TY - CHAP A1 - Raab, Thomas A1 - Hirsch, Florian A1 - Raab, Alexandra A1 - Schopper, Franz A1 - Freytag, Klaus T1 - Tagungsband und Exkursionsführer Arbeitskreis Geoarchäologie - Jahrestagung 2013 N2 - Die Geoarchäologie ist ein noch sehr junges, interdisziplinäres Feld in der Wissenschaftslandschaft. Umso erfreulicher ist das steigende Interesse an diesem Bereich. Diese Beliebtheit zeigt sich auch durch die stetig zunehmenden Beitragsmeldungen bei den Jahrestagungen des AK Geoarchäologie. Zudem finden Sessions zur Geoarchäologie bei nationalen und internationalen archäologischen und geowissenschaftlichen Konferenzen großen Zuspruch. Viele Mitglieder des AK Geoarchäologie gestalten diese Konferenz aktiv mit ihren Beiträgen. Vorträge und Posterpräsentationen, Exkursionen und nicht zuletzt persönliche Gespräche sind essentielle Grundlage für den wissenschaftlichen Austausch. Vom 2. bis 4.Mai 2013 richten die Brandenburgische Technische Universität Cottbus (BTU), das Brandenburgische Landesamt für Denkmalpflege und Archäologische Landesmuseum (BLDAM) und das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe (LBGR) des Landes Brandenburg die neunte Jahrestagung des AK Geoarchäologie aus. Wir freuen uns sehr, dass unserer Einladung nach Cottbus mehr als 90 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Vertreter von Behörden, Kommunen und Wirtschaftsunternehmen gefolgt sind. 26 Vortrags- und 31 Postermeldungen konnten berücksichtigt werden, und die Exkursion in den Tagebau Jänschwalde ist mit 60 Teilnehmern ausgebucht. Wir hoffen, dass unser Treffen in Cottbus einen Beitrag zur Stärkung und Weiterentwicklung der Geoarchäologie in Deutschland leisten kann. In diesem Sinne möchten wir mit dem vorliegenden Tagungsband auch eine Handreichung für die wissenschaftliche Nachbereitung geben. Unser Dank gilt allen Teilnehmerinnen und Teilnehmern sowie den zahlreichen Helferinnen und Helfern aus den ausrichtenden Institutionen, die bei der Vorbereitung der Tagung aktiv waren. Wir wünschen der Tagung ein gutes Gelingen und zahlreiche anregende Diskussionen. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 2 KW - Landschaftswandel KW - Holozän KW - Arbeitskreis Geoarchäologie KW - Arbeitskreis Geoarchäologie. Jahrestagung (2013 : Cottbus) KW - Geoarchäologie KW - Landschaftsentwicklung KW - Konferenzschrift Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40619 SN - 2196-4122 ER - TY - THES A1 - Knoop, Christine T1 - Anaerobic treatment of municipal organic waste from separate collection : digestate properties and substance flows during two-stage digestion and subsequent aerobic treatment T1 - Anaerobe Behandlung von Bioabfällen aus der getrennten Sammlung : Gärresteigenschaften und Stoffströme während der zweistufigen Vergärung und anschließenden aeroben Aufbereitung N2 - The provision of nutrients and organic matter to arable soils is critical to facilitate an intensive agriculture and secure long-term soil functionality. Municipal organic waste (MOW) is rich in nutrients and organic matter and its recycling onto agricultural lands presents a promising alternative to conventional fertilizers. In comparison to common aerobic treatment, the application of the biogas technology enables the recovery of both energy and soil amendments. The introduction of a mandatory separate collection in Germany in 2015 reflects the political will to increase MOW recovery rates and facilitates its utilization as feedstock in biogas plants. However, MOW is a challenging feedstock as its composition varies and it is often contaminated with impurities such as plastics and metals. The two-stage anaerobic digestion process with dry fermentation is very robust and offers possibilities for process control so that no extensive MOW pretreatment is required. To close nutrient circles, remaining digestates shall be processed to soil amendments, which can be redistributed to arable land. However, less is known about digestate properties from two-stage digestion of MOW and how they are influenced during the treatment process. Furthermore, only scarce information on nutrient recovery rates and the accumulation of elements during processing is available. Therefore, this thesis investigates the development of digestate properties during anaerobic and subsequent aerobic treatment at laboratory and semi-industrial scale. During a first experiment, changes in nutrient and heavy metal concentration in the solid digestate were monitored during anaerobic treatment of MOW in a two-stage laboratory biogas plant. A second investigation related amendment properties of MOW digestate of one origin to different post-treatment procedures. The impact of drying, composting and sieving on final digestate properties and specifically nutrient availability and heavy metal and carbon elution was evaluated. A third experimental approach investigated total material and substance flows during treatment of source-separated MOW in a semi-industrial scale two-stage biogas plant and subsequent digestate composting including impurities removal. N2 - Für eine intensive landwirtschaftliche Nutzung und die Sicherung der Fruchtbarkeit unserer Böden ist deren Versorgung mit Nährstoffen und organischer Substanz unerlässlich. Die Rückführung von Substraten auf der Basis von Bioabfällen aus der getrennten Sammlung in den natürlichen Stoffkreislauf kann eine Alternative zu herkömmlichen Dünge- oder Bodenhilfsmitteln sein. Neben der aeroben Kompostierung bietet sich der Einsatz der Bioabfälle in Biogasanlagen an, welcher neben dem stofflichen auch ein energetisches Recycling ermöglicht. Die Einführung der flächendeckenden Getrenntsammlung von Bioabfällen im Januar 2015 in Deutschland soll die Nutzung