dorfes, R: 3415645, H: 596160, Höhe über NN: 8 m Relief: Düne, Mittelhang, mittel geneigt Nutzung: Graudüne-Nordhang, Agrostio-Poetum humilis

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) Ah 0-6 Feinsand mittelsandig, hellbeige, sehr schwach humos, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge ilCv -200 Feinsand mittelsandig, hellbraun, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge

Bodentyp: KA5: Typ: Regosol; Subtyp: (Norm). Regosol WRB: Ochric Arenosol in Disk.: Typ: Arenosol

Ausgangsgestein: äolische Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-s: Sand

Physikalische und chemische Analysendaten

Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ah 6 0 0,3 40,4 55,6 3,4 n.b, n.b. 99,7 0,3 n.b. ilCv 200 0 0,1 42,7 55,7 1,4 n.b. n.b. 99,9 0,1 n.b.

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt (CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g % 2l 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Ah 5,4 n.b. 0,7 1.2 0,0 n.b. n.b. n.b. n.b. 0 0 2,0 0,8 n.b. i!Cv 5,4 n.b. 0 0 5 0 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b.

Horizont KAKpot Austauschbare Kationen in mmol/kg BS

mmolc/kg H AI Ca Mg K Na % 33 34 35 36 37 38 39 40 Ah 29 7 16 3 0 0 n.b. ilCv 4 <1 2 1 0 0 n.b.

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5.4 Düne: Gley

Standortbeschreibung

TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Dünental zwischen Graudünen ca. 2 km nordöstlich des Dorfes R: 3415615, H: 5961140, Höhe über NN: 4 m Relief: offene Hohlform Nutzung: Dünental, Betula spec.

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) Ah 0-10 Feinsand mittelsandig, hellgraubraun, sehr schwach humos, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge, feucht Gw -37 Feinsand mittelsandig, hellbraun, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge, sehr feucht Gr -50 Feinsand mittelsandig, braun, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge, nass

Bodentyp: KA5: Typ. Gley; Subtyp: (Norm)-Gley WRB: Arenic Gleysol Ausgangsgestein: äolische Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-s: Sand

Physikalische und chemische Analysendaten

Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Ah 10 0 0,3 41,0 55,2 3,1 n.b. n.b. 99,6 0,4 n.b. Gw 37 0 0,1 35,8 61,2 2,7 n.b. n.b. 99,8 0,2 n.b. Gr 50 0 0,1 55,4 42,8 1,6 n.b. n.b. 99,9 0,1 n.b.

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt (CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g % 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Ah 4,2 n.b. n.b. 1,0 1,7 0,0 n.b. n.b. n.b. n.b. 0,9 1,4 n.b. Gw 4,1 n.b. n.b. n.b. 6 n.b. n.b. n.b. n.b. 0,5 0,6 n.b. Gr 5,5 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. 0,4 0,6 n.b. n.b.

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5.5 Düne: Podsol-Braunerde

Standortbeschreibung TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Nordhang einer Graudüne, ca. 2 km östlich des Dorfes, R: 3415630, H: 596100, Höhe über NN: 8 m Relief: Düne, Mittelhang, mittel geneigt Nutzung: Braundüne-Nordhang, Polypodio-Empetretum nigrae

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) L +5 Nadelstreu Ofh +2 Nadelstreu Ahe 0-5 Feinsand mittelsandig, hellbraungrau, schwach humos, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge Bsh-Bv -16 Feinsand mittelsandig, hellbraun, sehr schwach humos, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge Bv -55 Feinsand mittelsandig, hellbraun, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge ilCv -200 Feinsand mittelsandig, hellbraun, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge

Bodentyp: KA5: Typ Braunerde; Subtyp: Podsol-Braunerde WRB: Albic Arenosol in Disk.: Typ: Arenosol Ausgangsgestein: äolische Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-s: Sand

Physikalische und chemische Analysendaten Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑SU Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 L +5 Ofh +2 Ahe 5 0,1 41,3 55,3 3 0,3 99,7 0,3 Bsh-Bv 16 0 33,4 63,2 3,3 0,1 99,9 0,1 Bv 55 0 52,6 45,5 1,8 0,1 99,9 0,1 ilCv 200 0 33,4 63,5 3 0,1 99,9 0,1

