Bodenklassifizierung -
Soil classification

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Die Bodenklassifizierung befasst sich mit der systematischen Kategorisierung von Böden auf der Grundlage von Unterscheidungsmerkmalen sowie Kriterien, die die Wahl der Nutzung diktieren.

Überblick

Die Bodenklassifizierung ist ein dynamisches Thema, von der Struktur des Systems selbst über die Definition von Klassen bis hin zur Anwendung im Feld. Die Bodenklassifizierung kann aus der Perspektive des Bodens als Material und Boden als Ressource angegangen werden.

Maschinenbau

Ingenieure, in der Regel Geotechniker , klassifizieren Böden nach ihren technischen Eigenschaften, wenn sie sich auf die Verwendung als Fundamentunterstützung oder Baumaterial beziehen. Moderne Ingenieurklassifikationssysteme sind so konzipiert, dass sie einen einfachen Übergang von Feldbeobachtungen zu grundlegenden Vorhersagen von bodentechnischen Eigenschaften und Verhaltensweisen ermöglichen.

Das am weitesten verbreitete technische Klassifizierungssystem für Böden in Nordamerika ist das Unified Soil Classification System (USCS). Das USCS hat drei Hauptklassifikationsgruppen: (1) grobkörnige Böden (zB Sande und Kies); (2) feinkörnige Böden (zB Schluffe und Tone); und (3) stark organische Böden (bezeichnet als " Torf "). Das USCS unterteilt die drei Hauptbodenklassen zur Klärung weiter. Es unterscheidet Sande von Kiesen nach Korngröße und klassifiziert einige als "gut sortiert" und den Rest als "schlecht sortiert". Schluffe und Tone zeichnen sich durch die Atterberg-Grenze der Böden aus und trennen auch "hochplastische" von "niedrigplastischen" Böden. Mäßig organische Böden werden als Unterteilungen von Schluffen und Tonen betrachtet und unterscheiden sich von anorganischen Böden durch Änderungen ihrer Plastizitätseigenschaften (und Atterberg-Grenzwerte) beim Trocknen. Das europäische Bodenklassifikationssystem (ISO 14688) ist sehr ähnlich und unterscheidet sich hauptsächlich in der Kodierung und der Hinzufügung einer "Mittelplastizität"-Klassifizierung für Schluffe und Tone sowie in kleineren Details.

System, das ähnlich wie das USCS funktioniert, jedoch mehr Codierungen für verschiedene Bodeneigenschaften enthält .

Eine vollständige geotechnische Bodenbeschreibung umfasst auch andere Eigenschaften des Bodens, einschließlich Farbe, In-situ-Feuchtigkeit, In-situ-Festigkeit und etwas mehr Details zu den Materialeigenschaften des Bodens, als im USCS-Code angegeben. Die USCS und zusätzliche technische Beschreibung sind in ASTM D 2487 standardisiert.

Bodenkunde

Bodenbeschaffenheitsdreieck mit dem USDA- Klassifizierungssystem basierend auf der Korngröße

Für Bodenressourcen hat die Erfahrung gezeigt, dass ein natürlicher Systemansatz zur Klassifizierung , dh die Gruppierung von Böden nach ihrer intrinsischen Eigenschaft ( Bodenmorphologie ), ihrem Verhalten oder ihrer Genese , zu Klassen führt, die für viele verschiedene Nutzungen interpretiert werden können. Unterschiedliche Konzepte der Pedogenese und Unterschiede in der Bedeutung morphologischer Merkmale für verschiedene Landnutzungen können den Klassifikationsansatz beeinflussen. Trotz dieser Unterschiede gruppieren Klassifizierungskriterien in einem gut konstruierten System ähnliche Konzepte, so dass die Interpretationen nicht stark variieren. Dies steht im Gegensatz zu einem technischen Systemansatz zur Bodenklassifizierung, bei dem Böden nach ihrer Eignung für eine bestimmte Nutzung und ihren edaphischen Eigenschaften gruppiert werden .

Natürliche Systemansätze zur Bodenklassifizierung wie das französische Bodenreferenzsystem (Référentiel pédologique français) basieren auf mutmaßlicher Bodengenese. Es wurden Systeme wie die USDA-Bodentaxonomie und die World Reference Base for Soil Resources entwickelt , die taxonomische Kriterien mit Bodenmorphologie und Labortests verwenden, um hierarchische Klassen zu informieren und zu verfeinern . Ein anderer Ansatz ist die numerische Klassifikation, auch Ordination genannt , bei der Bodenindividuen durch multivariate statistische Methoden wie die Clusteranalyse gruppiert werden . Dies führt zu natürlichen Gruppierungen, ohne dass Rückschlüsse auf die Bodengenese erforderlich sind.

sind einige Beispiele.