dieser Ressource intensivieren und somit auch dessen Einsatz in Biogasanlagen steigern. Bioabfall ist aufgrund seiner schwankenden Zusammensetzung ein anspruchsvoller Einsatzstoff, der zusätzlich mit Störstoffen kontaminiert sein kann. Das zweistufige Biogasverfahren mit einer Trockenfermentation in der ersten Prozessstufe ist unempfindlich gegenüber Störstoffen und ermöglicht die Verwertung von Bioabfällen ohne aufwändige Vorbehandlung. Die am Prozessende verbleibenden Gärreste sollen aufbereitet und als Bodenverbesserer eingesetzt werden. Die dafür notwendigen Qualitätsanforderungen sind in der Bioabfallverordnung (BioAbV) und der Düngeverordnung (DüV) festgelegt. Wenig ist bekannt über Gärresteigenschaften aus der zweistufigen Bioabfallvergärung und wie diese durch die Prozessführung und anschließende Aufbereitung beeinflusst werden. Außerdem fehlen Informationen zu Nährstoffrückgewinnungsraten und der Anreicherung von Schwermetallen während des Behandlungsprozesses. Diese Dissertation befasst sich daher mit der Entwicklung der Substrateigenschaften während der zweistufigen Vergärung und Aufbereitung von Bioabfällen im Labor- und Technikumsmaßstab. Die Dissertation beschreibt und bewertet die Ergebnisse einer Versuchsreihe, welche die Veränderung der Gärresteigenschaften sowie die Anreicherung von Nährstoffen und Schwermetallen in Abhängigkeit von der Verweilzeit des Substrates in der zweistufigen Biogasanlage im Labormaßstab untersucht. In einer weiteren Versuchsreihe wurde die Entwicklung der Gärresteigenschaften während der Aufbereitung durch Trocknung oder Kompostierung sowie Fraktionierung betrachtet. Hierbei stand insbesondere die Verfügbarkeit und Freisetzung von Nährstoffen, Schwermetallen und Kohlenstoff im Fokus. Abschließend erfolgte die Untersuchung der Substrateigenschaften während der gesamten biologischen Behandlung der Bioabfälle im großtechnischen Maßstab und die Bilanzierung der Masse- und Stoffströme. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 7 KW - Biowaste KW - Organischer Abfall KW - Vergärung KW - Gärrest KW - Nutrients KW - Heavy metals KW - Digestion KW - Composting KW - Biotonne KW - Nährstoffe KW - Schwermetalle KW - Gärreste KW - Kompostierung Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48209 SN - 2196-4122 CY - Cottbus ER - TY - THES A1 - Wonschik, Claus-Robert T1 - Mikrobielle Carbonisierung - Untersuchung und Bewertung von Verfahren und Produkt T1 - Microbial cabonation - investigation of process and product N2 - Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen sollten zeigen, ob das Verfahren der Mikrobiellen Carbonisierung ein alternatives Behandlungsverfahren zur Anhebung der Kohlenstoff- und Nährstoffgehalte von Kompost ist und sich Emissionen einsparen lassen. Hierzu wurde das Verfahren der Mikrobiellen Carbonisierung einer offenen Kompostierung in verschiedenen Versuchsreihen gegenübergestellt, in denen neben Prozessbedingungen auch die Substrateigenschaften untersucht wurden. Die Untersuchungen zeigen, dass die Endsubstrate der Mikrobiellen Carbonisierung eine hohe Kohlenstoffeffizienz aufweisen. Die höheren Kohlenstoffgehalte der MC-Komposte im Vergleich zu konventionellen Komposten gehen mit einem höheren Wasserhaltevermögen einher, das insbesondere in niederschlagsarmen Regionen bei der Kompostanwendung vorteilhaft sein kann. In Bezug zu den übrigen Nährstoffen, konnten keine signifikant höheren Konzentrationen in den MC-Komposten im Vergleich zu den konventionell erzeugten Komposten festgestellt werden. Darüber hinaus sollte im Rahmen der Arbeit die Frage beantwortet werden, ob mikrobiell karbonisierte Komposte gütegesichert sind und einen Beitrag zur Steigerung von Erträgen leisten können. Die Untersuchungen zeigen, dass die Schwermetallgrenzwerte insbesondere bei den MC-Komposten sowohl die Bioabfallverordnung, als auch die Düngemittel-verordnung nahezu immer einhalten. Hinsichtlich der Seuchen- und Phytohygiene sind die MC-Substrate nach einer achtwöchigen Behandlung als unbedenklich anzusehen und halten die Vorgaben der Bioabfallverordnung bezüglich der Prüfkriterien und Indikatororganismen ein. Präventiv wird jedoch eine zwölfwöchige Behandlung empfohlen, da die physikalischen Hygienisierungsfaktoren der Bioabfallverordnung, im speziellen die Temperaturführung, nicht eingehalten werden. Dies ist im Wesentlichen auf die mesophilen Prozessbedingungen bei der Mikrobiellen Carbonisierung zurückzuführen. Durch eine Sondergenehmigung des Verfahrens ist jedoch eine Marktfähigkeit gegeben. Die durchgeführten Versuchsreihen zeigen überdies, dass die Emissionen bei der Mikrobiellen Carbonisierung im Vergleich zur offenen Kompostierung signifikant geringer sind. Dies kann auf den geringeren Mineralisierungsgrad der MC-Komposte zurückgeführt werden, da bei der Mikrobiellen Carbonisierung im Gegensatz zur Kompostierung keine aktive Belüftung oder mechanische Umsetzung der Substrate stattfindet. Des Weiteren ist der technische und apparative Aufwand bei der Mikrobiellen Carbonisierung geringer als bei der offenen Kompostierung. Dies führt dazu, dass die Mikrobielle Carbonisierung in ökonomischen Aspekten anderen am Markt verfügbaren Technologien überlegen ist. N2 - The investigations carried out within this manuscript should show whether the method of microbial carbonation is an alternative treatment method for increasing the carbon and nutrient content of compost by saving process emissions. For this purpose, the process of microbial carbonation was compared with the process of an open composting in various test series, in which the substrate properties were investigated in addition to process conditions. The investigations show that the final substrates of the microbial