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt

(CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g % 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 L Ofh Ahe 3,5 0 0,39 0,04 10 0,3 0,2 (0,7) 0,2 0,6 Bsh-Bv 3,8 0 0,12 0,03 (4) 0,4 0,2 (0,5) 0,2 0 Bv 3,9 0 0,09 0,02 (5) 0,2 0,2 (1,0) 0,2 0,4 ilCv 4,2 0 0,04 0,01 (4) 0,4 0,1 (0,3) 0,1 0,3

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5.6 Salzmasch: Rohmarsch (Queller-Zone)

Standortbeschreibung TK25: 2212 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, Übergangsbereich zwischen Watt und Salzwiese ca. 3 km südöstlich des Dorfes, R: 3415710, H: 5959665, Höhe über NN: 1,3 m Relief: eben Nutzung: Quellerzone, Salicornietum ramosissimae

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) Ai-zemFo 0-5 mittel schluffiger Ton, hellgrau, sehr schwach humos, mittel eisenfleckig, carbonathaltig, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge zemFor -18 stark schluffiger Ton, blaugrau, sehr schwach humos, schwach eisenfleckig, carbonathaltig, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge zemFr -30 mittel lehmiger Schluff, blaugrau, sehr schwach humos, carbonathaltig, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge

Bodentyp: KA5: Typ: Rohmarsch WRB: Salic Fluvisol in Disk.: niedrige Rohmarsch Ausgangsgestein: marine Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-t/p-u: Ton über Schluff

Physikalische und chemische Analysendaten Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt

(CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g %

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Ai-zemFo 6.8 <0,1 0,23 0,4 0,03 n.b. n.b. n.b. n.b. 0,3 14,4 n.b. zemFor 6.0 n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. 0,2 13,8 n.b. zemFr n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b.

Horizont KAKpot Austauschbare Kationen in mmol/kg BS

mmolc/kg H AI Ca Mg K Na % 33 34 35 36 37 38 39 40 Ai-zemFo 18 <1 n.b. 10 19 4 54 n.b.

zemFor 17 <1 n.b. 8 19 4 72 n.b.

zemFr n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b. n.b.

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5.7 Salzmarsch: Rohmarsch (Puccinellia-Zone)

Standortbeschreibung TK25:: 2213 Spiekeroog Lage: Insel Spiekeroog, untere Salzwiese, ca. 3 km südöstlich des Dorfes, R: 3415710, H: 5959775, Höhe über NN: 1,7 m Relief: eben Nutzung: Andelzone, Plantagini-Limonietum

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) zemGo-Ah 0-3 stark schluffiger Ton, graubraun, schwach humos, mittel eisenfleckig, carbonatarm, geringe Lagerungsdichte, Polyedergefüge zemGro -14 stark schluffiger Ton, dunkelgraubraun, sehr schwach humos, stark eisenfleckig, carbonathalt, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge zemGor -18 stark schluffiger Ton, grau, sehr schwach humos, schwach eisenfleckig, carbonatreich, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge zmGr -35 mittel lehmiger Sand, geschichtet mit sandigem Schluff, blaugrau, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge Bodentyp: KA5: Typ Rohmarsch; Subtyp: (Norm)-Rohmarsch WRB: Salic Fluvisol in Disk.: Subtyp: mittelhohe Rohmarsch Ausgangsgestein: marine Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-t/p-s: Ton über Sand

Physikalische und chemische Analysendaten Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 zcGo-Ah 3 0,7 4,6 5,8 8,2 18,8 26,6 19,3 45,4 35,3 zcGro 14 0,2 5,7 6,3 10,2 17,7 23,9 22,4 41,6 36,0 zcGor 18 0,7 22,6 23,7 6,4 10,8 11,5 53,4 22,3 24,3 zGr 35 0 41,9 39,9 5,1 1,9 3,4 86,9 5,3 7,8

Horizont Rohdichte Porenvol. Vol.-% Wasser bei pF nFK kf

g/cm3 % 1,8 2,0 2,5 4,2 Vol.-% cm/d 13 14 15 16 17 18 19 20 zcGo-Ah zcGro 0,65 75 65 60 60 34 31 zcGor 1,37 50 47 41 38 17 30 zGr 1,43 45 42 35 30 21 21

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/N Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt

(CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g %

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 zcGo-Ah 7,8 4,6 6,78 0,71 10 9,7 9,0 0,9 17,7 161,2 n.b. zcGro 7,7 2,3 4,17 0,47 9 11,8 11,2 0,9 11,9 94,4 n.b. zcGor 7,8 1,3 2,77 0,29 10 7,7 7,5 1,0 11,0 67,7 n.b. zGr 7,4 0,5 0,57 0,07 (8) 0,8 0,6 (0,8) 1,5 23,4 n.b.

