1. Inleiding
1. Bodem de centrale cirkel
- Bodem is onderdeel van de kritieke zone: Heterogene omgeving nabij oppervlak
• Interacties tssn gesteente, bodem, water, lucht, organismen natuurlijke habitat regelen
• Beschikbaarheid natuurlijke hulpbronnen bepalen
- Pedosfeer:
• Raakvlak ecosysteemcompartimenten, de atmosfeer, biosfeer, hydrosfeer en lithosfeer
- Bodem:
• Centrale link tussen biogeochemische cycli van de aarde en dynamisch systeem
• Opperhuid vd aarde, i.e. zeer dunne, verweerde laag vd aardkorst
• Bodem is resultaat van pedogenese (proces van bodemvorming)
2. Bodemfuncties en bodemkwaliteit
1. Ecosysteemdiensten
- Ecosyteemdiensten:
• Bodemfuncties die menselijk leven ondersteunen
- Bodemkwaliteit geëvalueerd o.b.v. vermogen bodem om ecosyteemdiensten te vervullen
2. Ecologische bodemfuncties
2.2.1. Biomassaproductie
2.2.1.1. Medium voor plantengroei
- Bodemmassa
• Fysieke ondersteuning waarin planten wortelen
• Als buffer tegen vocht- en temperatuursveranderingen
• Aanvoer anorganische of minerale voedingsstoffen als opgeloste ionen
- Poriënnetwerk bodem belangrijk voor:
• Ventilatie voor O2 voor opname en vrijgekomen CO2
• Absorberen en vasthouden H2O voor fotosynthese, transport
• Voedingsstoffen, T-regeling en celspanning
2.2.1.2. Voedselproductie
- Grondstof intensieve landbouwsystemen
• Ontbossing, uitputting, verlies biodiversiteit, hoge emissie broeikasgassen
2.2.1.3. Biomassa voor energie
- Biologische brandstoffen:
• Biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van bio-oorsprong
2.2.2. Bescherming van mens en milieu: buffering, filtering en transformatie
- Belangrijke invloed op:
• Hydrologische kringloop nabij aardoppervlak
• Gasuitwisseling tussen terrestrische en atmosferische systemen
• Bescherming mens en milieu tegen verontreiniging water en voedselketen
1
2022-2023
,2.2.2.1. Regelaar van watervoorziening
- Infiltratie:
• Deel opgeslagen in bodem en door planten gebruikt
• Ander naar grondwater
- Afdichting van bodem zorgt voor reductie van infilitratiecapaciteit:
• Versnelde afvloeiing (runoff)
• Verstoring waterbalans door minder aanvulling van grondwatervoorraden
• Minder filtercapaciteit voor zuiveren van verontreinigd water
2.2.2.2. Filter en buffer voor verontreiniging
- Bodem is primaire receptor van afvalproducten en chemicaliën
• Verwijderen, afbreken en onschadelijk maken van verbindingen
• Capaciteit overschreden: naar secundaire receptoren zoals mens, planten, dieren, water,...
2.2.2.3. Bodem als koolstofreservoir
- Soil organic carbon (SOC):
• Levende organismen
• Heterogeen mengsel van materialen in ontbinding (verse of verteerde, humus)
• Bestaat uit materiaal met hoog koolstofgehalte (50%)
• Resultaat van interacties ecosysteemprocessen (Vb: fotosynthese, respiratie en afbraak)
Belangrijke schakel in biotransformatie van organische koolstof
- Afname in SOC:
• Één vd belangrijkste bedreigingen voor bodemkwaliteit
- Verbeterd SOC beheer:
• Reductie bodemverstoring
• Verhoging SOC-input
3. Bodemkwaliteit
- Bodem:
• Niet-hernieuwbare natuurlijke hulpbron, want bodemvorming is traag
- Bodemkwaliteit:
• Maatstaf voor capaciteit om bepaalde functies te vervullen
• Veranderlijke bodemeigenschappen
- Duurzaam bodembeheer moet rekening houden met gebruik in ruimte en/of tijd
2
2022-2023
,3. Bodemvorming en bodemclassificatie
1. Bodemcomponenten
- Bodem: mengsel van 4 componenten met typische volume verhouding in minerale bodem
1) Minerale bestanddelen (45% v/v)
• Kristallijne en amorfe materialen zoals kwarts, kleimineralen, Fe- en Al-oxiden
• Bodemtextuur: zand – leem – klei
• Kleifractie: colloïdale eigenschappen
2) Organisch materiaal (5% v/v)
• Heterogeen mengsel van organische verbindingen
• Levende organismen, OM in variërend ontbindingsstadium en humus
• Humus: colloïdale eigenschappen
3) Water (25% v/v)
• & anorganische en organische opgeloste stoffen
• In bodemporiën: retentie en stroming ~poriegrootte en vochtgehalte
• Oppervlak-interactie met minerale en organische component
4) Lucht (25% v/v)
• In bodemporiën : inverse relatie met vochtgehalte