carbonation have a high carbon efficiency. The higher carbon content of the MC composts compared to conventional composts is associated with a higher water holding capacity, which can be particularly advantageous in composting applications in low-precipitation regions. Regarding to the other determined nutrients, no significantly higher concentrations could be found in the MC composts compared to conventionally produced composts. In addition, the question should be answered within the determination, whether microbial carbonated composts are quality-assured and can contribute to the increase of yields. The investigations show that the heavy metal limit values, especially in the case of the MC composts, almost always comply with the German Bio-waste Ordinance as well as the German Fertilizer Ordinance. With regard to epidemic and phyto hygiene, the MC substrates are to be viewed as harmless after an eight-week treatment and comply with the provisions of the German Bio-waste Ordinance on the test criteria and indicator organisms. Preventively, however, a 12-week treatment is recommended as the physical hygiene factors of the German Bio-waste Ordinance, in particular the temperature management, are not observed. This is mainly due to the mesophilic process conditions in microbial carbonation. However, a market authorization is given by a special authorization of the treatment process. Moreover, the series of experiments show that emissions are significantly lower in microbial carbonation compared to open composting. This can be attributed to the lower degree of mineralization of the MC composts, because in the case of microbial carbonation, in contrast to composting, no active ventilation or mechanical conversion of the substrates takes place. Furthermore, the technical and equipment costs for microbial carbonation are lower than for open composting. As a result, microbial carbonation is economically superior to other technologies available on the market treating organic waste. KW - Mikrobielle Carbonisierung KW - Biologische Abfallbehandlung KW - Organische Abfälle KW - Bodenverbesserung KW - Biologische Verfahrenstechnik KW - Humusreproduktion KW - Organischer Dünger KW - Microbial carbonation KW - Biological digestion KW - Organic waste KW - Soil improvement KW - Biotechnology KW - Humus reproduction KW - Organic fertilizer KW - Biologische Abfallbehandlung KW - Organisches Düngemittel KW - Bioverfahrenstechnik KW - Humuswirtschaft KW - Organischer Abfall Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-41607 ER - TY - BOOK ED - Hirsch, Florian ED - Raab, Alexandra ED - Raab, Thomas T1 - Beiträge zur Landnutzungsgeschichte in der Niederlausitz und im Erzgebirge T1 - Contributions to land use history in Lower Lusatia and the Ore Mountains N2 - In diesem Band sind verschiedene Beiträge zur Landnutzungsgeschichte in der Niederlausitz und im Erzgebirge zusammengefasst. Die ersten vier Beiträge befassen sich mit historischen Ackerfluren und Wölbäckern in der Niederlausitz. Archäologische Untersuchungen, in Kontext gestellt mit archivalischen Quellen und historischen Karten, geben gemeinsam mit dem Einsatz naturwissenschaftlicher Methoden und Visualisierungen hochauflösender LiDAR-Daten neue Einblicke in die ehemalige Landnutzung. Der fünfte Beitrag aus dem Erzgebirge beschreibt die Nutzung von ehemaligen Meilerplätzen als Quellengattung der Montanarchäologie. N2 - This volume collects various articles on land-use history in Lower Lusatia and in the Ore Mountains. The first four contributions are concerned with historical agricultural fields and ridge-and-furrow in Lower Lusatia. Archaeological investigations combined with archival sources and historical maps, together with the application of natural scientific methods and visualisations of high-resoultion LiDAR-data provide new insights into former land-use. The fifth contribution from the Ore Mountains describes the use of former charcoal burning sites as research source in mining archaeology. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 10 KW - Niederlausitz KW - Ackerfluren KW - Wölbäcker KW - Pollenanalyse KW - Meilerplätze KW - Montanarchäologie KW - Lower Lusatia KW - Agricultural fields KW - Ridge-and-furrow KW - Pollen analysis KW - Charcoal burning sites KW - Mining archaeology KW - Niederlausitz KW - Geoarchäologie KW - Umweltarchäologie KW - Flur KW - Ackerfläche KW - Wölbacker KW - Pollenanalyse Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-53887 SN - 2196-4122 ER - TY - CHAP ED - Raab, Alexandra ED - Raab, Thomas ED - Schopper, Franz T1 - Erfassung und Bewertung von vorindustriellen Meilerstandorten – Workshop 19. Februar 2019 N2 - Dieser Band umfasst die Vorträge eines Workshops, der im Rahmen des DBU-Projekts „Bewahrung von vorindustriellen Meilerstandorten in Brandenburg – Ein Beitrag zur modellhaften Sicherung und nachhaltigen Nutzung einer durch anth-ropogene Umwelteinflüsse gefährdeten historischen Kulturlandschaft“ am 19. Februar 2019 an der BTU in Cottbus durchgeführt wurde. Ziel des DBU-Projekts ist es, vorindustrielle Meilerstandorte im Land Brandenburg möglichst flächenhaft zu erfassen und deren Denkmalwert zu ermitteln, um einen Beitrag zum Schutz dieser bisher kaum beachteten Bestandteile der historischen Kulturlandschaft zu leisten. In der Modellregion Niederlausitz wird ein auf GIS-Methoden basiertes Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe Strategien und Konzepte erarbeitet werden, die auch in anderen Regionen die Bewahrung historischer HKM-Landschaften und anderer vorindustrieller Kulturlandschaftsrelikte erlaubt. Wesentliches Element des Verfahrens ist eine Musteranalyse, mit der das Mosaik an HKM-Standorten und die Bezüge ganzer HKM-Gruppen zu weiteren Kulturrelikten und v. a. auch Hinterlassenschaften der historischen Landnutzung dargestellt werden. So lassen sich Kategorien für die Schutzwürdigkeit einzelner Standorte oder ganzer HKM-Areale ableiten, auf deren Grundlage die Ausweisung von Schutzgebieten erfolgen kann. Aufgrund der Zusammenarbeit von Behörden und einer Universität sowie durch die Einbindung lokaler und regionaler Akteure der unterschiedlichen Fachdisziplinen können hier Nutzungs- und Interessenkonflikte im Schnittbereich von Denkmal-, Natur- und Umweltschutz praxisnah vermieden werden. Die Beiträge in diesem Tagungsband reichen von aktuellen Ergebnissen der Meilerforschung bis hin zu denkmalpflegerischen Aspekten und bilden eine wichtige Grundlage für die Diskus-sion in dem o.g. DBU-Projekt. