Bodemkunde
1e semester
Prof. Finke
ArcheoStudent04
2E BACHELOR ARCHEOLOGIE
,Inhoud
1 Inleiding...................................................................................................................................1
1.1 Definitie bodem.................................................................................................................1
1.2 Onderzoeksobject..............................................................................................................1
2 Basiselementen van bodems....................................................................................................2
2.1 Vast – Mineraal.................................................................................................................2
2.1.1 Fysische aspecten.......................................................................................................2
2.1.2 Chemische en mineralogische aspecten.....................................................................4
2.2 Vast – Organisch...............................................................................................................6
2.2.1 Enkele begrippen........................................................................................................6
2.2.2 Levende organismen..................................................................................................6
2.2.3 Organische stof-cyclus...............................................................................................7
2.2.4 Samenstelling v/d organische stoffen.........................................................................8
2.2.5 Fysische kenmerken van humusstoffen.....................................................................9
2.2.6 Bodemhumustypen.....................................................................................................9
2.2.7 Organische stoffen in de bodem...............................................................................11
2.3 Poriën..............................................................................................................................13
2.3.1 Inleiding – belang poriën.........................................................................................13
2.3.2 Bulkdichtheid, porositeit en hun relatie...................................................................13
2.3.3 Poriën, BIO activiteit & wortels..............................................................................14
2.3.4 Problemen met bulkdichtheid & porositeit..............................................................15
2.4 Lucht in de bodem...........................................................................................................17
2.4.1 Luchtsamenstelling..................................................................................................17
2.4.2 Planten en zuurstof...................................................................................................18
2.4.3 Hoe bodem te verluchten.........................................................................................18
2.5 Water in de bodem..........................................................................................................19
, 2.5.1 Hydrologische cyclus + 2.5.2 Meteogegevens & noodzakelijke correcties............19
2.5.3 Bodemvocht: classificatie en terminologie..............................................................20
2.5.4 Grondwatertafel.......................................................................................................23
2.5.5 Bodemvochtregime..................................................................................................24
3 Reacties en processen in bodems...........................................................................................26
3.1 Water en de faseveranderingen.......................................................................................27
3.2 Zwellen, krimpen, zuigkracht, druk................................................................................27
3.2.1 Krimpen i.v.m. ontwatering (rijping).......................................................................27
3.2.2 Zwellen & krimpen i.v.m. druk................................................................................28
3.2.3 Zwellen & krimpen i.v.m. nat-droog cycli...............................................................29
3.2.4 Zwellen & krimpen i.v.m. temperatuurswisselingen..............................................30
3.3 Oplossing, verzadiging, neerslag, kristallisatie...............................................................31
3.4 Cementeren.....................................................................................................................31
3.5 (De)hydrateren................................................................................................................32
3.6 Hydrolyse........................................................................................................................32
3.7 Zuur effect.......................................................................................................................33
3.8 Oxido-reductie................................................................................................................33
3.8.1 Een paar begrippen...................................................................................................33
3.8.2 Wanneer reductie.....................................................................................................34
3.8.3 Bodekleur & morfologie..........................................................................................34
3.9 Ionenuitwisseling............................................................................................................35
3.10 Chelaten (organometaalcomplexen)..............................................................................36
3.11 Dispersie-flocculatie.....................................................................................................37
3.11.1 Het proces..............................................................................................................37
3.11.2 Gevolg voor de bodems.........................................................................................38
4 Bodemkenmerken..................................................................................................................38
4.1 Zuurgraad, alkaliciteit, pH..............................................................................................38
, 4.2 Zoute bodems..................................................................................................................39
4.3 Aggregaatstabiliteit.........................................................................................................39
4.4 Bodemstructuur...............................................................................................................39
4.4.1 Aggregaten...............................................................................................................40
4.4.2 Verband tussen structuur & milieu..........................................................................40
4.4.3 Belang van structuur................................................................................................41
4.5 Bodemkleur.....................................................................................................................41
4.5.1 Oorsprong van bodemkleur......................................................................................41
4.5.2 Naam van de kleur...................................................................................................42
4.5.3 Gebruik van kleur.....................................................................................................42
4.6 Bodemtemperatuur..........................................................................................................42
4.6.1 Milieufactoren die een rol spelen.............................................................................42
4.6.2 Bodemtemperatuur & landbouw..............................................................................42
4.6.3 De invloed van bodem op lokaal klimaat.................................................................43