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5.8 Salzmarsch: Rohmarsch (Festuca-Zone)

Standortbeschreibung TK25: Lage: 2212 Spiekeroog Insel Spiekeroog, obere Salzwiese ca. 3 km südöstlich des Dorfes. R: 3414155, H: 5960795, Höhe über NN: 2,5 m Relief: eben Nutzung: Rotschwingelzone, Armerio-Fcstucetum litoralis

Profilbeschreibung

Horizont Tiefe Beschreibung (cm) mAh 0-6 stark schluffiger Ton, dunkelbraun, mittel humos, geringe Lagerungsdich- te, Polyedergefüge mGro -22 stark schluffiger Ton, hellgraubraun, sehr schwach humos, schwach eisenfleckig, geringe Lagerungsdichte, Kohärentgefüge mGo -50 Mittelsand feinsandig, hellbraungrau, schwach eisenfleckig, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge mGr -55 Mittelsand feinsandig, grau, geringe Lagerungsdichte, Einzelkorngefüge

Bodentyp: KA5: Typ: Rohmarsch; WRB: Salic Fluvisol In Disk.: Subtyp: hohe Rohmarsch Ausgangsgestein: marine und äolische Sedimente aus Quartär/Holozän Substrattyp: p-t/p-s: Ton über Sand

Physikalische und chemische Analysendaten Horizont Tiefe Skelett Textur (% der humusfreien Feinerde) cm Gew.-% gS mS fS ffS gU mU+fU ∑S ∑U Ton 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 z-Ah 6 0,1 7,8 8,3 2,4 13,8 26,8 18,6 40,6 40,8 zGo 22 0,4 10,4 11,4 3,4 16,4 20,5 25,6 36,9 37,5 IIzGor 50 1,4 59,8 36,8 1,5 0,5 99,5 0,5 IIzGr 55 1,6 58,9 37,4 1,6 0,5 99,5 0,5

Horizont Rohdichte Porenvol. Vol.-% Wasser bei pF nFK kf

g/cm3 % 1,8 2,0 2,5 4,2 Vol.-% cm/d 13 14 15 16 17 18 19 20 z-Ah zGo 0,49 81 73 70 66 32 41 IIzGo 1,58 40 29 29 22 5 29 IIzGr

Horizont pH CaCO3 Corg Humus Nt C/ Fed Feo Feo/Fed P(CAL) K(CAL) Pt N (CaCl2) % % % % mg/g mg/g mg/100g % 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 z-Ah 6,9 0,5 8,86 0,74 12 10,3 10,1 1,0 4,4 109,8 n.b. zGo 6,7 0,5 6,43 0,49 13 8,1 8,0 10,0 1,4 80,1 n.b. IIzGo 6,8 0,2 0,12 0,03 (5) 0,4 0,3 (0,8) 0,2 6,3 n.b. IIzGr 7,4 0,1 0,10 0,03 (4) 0,3 0,1 (0,3) 0,1 6,8 n.b.

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6. Eigenschaften eulitoraler Böden

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Aus Mitt. Dtsch. Bodenk. Ges., 107

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7. Korngrößenbestimmungen

Fingerprobe

Grundlagen Mit der Fingerprobe kann die Bodenart geschätzt werden. Als Kriterien dienen die Plastizität, Schmierfähigkeit, Rauhigkeit und Ausrollbarkeit.

Durchführung Die Bodenprobe wird gut angefeuchtet, ohne dass Wasserglanz erkennbar ist. Die Probe wird zwischen den Handflächen ausgerollt und so im ersten Schritt die Bindigkeit und Formbarkeit eingeschätzt. Im zweiten Schritt wird das Bodenmaterial zwischen den Fingerspitzen zerrieben und dabei die Körnigkeit, der Anteil der Feinsubstanz und die Art, wie sich diese anfühlt sowie die Reibefläche beurteilt.

Bei der Bestimmung der Bodenart muss beachtet werden, dass höherer Humusgehalt die Bindigkeit erhöht und somit einen höheren Tongehalt vortäuscht. Entgegengesetzt täuscht ein hoher Kalkgehalt aufgrund höherer Aggregatbildung einen höheren Anteil gröberer Bestandteile vor.