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 8 KW - Holzkohlemeiler KW - Köhlerei KW - Bodendenkmal KW - Bodenkunde KW - Geoarchäologie KW - Niederlausitz KW - Kulturlandschaft KW - Bodendenkmal KW - Köhlerei KW - Meiler KW - Geoarchäologie KW - Geoinformationssystem Y1 - 2019 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-48171 SN - 2196-4122 ER - TY - THES A1 - Bonhage, Alexander T1 - Effects of historical charcoal burning on soil landscapes in West Connecticut, USA T1 - Auswirkungen der historischen Köhlerei auf Bodenlandschaften in West Connecticut, USA N2 - The central theme of this thesis revolves around the impacts of historic charcoal burning on todays soils and soil landscapes in Connecticut, USA. The first chapter gives an overview of the state-of-research regarding the spatial distribution, morphology and chemical- as well as physical soil composition of so called relict charcoal hearth (RCH) landforms. RCHs can be described as unique soil microhabitats in the context of flora and fauna growth. The central research aim of the thesis is led by the question: How and to what extend does the historical charcoal industry control the distribution, development and properties of present day soils in Connecticut, USA? This thesis presents results from two field-campaigns in 2017 and 2018 where 52 RCH sites were surveyed and sampled in Litchfield County, Connecticut. The resulting dataset comprises of more than 1245 soil samples from 154 soil profiles and detailed stratigraphic and morphometrical information for all RCH sites. RCH landforms result in three distinct soils: charcoal rich horizons (Auh horizons), mineral soil horizons dividing multiple Auh horizons horizontally (Cu horizons) and buried former topsoil’s (Ahb horizons) or buried mineral soil horizons (Bwb horizons). Sites on flat terrain (< 4° slope) have mostly one Auh horizon, while sites on steeper terrain (> 4° slope) have mostly two, sometimes up to three Auh horizons. The total volume of sites on slopes is positively correlated to the local slope, i.e. it increases with larger steepness of the terrain. Compared to reference soils, RCH soils are enriched in total soil organic carbon and especially in pyrogenic carbon. Vertical gradients of organic carbon concentrations in Auh and Cu horizons suggest an enrichment of non-pyrogenic organic matter in the topsoil and a vertical translocation of highly aromatic carbon compounds into intermediate and buried soil horizons. Furthermore, Auh horizons have a lower bulk density, a higher crystallinity ratio (Fed/Fet) of pedogenic iron oxides and are enriched in exchangeable elements (Ca2+, Mg2+, Mn2+) as well as oxalate extractable manganese-oxides compared to reference soils. A deep-learning based automated mapping workflow called ARCHMAGE (Automated Relict Charcoal Hearth Mapping and Geospatial Exploration) was created to gain a continuous, state wide database of RCH sites locations and other relevant geospatial information. This database, in combination with calculation of site specifics RCH volumes and soil carbon stocks, showed that in regions with high RCH site densities, significant additions to local soil organic and especially pyrogenic carbon stocks are present. This effect is scale dependent, with a larger effect size on county scale and below (≤ 1:650,000). N2 - Das zentrale Thema dieser Dissertation ist es die Auswirkungen der historischen Holzkohleindustrie auf heutige Bodenlandschaften in Connecticut, USA zu analysieren. Das erste Kapitel gibt einen Überblick über den Stand der Forschung zur räumlichen Verteilung, Morphologie und chemischen sowie physischen Bodeneigenschaften von historischen Holzkohlemeilern (HKM). HKMs sind einzigartige Boden-Mikrohabitate im Kontext von Flora und Fauna beschrieben werden. Das zentrale Forschungsziel wird durch die Frage gesteuert: Wie und in welchem Ausmaß beeinflusst die historische Holzkohleindustrie die Verteilung, Entwicklung und Eigenschaften der heutigen Böden in Connecticut, USA? Hier werden Ergebnisse aus zwei Feldkampagnen im Jahr 2017 und 2018 präsentiert, bei denen 52 HKM Standorte in Litchfield County, Connecticut, morphologisch analysiert und beprobt wurden. Die resultierende Datenbank umfasst mehr als 1245 Bodenproben von 154 Bodenprofilen und detaillierte stratigraphische und morphometrische Informationen für alle HKM-Standorte. HKM führen zu drei unterschiedlichen Böden bzw. Bodenhorizonten: Technosole mit kohlereichen A Horizonten (Auh Horizonte), mineralische Horizonte, die mehrere Auh-Horizonte teilen (Cu Horizonte) sowie begrabene reliktische Oberböden (Ahb Horizonte) oder begrabene mineralische Horizonte (Bwb Horizonte). Standorte auf flachem Gelände (< 4° Hangneigung) haben in der Regel einen Auh-Horizont, während Standorte auf steilerem Gelände (> 4° Hangneigung) in der Regel zwei, seltener auch drei Auh-Horizonte aufweisen. Das Gesamtvolumen der