Die Europäische Union nutzt die World Reference Base (WRB), die derzeit die Aktualisierung 2015 der dritten Ausgabe 2014 (siehe die Liste der Böden dort ). Zuvor wurden die früheren Ausgaben des WRB verwendet. Nach der Erstausgabe des WRB (1998) wurde die Broschüre "Böden der Europäischen Union" vom damaligen Institut für Umwelt und Nachhaltigkeit (jetzt: Land Resources Unit, European Soil Data Centre/ESDAC) herausgegeben.

Neben wissenschaftlichen Bodenklassifizierungssystemen gibt es auch volkssprachliche Bodenklassifizierungssysteme. Volkstaxonomien werden seit Jahrtausenden verwendet, während wissenschaftlich fundierte Systeme relativ neue Entwicklungen sind. Das Wissen über die räumliche Verteilung von Böden hat dramatisch zugenommen. SoilGrids ist ein System zur automatisierten Bodenkartierung basierend auf Modellen, die mit Bodenprofilen und Umweltkovariatendaten angepasst wurden. Auf globaler Ebene bietet es Karten mit einer räumlichen Auflösung von 1,00–0,25 km. Unabhängig davon, ob Nachhaltigkeit das ultimative Ziel für die Bewirtschaftung der globalen Bodenressourcen ist, erfordern diese neuen Entwicklungen, dass untersuchte Böden klassifiziert und mit einem eigenen Namen versehen werden.

OSHA

Die US- Behörde für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz (OSHA) fordert die Klassifizierung von Böden, um Arbeiter bei der Arbeit in Ausgrabungen und Gräben vor Verletzungen zu schützen. OSHA verwendet 3 Bodenklassifizierungen plus eine für Gestein, die hauptsächlich auf der Festigkeit, aber auch auf anderen Faktoren basieren, die die Stabilität von geschnittenen Hängen beeinflussen:

  • Stabiles Gestein
    : natürliches festes Mineralmaterial, das mit vertikalen Seiten ausgehoben werden kann und intakt bleibt, wenn es freigelegt wird.
  • Typ A
    – bindiger, plastischer Boden mit einer uneingeschränkten Druckfestigkeit von mehr als 1,5 Tonnen pro Quadratfuß (tsf) (144 kPa) und mehreren anderen Anforderungen (was einen seitlichen Erddruck von 25 psf pro Fuß Tiefeinduziert)
  • Typ B
    – bindige Böden mit einer uneingeschränkten Druckfestigkeit zwischen 0,5 tsf (48 kPa) und 1,5 tsf (144 kPa) oder instabiles trockenes Gestein oder Böden, die ansonsten Typ A wären (seitliche Erddrücke von 45 psf pro Fuß Tiefe)
  • Typ C
    – körnige Böden oder bindige Böden mit einer uneingeschränkten Druckfestigkeit von weniger als 0,5 tsf (48 kPa) oder alle unter Wasser liegenden oder frei sickernden Böden oder Böden mit ungünstiger Bettung (seitliche Erddrücke von 80 psf pro Fuß Tiefe)
  • Typ C60
    - Ein Untertyp des Bodens vom Typ C, obwohl von der OSHA nicht offiziell als separater Typ anerkannt, induziert einen seitlichen Erddruck von 60 psf pro Fuß Tiefe

Jede der Bodenklassifizierungen hat Auswirkungen auf die Art und Weise, wie der Aushub durchgeführt werden muss oder die Schutzmaßnahmen (Gefälle, Verbau, Abschirmung usw.), die vorgesehen werden müssen, um die Arbeiter vor dem Einsturz des ausgehobenen Ufers zu schützen.

Siehe auch

Verweise

Systeme

Aktuelles internationales System

  • Buol, SW, Southard, RJ, Graham, RC und McDaniel, PA (2003). Bodengenese und Klassifikation, 5. Auflage. Iowa State Press - Blackwell, Ames, IA.
  • Driessen, P., Deckers, J., Spaargaren, O. & Nachtergaele, F. (Hrsg.). (2001). Vorlesungsnotizen zu den wichtigsten Böden der Welt. Rom: FAO.
  • IUSS Working Group WRB: World Reference Base for Soil Resources 2014, Update 2015. World Soil Resources Reports 106, FAO, Rom 2015. ISBN  978-92-5-108369-7 ( PDF 2,3 MB).