Bestimmungsschlüssel (nach AG Boden 2005)

Definition der Formbarkeits- und Bindigkeitsstufen

Kennzeichnung der Bezeichnung/Kennzeichnung Stufen Bindigkeit (Klebrigkeit) Zusammenhalt der Bodenprobe: zerbröselt/zerbricht: 0 kein sofort 1 sehr gering sehr leicht 2 gering leicht 3 mittel nicht 4 stark nicht 5 sehr stark nicht Formbarkeit = Ausrollbarkeit (hier: Bewertung der Ausrollbarkeit einer Probe bis auf halbe Bleistiftstärke) 0 = Probe nicht ausrollbar, zerbröckelt beim Versuch 1 = nicht auf halbe Bleistiftstärke ausrollbar, da die Probe vorher reißt und bricht 2 = Ausrollen auf halbe Bleistiftstärke schwierig, da die Probe starke Neigung zum Reißen und Brechen aufweist 3 = ohne größere Schwierigkeiten auf halbe Bleistiftstärke ausrollbar, da die Probe nur noch schwach reißt oder bricht 4 = leicht auf halbe Bleistiftstärke ausrollbar, da die Probe nicht mehr reißt oder bricht 5 = auf dünner als halbe Bleistiftstärke ausrollbar

Spiekeroog Exkursionsführer 2012

Schlüssel zur Bestimmung der Bodenarten des Feinbodens im Gelände mittels Fingerprobe

Bindig- Formbar Erkennbarkeit der Sandkomponente weitere Kennzeichen Bodenarten- keit -keit untergruppe gruppe hauptgruppe 0 0 alleinige Komponente ohne erkennbare FS Ss ss s 0 0 wie oben grobkörnig gS ss s 0 0 wie oben mittelkörnig mS ss s 0 0 wie oben feinkörnig fS ss s 0 0 wie oben sehr feinkörnig (mehlig) ffS ss s 0 0 SK gut sicht- und fühlbar sehr wenig FS in Fingerrillen Su2 ls s deutlich FS führend (Fingerrillen erfüllt), 0 0 wie oben Su3 us s schwach mehlig 0 0 wie oben viel FS, stark mehlig Su4 us s 0 1 SK sicht- und fühlbar FS deutlich in Fingerrillen, samtig-mehlig Us su u 0 1 SK kaum oder nicht sicht- und fühlbar nur FS führend, samtig-mehlig Uu su u 1 2 SK sicht- und fühlbar sehr wenig FS S12 ls s 1 2 wie oben FS deutlich in Fingerrillen Uls lu u nur FS führend, FS deutlich in Fingerrillen, 1 2 SK kaum oder nicht sicht- und fühlbar Ut2 lu u sehr stark mehlig, rauhe RF nur FS führend, FS deutlich in Fingerrillen, 2 2 SK nicht sicht- und fühlbar Ut3 lu u deutlich mehlig 2 2 SK sicht- und fühlbar sehr wenig FS St2 ls s 2 3 SK deutlich sicht- und fühlbar wenig bis mäßig FS Sl3 ls s 2 3 wie oben viel FS, deutlich mehlig Slu sl l 3 3 wie oben viel FS, sehr schwach mehlig Ls2 ll l 3 3 wie oben viel FS, glänzende RF, sehr deutlich körnig Ls3 ll l mäßig FS, schwach glänzende RF, sehr 3 3 wie oben Ls4 ll l deutlich körnig 3 3 wie oben mäßig FS, sehr klebrig („Honigsand“) St3 sl l nur FS führend, schwach glänzende RF, 3 3 SK nicht sicht- und fühlbar Ut4 tu u schwach mehlig 3 4 SK gut sicht- und fühlbar mäßig bis viel FS, schwach glänzende RF Sl4 sl l 4 4 wie oben deutlich körnig, rauhe, glänzende RF Ts4 tl l sehr viel FS, schwach rauhe, schwach 4 4 wie oben Lt2 ll l glänzende RF 4 4 SK nicht oder kaum sicht- und fühlbar sehr viel FS, rauhe, glänzende RF, körnig Lu tu u nur FS führend, rauhe, schwach glänzende 4 4 SK nicht sicht- und fühlbar Tu4 ut t RF, knirscht zwischen den Zähnen schwach rauhe, glänzende RF, klebrig, 5 5 SK deutlich sicht- und fühlbar Ts3 tl l deutlich körnig 5 5 wie oben sehr stark glänzende RF, körnig Lts tl l sehr viel FS, RF schwach rauh, stark 5 5 wie oben Lt3 ut t glänzend stark glänzende RF, Knirschen zwischen den 5 5 wenig SK sicht- und fühlbar Ts2 lt t Zähnen 5 5 sehr wenige SK sicht- und fühlbar sehr viel FS, glänzende RF Tl lt t sehr reich an FS, schwach rauhe, glänzende 5 5 SK nicht sicht- und fühlbar Tu3 ut t RF 5 5 wie oben wie oben, stark plastisch Tu2 lt t RF glatt u. schwach glänzend, mm-dünn 5 5 wie oben Tt lt t ausrollbar Abk.: SK= Sandkörner, FS = Feinsubstanz (d.h. Ton + Schluff), RF = Reibfläche