Standorte auf Hängen ist positiv mit der lokalen Hangneigung korreliert, d.h. es nimmt mit stärkerer Hangneigung zu. HKM-Böden sind mit organischem Kohlenstoff angereichert, insbesondere mit pyrogenem Kohlenstoff. Vertikale Gradienten der organischen Kohlenstoffverteilungen in Auh und Cu Horizonten deuten auf eine Anreicherung von nicht-pyrogenem organischen Material in Oberböden und eine vertikale Translokation von aromatischen Kohlenstoffverbindungen in Cu und begrabene Bodenhorizonte hin. Verglichen mit Referenzböden haben Auh Horizonte eine niedrigere Rohdichte, ein höheres Kristallinitätsverhältnis (Fed/Fet) von pedogenen Eisenoxiden und sind an austauschbaren Kationen (Ca2+, Mg2+, Mn2+) sowie an oxalatlöslichen Manganoxiden angereichert. Ein auf Deep Learning basierter, automatisierter Kartierungsansatz namens ARCHMAGE (Automated Relict Charcoal Hearth Mapping and Geospatial Exploration) wurde entwicklelt, um eine kontinuierliche, landesweite Datenbank von HKM-Standorten in Kombination mit anderen relevanten geografischen Informationen zu erhalten. Diese Datenbank in Kombination mit der Berechnung von Standort-spezifischen HKM-Volumina und Kohlenstoffbeständen zeigt, dass in Regionen mit hoher HKM-Standortdichte signifikante Anreicherungen zu organischen und pyrogenen Kohlenstoffvorräten vorhanden sind. Dieser skalenabhängige Effekt ist größer auf der Landkreisskala und darunter (≤ 1:650.000). T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 13 KW - Soil science KW - Geoarchaeology KW - Geomorphology KW - Bodenkunde KW - Geoarchäologie KW - Geomorphologie KW - Connecticut KW - Bodenkunde KW - Köhlerei KW - Meiler KW - Geoarchäologie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-65652 SN - 2196-4122 ER - TY - THES A1 - Hirsch, Florian T1 - Post-LGM-zeitliche Pedogenese und Geomorphodynamik in den spanischen Zentralpyrenäen T1 - Post-LGM soil development and geomorphodynamics in the Central Spanish Pyrenees N2 - Obwohl die pleistozänen Vereisungen bereits lange Gegenstand geowissenschaftlicher Forschung sind, wird das jüngste Glazial bezüglich Ausmaß und Chronologie kontrovers diskutiert. Für die spanischen Zentralpyrenäen wird derzeit, wie auch für andere Vergletscherungsgebiete während des Spätpleistozäns, eine zum globalen letzten glazialen Maximum (gLGM) frühere und damit asynchrone Vereisung angenommen. Aufgrund der zeitlichen Differenz von 10 ka bis 30 ka vor dem gLGM ist in den spanischen Zentralpyrenäen eine im Vergleich zu den gLGM-zeitlich geprägten Vergletscherungsgebieten differenzierte Geomorphodynamik und Bodenbildung zu erwarten. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Darstellung der spätquartären Bodenentwicklung und Geomorphodynamik in zwei benachbarten Tälern der spanischen Zentralpyrenäen, die beide von gLGM-asynchronen Gletschervorstößen geprägt wurden. Die Untersuchungen wurden mittels einer Kombination sedimentologischer und bodenkundlicher Methoden durchgeführt, um neben der Identifikation der Sedimentfazies die pedogene Entwicklung darzustellen. Die chronologische Einordnung der Befunde erfolgte mittels 15 optisch stimulierter Lumineszenzdatierungen (OSL-Datierungen) und einer 14C-Datierung. Die Ergebnisse belegen eine prozessual sehr ähnliche Landschaftsentwicklung wie in den mitteleuropäischen Glazial- und Periglazialgebieten. Zwar konnten in der vorliegenden Arbeit keine rißzeitlichen Sedimente datiert werden, die intensive Lessivierung auf den als rißzeitlich beschriebenen lössbedeckten Terrassen wird aber auf die Entwicklung einer Parabraunerde während des letzten Interglazials zurückgeführt. Mit dem Würm beginnt sowohl im Glazialraum als auch im Extraglazialraum eine Phase aktiver Geomorphodynamik. Für den Periglazialbereich können Lössanwehung um 61 ± 4 ka und Solifluktion um 55 ± 5 ka nachgewiesen werden. Die über glazialen Sedimenten hangenden und von Solifluktion und Lösseintrag geprägten Hauptlagen wurden zwischen 14,4 ± 1,2 ka bis 10,6 ± 0,8 ka gebildet. In den rezent von Lessivierung gekennzeichneten Hauptlagen wurden bei den mikromorphologischen Untersuchungen keine Pedorelikte einer früheren Bodenbildung gefunden. Dies weist unter Berücksichtigung der Altersdifferenz von etwa 20 ka zwischen den hier datierten Hauptlagen und dem bisher angenommenen Alter des letzten Gletschervorstoßes um 35 ka entweder auf eine markante Stabilität der Landschaft ohne jegliche Bodenentwicklung über einen Zeitraum von 20 ka oder auf eine massive Erosion vor 14,4 ka. Aufgrund der methodisch problematischen OSL-Datierungen, auf denen die Asynchronitätstheorie basiert, muss die gLGM-asynchrone Chronologie der spanischen Zentralpyrenäen stark angezweifelt werden. Diese Schlussfolgerung wird untermauert durch die in der jüngsten Literatur mehrfach beschriebenen maximalen Gletschervorstöße in den östlichen Pyrenäen, die zum gLGM-synchrone Alter aufweisen, und in Anbetracht der Befunde aus der vorliegenden Arbeit. N2 - According to the state of knowledge, the glacial advances in the Eastern Pyrenees were synchronous with the global LGM during the Late Pleistocene (MIS 2), but the glacial advances in the Central Spanish Pyrenees at MIS 3 were asynchron with the global LGM. Whereas in the Eastern Pyrenees the glacial advances are dated in several well agreeing studies by surface exposure dating of boulders from lateral or terminal moraines, the asynchronity of the Central Spanish Pyrenees was postulated mainly by OSL dating on glacial and fluvial sediments and on radiocarbon dating of pollen from lacustrine deposits. The time difference of about 15 ka raises the question if this is a result of (local) climate factors or owed to failures caused by using several dating techniques on different