4.6.4 Diepte van jaarlijkse temperatuurschommelingen...................................................43
4.6.5 Bodemtemperatuur & bodemclassificatie................................................................43
4.7 Hydrofobie/Waterafstotend vermogen............................................................................43
4.8 Bodemkenmerken belangrijk voor plantengroei.............................................................43
5 Bodemgenetische processen...................................................................................................43
5.1.1 Fysische verwering..................................................................................................44
5.1.2 Chemische verwering...............................................................................................44
5.1.3 Biologische verwering.............................................................................................45
5.1.4 Snelheid van verwering............................................................................................45
5.1.5 Soorten verwering als functie v/d klimaatzone........................................................45
5.2 Migratie-accumulatie......................................................................................................46
5.2.1 Processen..................................................................................................................46
5.2.2 Ontkalking................................................................................................................46
, 5.2.3 Kleimigratie & -accumulatie....................................................................................46
5.2.4 Podzolisatie..............................................................................................................47
5.3 Vries/dooi........................................................................................................................49
5.3.1 Vorstpenetratie in vochtige bodem..........................................................................49
5.3.2 Vorstpenetratie in waterverzadigde bodems & effect van textuurverschillen.........49
5.3.3 Ontstaan van permafrost..........................................................................................49
5.3.4 IJswiggen & grondwiggen.......................................................................................50
5.3.5 Palsa’s & Pingo’s.....................................................................................................50
5.4 Turbatie...........................................................................................................................50
5.5 Erosie/sedimentatie.........................................................................................................51
5.6 Horizonatie......................................................................................................................51
6 Methodieken voor bodemstudie.............................................................................................52
7 Bodemvormende factoren......................................................................................................52
8 Bodemclassificatie.................................................................................................................53
8.1 Intro bodemclassificatie..................................................................................................53
8.2 Bodemclassificatie..........................................................................................................54
8.2.1 Drie benaderingen o.b.v. CLORP(T):......................................................................55
8.2.2 Invloeden van buitenaf in Belgisch systeem............................................................55
8.2.3 Moderne internationale systemen, o.b.v. data..........................................................56
9 Bodemkaart van België..........................................................................................................56
9.1 Legende...........................................................................................................................56
10 Bodemontwikkeling in het Holoceen...................................................................................56
10.1 Natuurlijke ontwikkeling..............................................................................................56
10.2 De mens als “bodemvormer”........................................................................................57
10.2.1 Impact v/d landbouwende mens (regionaal)..........................................................57
10.2.2 Impact van de wonende mens (lokaal)...................................................................59
11 Bodemarchief – Conservering..............................................................................................60
, 11.1 Bodemsporen................................................................................................................60
11.2 Oefening – Neolithische concentraties in Lier/Netedal...............................................60
11.2.1 Setting....................................................................................................................60
11.2.2 Vraagstelling & beschikbare gegevens..................................................................61
11.2.3 Onderzoeksmethode...............................................................................................61
11.2.4 Oplossing...............................................................................................................61
12 Landevaluatie......................................................................................................................63
12.1 Principes & toepassingen van landevaluatie.................................................................63
12.2 Landevaluatie in (pre)historische context.....................................................................65
12.3 Oefening – Bronstijdvondsten in Gubbio.....................................................................66
12.3.1 Setting....................................................................................................................66
12.3.2 Vraagstelling & beschikbare gegevens..................................................................66
12.3.3 Oplossing...............................................................................................................66
,1 Inleiding
1.1 Definitie bodem
Bovenste losse deel v/d aardkorst in contact- & reactiezone van lithosfeer,
atmosfeer, hydrosfeer & biosfeer
o Contact- & reactiezone = wat landbouw mogelijk maakt
= Pedosfeer
1.2 Onderzoeksobject
Bodem heeft primaire & secundaire kenmerken:
o Primair = i.v.m. geologische erfenis, samenhangend met moedermateriaal,
zoals het is afgezet → bv. stratificatie, lagen door seizoenale afzettingscycli
o Secundair = gevolg van bodemevolutie (= -genese) o.i.v. milieufactoren →
secundaire = bodemkundige kenmerken
Nodige bouwstenen om compleet studiebeeld te verkrijgen:
o Bodemhorizonten = 3D volume als gevolg van
bodemgenese/bodemvormende processen → staan vaak in onderlinge
relatie: opeenvolging ervan = kenmerkend voor bodemtype → bioturbatie &
insijpelen kunnen voorkomen => ≠ lagen, strata → strata ontstaan met
geologische processen
o Bodemtype = beschouwd als individu → kan worden gekarteerd
Pedon = 3D volume groot genoeg om vorm van & relaties tussen
bodemhorizonten te bestuderen
o Bodemsysteem = bodems in landschappelijke samenhang:
Studie via onderlinge laterale beïnvloeding van pedons & vgl. van
bodems in verschillende stadia van bodemvorming → zoeken naar
belangrijkste gradiënten in een gebied → zijn indicatoren voor
belangrijkste bodemkundige processen
Leidt vaak tot studie van topo-hydrosequenties (aantal pedons op
helling- en/of hydrologische gradiënten v/e gebied) → begrip van hoe
water stroomt = essentieel om dynamiek v/h bodemlandschap te
begrijpen
Bodemvorming = -evolutie o.i.v. diverse milieufactoren:
1
, o Primaire kenmerken verdwijnen deels
o Secundaire kenmerken ontstaan
o Voorbeeld van rol van klimaat (externe factor) op bodem:
Primaire kenmerken (afzetting) o.i.v. klimaat:
▫
▫ Ca
.