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8. Hydrogeologie

Spiekeroog verfügt über eine eigene Wasserver- und entsorgung und ist unabhängig vom Festland. Das Trinkwasser wird über 6 Förderbrunnen, die im Hauptdünengebiet nördlich des Dorfes liegen, aus dem unter der Insel befindlichen Süßwasserreservoir gepumpt (Abb. 1). In der Umgebung dieser Förderbrunnen befinden sich 7 Piezometer Nester mit jeweils 3 Grundwassermessstellen (A-C), die in unterschiedlichen Tiefen verfiltert sind (Abb.1). Im Wasserwerk findet lediglich eine Belüftung und Eisen- und Manganausfällung statt bevor das Wasser zum Verbraucher geleitet wird. Die Entnahmemenge variiert innerhalb eines Jahres stark, da sie von den Touristen abhängig ist, die hauptsächlich in den Sommermonaten die Insel bereisen.

Abb. 1: Übersicht der Förderbrunnen und Grundwassermessstellen auf Spiekeroog mit Süßwassermächtigkeiten nach Tronicke et al. 1997 und vereinfachter Geomorphologie (Röper et al., 2012)

Das Süßwasserreservoir unterhalb der Insel, Süßwasserlinse genannt, wird durch den Niederschlag gespeist. Das hauptsächlich unter den hochdurchlässigen Dünen versickernde Wasser verdrängt aufgrund des Dichteunterschiedes das Salzwasser. Dies geschieht solange, bis sich ein hydrodynamisches Gleichgewicht eingestellt hat. Auf Basis von geophysikalischen Messungen hat Tronicke (1997) eine Karte der Süßwassermächtigkeiten erstellt (Abb. 1). Die Süßwasserlinse ist demnach im Bereich der Förderbrunnen mit ca. 40 m am mächtigsten. Der mittlere Jahresniederschlag zwischen 1984 und 2011 beträgt 808 mm. Die geringsten monatlichen Niederschläge fallen im April, die höchsten im September (OOWV, 2012). Die Lysimetermessung auf Spiekeroog ergibt für den Zeitraum von 1988-2006 eine verhältnismäßig geringe mittlere Verdunstung von 117 mm/a. Da es sich hierbei um Punktmessungen handelt, ist dieser Wert nicht repräsentativ für die gesamte Insel. Die geringe Evapotranspiration und nahezu kein Oberflächenabfluss führen dazu, dass der größte Teil des Niederschlagswassers als Grundwasseranreicherung für die Süßwasserlinse dient. Die Rate der Grundwasserneubildung beträgt nach Röper et al. (2012) 300-400 mm/a und wurde anhand von scheinbaren 3H-3He-Altern berechnet (Abb.2). Die in Abb. 2 dargestellten scheinbaren Grundwasseralter innerhalb der Süßwasserlinse und im darunterliegenden Meerwaser, werden durch Bestimmung der Helium- und Tritiumkonzentration im Grundwasser ermittelt.

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Das Alter des Süßwassers nimmt mit zunehmender Tiefe von 4-25 Jahren in etwa 12 m Tiefe auf etwa 40 Jahre in 40 m Tiefe zu. Lokale Heterogenitäten im Untergrund bewirken horizontale Variationen des Grundwasseralters. An der Salz-Süßwassergrenze (Übergangszone) und im Meerwasser ist das Grundwasser >70 Jahre alt. Eine genauere Bestimmung des Alters >70 Jahren ist mit der 3H-3He-Datierungsmethode nicht möglich.