• Samenstelling en vochtigheid ≠ atmosferische lucht
• Vn. bepaald door respiratie plantenwortels en micro-organismen
2. Bodemfasen
- Bodemvolume: som van volume van drie fasen
𝑉 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑤 + 𝑉𝑎
• V = totale volume van de bodem
• Vs = volume van de vaste fase [m3]
• Vw = volume van de vloeibare of waterfase [m3]
• Va = volume van de gas- of luchtfase [m3]
- Volume van de bodem poriën
𝑉𝑤 + 𝑉𝑎 ≈ 50% vh totale volume
- Volumetrische fracties:
𝑉𝑠
1= + 𝜃𝑤 + 𝜃𝑎
𝑉
• 𝜃𝑤 = volumetrisch vochtgehalte [m3/m3]
• 𝜃𝑎 = volumetrisch luchtgehalte [m3/m3]
- Porositeit 𝜙 = som van volumetrisch vocht- en luchtgehalte:
𝜙 = 𝜃𝑤 + 𝜃𝑎
• Bodemporiën gevuld met lucht of water
3
2022-2023
, - Bodemmassa = som van massa van drie fasen
𝑀 = 𝑀𝑠 + 𝑀𝑤 + 𝑀𝑎
• M = totale massa van de bodem [kg]
• Ms = massa van de vaste fase [kg]
• Mw = massa van de vloeibare of waterfase [kg]
• Ma = massa van de gas- of lucht fase [kg] = verwaarloosbaar
3. Bodemtextuur
- Granulometrie: korrelgrootteverdeling
• Proporties van de verschillende deeltjesgroottes in de bodem
• Vaak eerst bepaalde eigenschap en belangrijkste eigenschap
• Permanente eigenschap: input in pedotransferfuncties
▪ Vb: inschatting schijnbare dichtheid en hydraulische geleidbaarheid
- Fracties:
• Grove fractie:
▪ >2mm (grind, stenen, keien, rotsblokken,...)
• Fijne fractie: <2mm
- Bodemtextuurklasses:
- Cumulatieve korrelgrootteverdeling:
4. Bodemstructuur
- Bodemstructuur:
• Onderlinge ruimtelijke schikking van bodemdeeltjes
• Architectuur van de bodem
• Wijzigt invloed van bodemtextuur
4
2022-2023
1. Bodem de centrale cirkel
- Bodem is onderdeel van de kritieke zone: Heterogene omgeving nabij oppervlak
• Interacties tssn gesteente, bodem, water, lucht, organismen natuurlijke habitat regelen
• Beschikbaarheid natuurlijke hulpbronnen bepalen
- Pedosfeer:
• Raakvlak ecosysteemcompartimenten, de atmosfeer, biosfeer, hydrosfeer en lithosfeer
- Bodem:
• Centrale link tussen biogeochemische cycli van de aarde en dynamisch systeem
• Opperhuid vd aarde, i.e. zeer dunne, verweerde laag vd aardkorst
• Bodem is resultaat van pedogenese (proces van bodemvorming)
2. Bodemfuncties en bodemkwaliteit
1. Ecosysteemdiensten
- Ecosyteemdiensten:
• Bodemfuncties die menselijk leven ondersteunen
- Bodemkwaliteit geëvalueerd o.b.v. vermogen bodem om ecosyteemdiensten te vervullen
2. Ecologische bodemfuncties
2.2.1. Biomassaproductie
2.2.1.1. Medium voor plantengroei
- Bodemmassa
• Fysieke ondersteuning waarin planten wortelen
• Als buffer tegen vocht- en temperatuursveranderingen
• Aanvoer anorganische of minerale voedingsstoffen als opgeloste ionen
- Poriënnetwerk bodem belangrijk voor:
• Ventilatie voor O2 voor opname en vrijgekomen CO2
• Absorberen en vasthouden H2O voor fotosynthese, transport
• Voedingsstoffen, T-regeling en celspanning
2.2.1.2. Voedselproductie
- Grondstof intensieve landbouwsystemen
• Ontbossing, uitputting, verlies biodiversiteit, hoge emissie broeikasgassen
2.2.1.3. Biomassa voor energie
- Biologische brandstoffen:
• Biologisch afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van bio-oorsprong
2.2.2. Bescherming van mens en milieu: buffering, filtering en transformatie
- Belangrijke invloed op:
• Hydrologische kringloop nabij aardoppervlak
• Gasuitwisseling tussen terrestrische en atmosferische systemen
• Bescherming mens en milieu tegen verontreiniging water en voedselketen
1
2022-2023
,2.2.2.1. Regelaar van watervoorziening
- Infiltratie:
• Deel opgeslagen in bodem en door planten gebruikt
• Ander naar grondwater
- Afdichting van bodem zorgt voor reductie van infilitratiecapaciteit:
• Versnelde afvloeiing (runoff)
• Verstoring waterbalans door minder aanvulling van grondwatervoorraden
• Minder filtercapaciteit voor zuiveren van verontreinigd water
2.2.2.2. Filter en buffer voor verontreiniging
- Bodem is primaire receptor van afvalproducten en chemicaliën
• Verwijderen, afbreken en onschadelijk maken van verbindingen
• Capaciteit overschreden: naar secundaire receptoren zoals mens, planten, dieren, water,...