15
ka
geleden
▫ IJskap enkele km dik → lucht erboven koelt af door ijs →
koude lucht = lagedrukgebied (koude lucht zakt) → winden
ontstaan → geen vegetatie → afzetting van eolische sedimenten
→ hoe lichter/fijner het sediment, hoe verder afgezet
Verschil in bodem toe te schrijven aan verschil in klimaatevolutie:
▫ Neerslag in BE kan diep uitspoelen (= insijpelen i/d bodem)
▫ HONG: hele jaar door neerslagtekort → geen diepe
uitspoeling: meeste water al door planten opgenomen
Bodem = 4D-element: 3 ruimtelijke dimensies + dimensie van tijd → bodems
variëren doorheen de tijd
2 Basiselementen van bodems
2.1 Vast – Mineraal
2.1.1 Fysische aspecten
Deeltjesgrootte:
o Individuele deeltjes: bv. een kleideeltje, een zandkorrel
o Verschillend gedrag afhankelijk v/d korrelgrootte
o Deeltjesklassen:
Klei, leem, zand, grind
2
, Ingedeeld o.b.v. korrelgrootte
Texturen < 2 µm = fijne grond
o Textuur(klasse):
Relatieve hoeveelheid klei, leem, zand, uitgedrukt op 100%
Textuurklassen i/d Bodemkaart van België ≠ internationale standaard
→ aangepast aan bodemlandschap van BE
o Korrelgrootteverdeling: relatieve hoeveelheden van alle deeltjesklassen,
uitgedrukt als staafdiagram of cumulatieve curve
Vorm:
o Klei = meestal plaatvormig
o Leem & zand = allerlei vormen i.f.v. mineraal, transport
Oppervlakte:
o Aannemend dat zand- & leemdeeltjes een blokvorm hebben
o Kubuszijde 10x kleiner = 10³x meer deeltjes binnen hetzelfde volume, met
ribbe
samen 10x zo groot oppervlak => = opp. x 10
10
Belang van textuur (selectie):
o Belangrijk: kennis van hoeveelheid klei:
Deeltjes hebben zeer groot oppervlak + zijn negatief geladen
Negatieve lading aan buitenkant gecompenseerd door positieve
lading (pos. geladen deeltjes = kationen) (pos. lading aangetrokken
door eigen neg. lading)
Kationen kunnen worden uitgewisseld & zijn voedingsstoffen voor
planten
Meer klei i/d bodem = meer voedingselementen die de bodem kan
vasthouden (bodem met enkel leem en/of zand kan kationen niet
vasthouden)
Verschillende soorten kleimineralen → oppervlak per volume-
eenheid & elektrische lading variëren per soort
o Textuur:
Bepalend voor waterhoudend vermogen (waterretentiecapaciteit) van
een grond, vnl. het plant-opneembaar water, & waterdoorlatendheid
3
, → belang voor archeo.: conservering (& gebruikswaarde v/d bodem
voor landgebruik)
Bepalend voor warmtecapaciteit & thermische geleiding v/d bodem
→ belang voor archeo.: conservering (BIO act. + FY verwering)
=> Warmte = gelinkt aan waterhuishouding
Lithologische discontinuïteit:
o Horizonten in bodems die sterk verschillen in korrelgroottesamenstelling =
door verschil in geologische “erfenis”
o Grens tussen deze horizonten = lithologische discontinuïteit
o Soms niet terug op geo. erfenis, maar gevolg van bodemvorming in situ
2.1.2 Chemische en mineralogische aspecten
Minerale fractie = primaire + secundaire mineralen
Primaire mineralen = afkomstig uit moedermateriaal (geo. erfenis) → allerlei
soorten gesteenten & mineralen
Kleimineralen: kristallen en lading:
o Kunnen primair of secundair zijn
o Belang:
Groot opp. t.o.v. volume → reactief + zwellen en krimpen t.g.v.
aan-/afwezigheid van water
Elektrische lading → impact op plantenvoeding
Kunnen migreren in bodemprofiel → verandert doorheen de tijd de
bodemeigenschappen
Info over verweringstype & ouderdom v/d bodem + (paleo)milieu
o Vnl. Al-phyllosilicaten:
Phyllo = laag
= gelaagde mineralen met aluminium en silicaten
Bouwstenen: Si-tetrahedron (T) + Al-octahedron (O)
o Negatieve lading:
Isomorfe substitutie: op aantal plaatsen in ionrooster: ionen
vervangen door lager-valente ionen → naast Si & Al kunnen ook
andere atomen (met lagere valentie) i/d structuur gaan, waardoor
neutrale lading van ideaal-kristal verstoord wordt
4