Abb. 3: Profilschnitt durch das Hauptdünengebiet im Westen der Insel Spiekeroog mit vereinfachter Geologie und Geomorphologie. Dargestellt sind die Fließpfade und scheinbaren 3H-3He-Alter in Jahren für 9 Grundwassermesstellen, die hier zur Vereinfachung zu 3 Grundwassermesstellen zusammen gefasst wurden (Röper et al., 2012).

Das sensible Gleichgewicht zwischen Süßwasser und Salzwasser ist durch die Veränderung natürlicher und anthropogener Faktoren ständig gefährdet. Natürliche Faktoren sind Form, Größe und Höhenlage der Insel, Vegetation, Niederschlag, Grundwasserneubildung, submariner Grundwasseraustritt, Evapotranspiration, Speicherkapazität der Grundwasserleiter und Mischungen mit dem unterliegenden Salzwasser (White & Falkland 2009). Anthropogene Faktoren sind hauptsächlich zu hohe Förderraten der Brunnen und Verunreinigungen an der Oberfläche. Das Niederschlagswasser welches in den Dünen und Salzwiesen versickert, ist zuerst sehr gering mineralisiert (Abb.3). Während der Grundwasserneubildung findet aufgrund von Bioaktivität und Lösungsprozessen in der Bodenzone eine Zunahme der Gesamtmineralisation statt. Aufgrund des erhöhten Kalkgehaltes in den Dünen entstehen Ca-Na-HCO3-Cl-Wässer. Der Übergangsbereich zwischen Süß- und Salzwasser stellt keine scharfe Grenze dar, sondern eine diffuse Übergangszone, in der bedingt durch Ionenaustausch verschiedene Wassertypen auftreten können. In Abb.3 ist an der Basis der Süßwasserlinse eine signifikante Zunahme von Natrium- und Chloridionen zu erkennen. Unterhalb der Übergangszone handelt es sich eindeutig um Meerwasser aufgrund der starken Dominanz von Natrium und Chlorid.

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Die Form der Süßwasserlinse wird durch die geomorphologischen Gegebenheiten auf der Insel geprägt. Sie bildet sich hauptsächlich unterhalb der hochdurchlässigen Dünen im Norden der Insel und erhält dadurch ihre asymmetrische Form. Die Salzwiesen im Süden sind aufgrund von unterschiedlichen Ablagerungsbedingungen geringer durchlässig und auch die regelmäßige Überspülung verhindert eine ausreichende Grundwasserneubildung durch Süßwasser in diesen Gebieten. Die Süßwasserlinse kann sich auch in vertikaler Richtung nicht isotrop ausbilden. In ca. 44 m Tiefe bildet eine Tonschicht die natürliche Grenze des Grundwasserleiters (vgl. Abb.2). Auf dieser Tonschicht liegt die Süßwasserlinse auf.

Abb. 4: N-S-Profilschnitt durch die Insel Spiekeroog mit vereinfachter Geologie und Geomorphologie. Dargestellt sind Stiff-Diagramme der Hauptionenkonzentrationen [mmol(eq)/l] und die vermutete Form der Süßwasserlinse sowie Fließpfade des Süßwassers (Röper et al., 2012)

Literatur

Dörhöfer, K., Josopait, V. (1985). Gutachterlicher Bericht über die Ergebnisse der Grundwassererkundung auf der Insel Spiekeroog, Oldenburg-Ostfriesischer Wasserverband, Brake Oldenburg-Ostfriesischer Wasserverband OOWV (2012). Niederschlags- und Sickerwasserdaten von 1984-2011. Röper, T., Kröger, K. F., Meyer, H., Sültenfuss, J., Greskowiak, J., Massmann, G., (2012). Groundwater ages, recharge conditions and hydrochemical evolution of a barrier island freshwater lens (Spiekeroog, Northern Germany). J. of Hydrol. 454: 173-183. Tronicke, J., (1997). Geophysikalische Erkundung von Süßwasservorkommen und Infiltrationszonen in Inselaquiferen, Dissertation,Institut für Geophysik der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. White, I., Falkland, T. (2009). Management of freshwater lenses on small Pacific islands. Hydrogeology Journal, published online, DOI 10.1007/s10040-009-0525-0