Aktuelle nationale Systeme

  • Landwirtschafts-Kanada-Sachverständigenausschuss für Bodenuntersuchungen. (1987). Das kanadische System der Bodenklassifikation (2. Aufl.). Ottawa: Verlagszentrum der kanadischen Regierung.
  • Avery, BW (1980). Bodenklassifizierung für England und Wales: höhere Kategorien. Cranfield, England: Cranfield University, Bodenuntersuchungs- und Landforschungszentrum/Nationales Institut für Bodenressourcen.
  • Baize, D., & Girard, MC (Hrsg.). (1995). Référentiel pédologique 1995. Paris: Institut National de la Recherche Agronomique.
  • Baize, D., & Girard, MC (Hrsg.). (1998). Eine solide Referenzbasis für Böden: Das "Référentiel Pédologique" (englische Übersetzung von Hodgson JM, Eskenazi NR, & Baize D. ed.). Paris: Institut National de la Recherche Agronomique.
  • Baize, D., & Girard, MC (Hrsg.). (2008). Référentiel pédologique, troisième édition. Association française pour l'étude du sol (Afes). Versailles, Frankreich.
  • Hewitt, AE (1992). Bodenklassifizierung in Neuseeland: Erbe und Lehren. Australisches Journal für Bodenforschung, 30, 843-854.
  • Hewitt, AE (2010). Neuseeländische Bodenklassifikation, dritte Auflage. Manaaki Whenua - Landschaftspflegeforschung. Lincoln, Canterbury, Neuseeland.
  • Isbell, RF und das Nationale Komitee für Boden und Gelände. (2016). Die australische Bodenklassifikation, zweite Auflage. CSIRO. Clayton South, Victoria, Australien.
  • Arbeitsgruppe Bodenklassifizierung. (2018). Bodenklassifikation: ein natürliches und anthropogenes System für Südafrika, dritte Auflage. Rat für Agrarforschung; Institut für Boden, Klima und Wasser. Pretoria, RSA.
  • Mitarbeiter der Bodenuntersuchung. (1999). Bodentaxonomie: ein grundlegendes System der Bodenklassifikation zur Erstellung und Interpretation von Bodenuntersuchungen (2. Aufl.). Washington, DC: Bodenschutzdienst des US-Landwirtschaftsministeriums.

Aktuelle technische Systeme

Technische Bodenklassifikationssysteme konzentrieren sich eher auf die Darstellung einer bestimmten Facette oder Qualität des Bodens als auf eine direkte pedogenetische Klassifikation. Solche technischen Klassifikationen werden mit Blick auf spezifische Anwendungen wie Boden-Wasser-Beziehungen, Bodenqualitätsbewertung oder Geotechnik entwickelt.

  • Boorman, DB, Hollis, JM & Lilly, A. (1995). Hydrologie der Bodentypen: eine hydrologisch basierte Klassifikation der Böden des Vereinigten Königreichs (Nr. 126): UK Institute of Hydrology.
  • Klingebiel, AA, & Montgomery, PH (1961). Klassifizierung der Landfähigkeit. Washington, DC: Druckerei der US-Regierung.
  • Sanchez, PA, Palm, CA, & Buol, SW (2003). Bodenklassifizierung der Fruchtbarkeitsfähigkeit: ein Werkzeug zur Beurteilung der Bodenqualität in den Tropen. Geoderma, 114(3-4), 157-185.
  • American Society for Testing and Materials, 1985, D 2487-83, Classification of Soils for Engineering Purposes: Annual Book of ASTM Standards. vol. 04.08, S. 395–408.

Frühere Systeme von historischem Interesse

  • Baldwin, M., Kellogg, CE, & Thorp, J. (1938). Bodenklassifizierung. In Böden und Menschen: Jahrbuch der Landwirtschaft (S. 979–1001). Washington, DC: US-Landwirtschaftsministerium.
  • Simonson, RW (1989). Historische Aspekte der Bodenuntersuchung und Bodenklassifikation mit Schwerpunkt auf den Vereinigten Staaten, 1899-1970. Wageningen, NL: Internationales Bodenreferenz- und Informationszentrum (ISRIC).

Grundsätze

  • Eswaran, H., Rice, T., Ahrens, R., & Stewart, BA (Hrsg.). (2002). Bodenklassifizierung: eine globale Schreibtischreferenz. Boca Raton, Florida: CRC Press.
  • Butler, BE (1980). Bodenklassifizierung für die Bodenuntersuchung. Oxford: Oxford Science Publications. Wissenschaft, 96,
  • Cline, MG (1949). Grundprinzipien der Bodenklassifizierung. Bodenkunde, 67 (2), 81-91.
  • Cline, MG (1963). Logik des neuen Bodenklassifikationssystems. Boden 17-22.
  • Webster, R. (1968). Grundlegende Einwände gegen die 7. Annäherung. Zeitschrift für Bodenkunde, 19, 354-366.
  • Terzaghi Karl (1924). Bodenmechanik in der Ingenieurpraxis, Wiley-Interscience; 3 Unterausgabe (Januar 1996, ISBN  0-471-08658-4 )
  • Kevin Hart (1923). gründete es

Numerische Klassifizierung

  • McBratney, AB, & de Gruijter, JJ (1992). Ein Kontinuumsansatz zur Bodenklassifizierung durch modifizierte Fuzzy-k-Means mit Extragrades. Zeitschrift für Bodenkunde, 43(1), 159-175.

Verweise