2.2.2.3. Bodem als koolstofreservoir
- Soil organic carbon (SOC):
• Levende organismen
• Heterogeen mengsel van materialen in ontbinding (verse of verteerde, humus)
• Bestaat uit materiaal met hoog koolstofgehalte (50%)
• Resultaat van interacties ecosysteemprocessen (Vb: fotosynthese, respiratie en afbraak)
Belangrijke schakel in biotransformatie van organische koolstof
- Afname in SOC:
• Één vd belangrijkste bedreigingen voor bodemkwaliteit
- Verbeterd SOC beheer:
• Reductie bodemverstoring
• Verhoging SOC-input
3. Bodemkwaliteit
- Bodem:
• Niet-hernieuwbare natuurlijke hulpbron, want bodemvorming is traag
- Bodemkwaliteit:
• Maatstaf voor capaciteit om bepaalde functies te vervullen
• Veranderlijke bodemeigenschappen
- Duurzaam bodembeheer moet rekening houden met gebruik in ruimte en/of tijd
2
2022-2023
,3. Bodemvorming en bodemclassificatie
1. Bodemcomponenten
- Bodem: mengsel van 4 componenten met typische volume verhouding in minerale bodem
1) Minerale bestanddelen (45% v/v)
• Kristallijne en amorfe materialen zoals kwarts, kleimineralen, Fe- en Al-oxiden
• Bodemtextuur: zand – leem – klei
• Kleifractie: colloïdale eigenschappen
2) Organisch materiaal (5% v/v)
• Heterogeen mengsel van organische verbindingen
• Levende organismen, OM in variërend ontbindingsstadium en humus
• Humus: colloïdale eigenschappen
3) Water (25% v/v)
• & anorganische en organische opgeloste stoffen
• In bodemporiën: retentie en stroming ~poriegrootte en vochtgehalte
• Oppervlak-interactie met minerale en organische component
4) Lucht (25% v/v)
• In bodemporiën : inverse relatie met vochtgehalte
• Samenstelling en vochtigheid ≠ atmosferische lucht
• Vn. bepaald door respiratie plantenwortels en micro-organismen
2. Bodemfasen
- Bodemvolume: som van volume van drie fasen
𝑉 = 𝑉𝑠 + 𝑉𝑤 + 𝑉𝑎
• V = totale volume van de bodem
• Vs = volume van de vaste fase [m3]
• Vw = volume van de vloeibare of waterfase [m3]
• Va = volume van de gas- of luchtfase [m3]
- Volume van de bodem poriën
𝑉𝑤 + 𝑉𝑎 ≈ 50% vh totale volume
- Volumetrische fracties:
𝑉𝑠
1= + 𝜃𝑤 + 𝜃𝑎
𝑉
• 𝜃𝑤 = volumetrisch vochtgehalte [m3/m3]
• 𝜃𝑎 = volumetrisch luchtgehalte [m3/m3]
- Porositeit 𝜙 = som van volumetrisch vocht- en luchtgehalte:
𝜙 = 𝜃𝑤 + 𝜃𝑎
• Bodemporiën gevuld met lucht of water
3
2022-2023
, - Bodemmassa = som van massa van drie fasen
𝑀 = 𝑀𝑠 + 𝑀𝑤 + 𝑀𝑎
• M = totale massa van de bodem [kg]
• Ms = massa van de vaste fase [kg]
• Mw = massa van de vloeibare of waterfase [kg]
• Ma = massa van de gas- of lucht fase [kg] = verwaarloosbaar
3. Bodemtextuur
- Granulometrie: korrelgrootteverdeling
• Proporties van de verschillende deeltjesgroottes in de bodem
• Vaak eerst bepaalde eigenschap en belangrijkste eigenschap
• Permanente eigenschap: input in pedotransferfuncties
▪ Vb: inschatting schijnbare dichtheid en hydraulische geleidbaarheid
- Fracties:
• Grove fractie:
▪ >2mm (grind, stenen, keien, rotsblokken,...)
• Fijne fractie: <2mm
- Bodemtextuurklasses:
- Cumulatieve korrelgrootteverdeling:
4. Bodemstructuur
- Bodemstructuur:
• Onderlinge ruimtelijke schikking van bodemdeeltjes
• Architectuur van de bodem
• Wijzigt invloed van bodemtextuur
4
2022-2023