archives. Anyway, if this time lag is correct, post-LGM formation of soils and sediments from the Late Pleistocene should be different between the Eastern Pyrenees and the Central Spanish Pyrenees. The therefore applied a combined approach of geomorphological, sedimentological and pedological investigations to reconstruct the Late Quaternary landscape development in the Aragon- and Gallego Valley of the Central Spanish Pyrenees. Our study reveals that in both valleys the Pre-Holocene geomorphodynamics on the lateglacial deposits show clear analogies with findings from Pleistocene periglacial landscapes in Central Europe. For MIS 4 and early MIS 3 periglacial processes are proven by loess deposition and formation of solifluction sediments. The glacial sediments, which were dated in earlier studies into mid MIS 3 and counted so far as prove for the asynchronous LGM of the Central Spanish Pyrenees, are covered by periglacial deposits of lateglacial age (14 ka to 11 ka). Surprisingly neither the glacial sediments have pedogenic features that indicate lateglacial soil development, nor do the periglacial deposits show indications for lateglacial soil erosion. Therefore, soil formation began after the sedimentation of the periglacial deposits, either implying a striking timeframe of more than 15 ka with a stable landscape without any pedogenesis, or the untenability of the MIS 3 age of the glacial sediments. Because further phases of geomorphodynamics can be differentiated during the Holocene with truncated soil profiles and the correlate sediments of soil erosion next to undisturbed soils in periglacial sediments with a lateglacial age, the thesis of an asynchronous LGM in the Central Spanish Pyrenees is challenged and the findings advocate a synchronous LGM in the Gallego- and Aragon valley analog to the Eastern Pyrenees. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 5 KW - Mikromorphologie KW - Bodenentwicklung KW - Vergletscherung KW - Quartär KW - Pleistozän KW - Pyrenäen KW - Landschaftsentwicklung KW - Lessivierung KW - Mikromorphologie KW - Rubefizierung KW - Holozän KW - Bodenentwicklung KW - Landschaftsentwicklung KW - Pyrenäen KW - Sekundäre Carbonate KW - Bodenbildung KW - Late quaternary KW - Soil development KW - Soil genesis KW - Landscape development KW - Periglacial slope deposits KW - Micromorphology KW - Pyrenees KW - Rubefication KW - Secondary carbonates Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-43765 SN - 2196-4122 CY - Cottbus ER - TY - CHAP ED - Raab, Thomas ED - Gerwin, Werner ED - Hinz, Christoph ED - Krautblatter, Michael T1 - Anthropogenetische Geomorphologie - Geomorphologie im Anthropozän : Virtuelle Jahrestagung des Arbeitskreises für Geomorphologie 2020, 28./29. September 2020, BTU Cottbus - Senftenberg T1 - Anthropogenic geomorphology - Geomorphology in the anthropocene N2 - In diesem Band finden sich das Programm und die Kurzfassungen der Beiträge zur Jahrestagung 2020 des Deutschen Arbeitskreises für Geomorphologie, die am 28. und 29.9.2020 als virtuelle Konferenz stattgefunden hat. Die Tagung wurde von der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) ausgerichtet und von 120 Teilnehmer*innen besucht. Das Tagungsthema lautete „Anthropogenetische Geomorphologie – Geomorphologie im Anthropozän“ und befasste sich mit der aktuell unter verschiedenen Aspekten diskutierten Frage des Einflusses des Menschen auf seine natürliche Umgebung. Die Lausitz bietet mit den Bergbauaktivitäten eine Vielzahl von Beispielen von tiefgreifenden Veränderungen der Erdoberflächenformen durch menschliche Einflüsse. Die insgesamt 23, auf zwei Themenblöcke aufgeteilten Vorträge sowie 21 Posterbeiträge in drei thematischen Sessions zeigten darüber hinaus zahlreiche weitere Beispiele aus verschiedenen Regionen weltweit. Der internationale Charakter der Tagung wurde durch die große Zahl englischsprachiger Beiträge unterstrichen. N2 - This volume contains the program and the abstracts of the contributions to the 2020 annual conference of the German Working Group for Geomorphology, which took place on September 28 and 29, 2020 as a virtual conference. The conference was organized by the Brandenburg Technical University Cottbus-Senftenberg (BTU) and attended by 120 participants. The topic of the conference was "Anthropogenic Geomorphology - Geomorphology in the Anthropocene" and dealt with the issue of humans as a key driver for landform evolution, which is currently being discussed under various aspects. With its mining activities, Lusatia offers a multitude of examples of profound changes in the shape of the earth's surface due to human influences. The 23 talks, divided into two thematic blocks, as well as 21 poster contributions in three thematic sessions also showed numerous other examples from different regions around the world. The international character of the conference was underlined by the large number of contributions in English. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 9 KW - Anthropogenetische Geomorphologie KW - Geopedologie KW - Anthropozän KW - BTU KW - Anthropogenic geomorphology KW - Geopedology KW - Anthropocene KW - Geomorphologie KW - Anthropozän Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-53633 SN - 2196-4122 ER - TY - THES A1 - Schneider, Anna T1 - Spatial and temporal development of sediment mass balances during the initial phase of landform evolution in a small catchment N2 - The central topic of this dissertation is the 3D spatial description of geomorphic and sediment mass balance development in initial phases of ecosystem development. The introductory chapters give an overview on the consideration of characteristics and relevance of the initial development phase in geomorphological landform development concepts and summarize the state of the art of research for experimental studies on landform development and for 3D soil-landscape modeling approaches. The central aim of the work is a 3D-spatially and temporally resolved description of the development of mass balances of the sediment solid phase during the initial years of ecosystem development and of its dependence on initial and boundary conditions in the 6 ha, artificially-created catchment ‘Hühnerwasser’. This aim is approached using remotely-sensed data, methods of quantitative soil landscape modeling and geomorphic change detection, and the application of a numerical landscape evolution model. The construction of a 3D volume model of the catchment’s sediment body based on digital elevation data is described. Possibilities for the quantification of sediment mass balances and for the 3D spatial description of sediment properties within this model are discussed. Digital elevation models based on airborne and terrestrial laser scanning and photogrammetry are evaluated for their suitability for sediment mass balance quantification and reconstruction of initial morphologic development; and methods for the modification and combination of elevation data for improved sediment mass balance quantification are described. The development of the catchment’s surface morphometry and of the geometry of the evolving erosion rill network is reconstructed and analysed based on aerial photographs and digital elevation models. Relations between structures of the initial surface and the developing hydro-geomorphic structures are discussed. Effects of initial surface morphology and precipitation characteristics during the initial development phase are further assessed by simulations with a numeric landscape evolution model. Results allow for a quantification of geometry and volume of the catchment’s initial sediment body and for a visualization of sediment layers deposited in time intervals. It is shown that a combination of different elevation data, based on their suitability for depicting the sediment surface in areas of different morphologic and vegetation characteristics, allows for an improved quantification of sediment mass balances. Results allow for a characterization of phases of rill network growth, contraction and stabilization and suggest influences of initial morphology, precipitation characteristics, and developing structure-process-interactions on rill network geometry in the catchment. The phases of hydro-geomorphic surface structure evolution can be related to the spatial organization of surface flow patterns during initial phases of landform development. N2 - Die vorliegende Dissertation behandelt die 3D-räumliche Beschreibung der Entwicklung von Morphologie und Sedimentmassenbilanzen für Initialphasen der Ökosystementwicklung. Die einleitenden Kapitel geben einen Überblick über die Behandlung von Charakteristika und Relevanz der Initialphase der Reliefentwicklung in der geomorphologischen Systemtheorie und über den Stand der Forschung zu empirischen Untersuchungen zur initialen Reliefentwicklung und zu Methoden der 3D-räumlichen Modellierung von Relief und Landschaftsentwicklung. Zentrale Ziele dieser Arbeit sind die Beschreibung von Sedimentmassenbilanzen während der ersten Jahre der Ökosystementwicklung im 6 ha großen, künstlich angelegten Wassereinzugsgebiet ’Hühnerwasser’ in 3D-räumlicher und zeitlicher Auflösung und die Charakterisierung der Abhängigkeit dieser Entwicklung von den Ausgangs- und Randbedingungen. Die Fragestellung wird mithilfe von Fernerkundungsdaten, Methoden der quantitativen Bodenlandschaftsmodellierung und Simulationen mit einem Landschaftsentwicklungsmodell bearbeitet. Die Konstruktion eines 3D-Volumenmodells des Sedimentkörpers des Einzugsgebiets auf Basis von Höhendaten wird beschrieben, und Möglichkeiten zur Quantifizierung von Sedimentmassenbilanzen und zur 3D-räumlichen Beschreibung von Sedimenteigenschaften in einem solchen Modell werden aufgezeigt und diskutiert. Die Eignung von digitalen Höhenmodellen aus terrestrischem und airborne laser scanning und aus Photogrammetrie sowie Möglichkeiten der Weiterbearbeitung dieser Daten zur Quantifizierung von Sedimentmassenbilanzen werden untersucht. Auf Basis von Luftbildern und digitalen Geländemodellen werden Entwicklungsstadien der Oberflächenmorphologie und der Geometrie des sich entwickelnden Gerinnenetzes und ihre Abhängigkeit von Ausgangs- und Randbedingungen charakterisiert. Der Einfluss von initialen Oberflächenstrukturen und Niederschlagscharakteristika auf diese Entwicklung wird über Simulationen mit einem Landschaftsentwicklungsmodell weiter bewertet. Die Ergebnisse ermöglichen eine Quantifizierung von Geometrie und Volumen des initialen Sedimentkörpers und eine Visualisierung von in verschiedenen Zeiträumen abgelagerten Sedimentschichten. Die beschriebenen Methoden zur Weiterbearbeitung und Kombination verschiedener Höhendaten auf Basis ihrer jeweiligen Eignung zur Darstellung der Oberfläche in Bereichen unterschiedlicher Morphologie und Vegetationsbedeckung ermöglichen eine verbesserte Quantifizierung von Sedimentmassenbilanzen für das Einzugsgebiet. Die Ergebnisse zeigen Phasen der Ausbreitung und anschließenden Stabilisierung des Netzwerks von Erosionsrinnen und deuten auf Einflüsse der initialen Oberflächenstrukturen, der Niederschlagsverteilung und sich entwickelnder Struktur-Prozess-Rückkopplungen auf diese Entwicklung hin. Die beobachteten Phasen der morphologischen Entwicklung können vor dem Hintergrund der räumlichen Organisation von Oberflächenabflussmustern und sich verändernder Randbedingungen während der Initialphase der Reliefentwicklung charakterisiert werden. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 3 KW - Landscape development KW - Chicken Creek KW - Geomorphogenese KW - Sediment KW - Massenbilanz KW - Fernerkundung KW - Bodenlandschaftsmodell Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40621 SN - 2196-4122 CY - Cottbus ER - TY - THES A1 - Byizigiro, Rutazuyaza Vaillant T1 - Geomorphic processes associated with Small-Scale Opencast Mining and mitigation measures: case study of the Gatumba Mining District in the Western Highlands of Rwanda T1 - Geomorphologische Prozesse in Zusammenhang mit kleinskaligem Tagebau und Mitigationsmaßnahmen: Fallstudie des Gatumba- Bergbaugebiets im westlichen Hochland von Ruanda N2 - This thesis deals with geomorphic processes associated with Small-Scale Opencast Mining (SSOM) in the Gatumba sector of the Western Highlands of Rwanda. In this area tin and tantalum mining was carried out for decades, and it has brought about increase in the wealth and standard of living of the people. Though a lot has been done and achieved in soil erosion research, and despite the enormous wealth coming from mining in Rwanda and Gatumba sector in particular, the negative environmental impacts resulting from mining activities were overlooked by miners and stakeholders and are scarcely addressed in the research yet. This trend was bound to last since there were no valid guidelines for assessing impacts and reclamation of mine sites for the operators in the sector. It was recently, in 2007, that restoration of mining areas has received great attention from the Rwanda Geology and Mine Authority. The objective of the research was to assess and to increase the understanding of geomorphic impact produced by SSOM. In this regards, the following aspects which indicate the types and spatial distribution of geomorphic processes were measured: (i) investigate the landforms typical of SSOM, (ii) map the watershed morphometry of the study area, (iii) analyse the most relevant properties of soils in term of geomorphology, and (iv) to assess the soil loss potential in the study area. Primary and secondary data were collected from Government agencies and personal observations. Desk study to review papers and relevant literatures, field observation and experiments, laboratory analyses, mapping and modelling using RUSLE were combined together to develop a practical and integrated methodological approach to effect and realize the objectives. The argument guiding this analytical approach is that physical processes produced by mining cannot be assessed through a single method. The first step mainly concentrated on defining mining sites suitable for assessing geomorphic processes. Within the two studied mines, namely Ruhanga and Gatare, different plots were identified based on the post-mining land uses, to investigate the level of soil and landscape degradation by comparing them with that of control sites located outside of mining influence. Modelling using RUSLE in GIS interface enabled to quantify soil loss potential within the mines and the watershed. Results indicate that the direct processes associated with opencast mining commonly involve pitting and trenching. Indirect and less conspicuous processes emerge as a long-term consequence of mining. They include depletion of organic matter, compaction or loosening of soil particles in mine sites mostly reflected by low content in organic matter, low rating in soil stable aggregates, and often high soil bulk densities which are variably distributed within the mine sites. This could explain the restriction or lowering, or the rapid infiltration of water into the soil during field experiments, as a consequence probably of the sealing of soil pores or the formation of fissures around mine shafts, from which slides or slumps occur. In average, soil organic matter comprises between 1 and 2.5 % on control sites and ex-mine cultivated sites. organic matter content of soils on reclamation sites was in the same ranges with that of control and ex-mine cultivated sites, but could reach 4,8 % in topsoil of some sample locations. The ex-mine self-recovering sites present much lower organic matter content which doesn’t exceed 2 % in general. The soil aggregation rating of the area is from very low (8%) to low (≤13.5 %). In general, the bulk density ranges between 1.29 to 1.56 g cm-3, and locally can attain 1.76 g cm-3. As a consequence, the total porosity changes locally. Application of correlation and multiple regression models showed a strong influence of soil organic matter on the bulk density. Infiltration tests performed on different experimental sites showed differences of rates in water intake rates as in infiltration curves as well. Infiltration rates are variably distributed over the mines. They range from very slow (3.8 mmhr-1) to rapid (111.18 mm hr-1). Atterberg Limits analyses showed that soils of Gatumba Mining District do not possess extreme properties and they are suitable for engineering purposes. The liquid limit ranges between 51 % and 26 %, whereas the plastic limit is comprised between 22 % and 18 %. The highest plastic index (PI) determined was 29 % and the later soil had a plastic index of 6 %. The average soil loss in the Gatumba watershed is 27.45 t ha-1 yr-1 with a standard deviation of 0.891. More than 65% of land are prone to high rates of soil loss (exceeding 10 t ha-1 yr-1), and an increasing soil erosion follows increasing slope and land use patterns. The maxima of soil erosion rates are found in Upper Kibilira, Kirombozi and Gisuma catchments respectively. Based on different scenarios applied to quantify soil erosion rates, we found that more the organic matter content from 0. 5%, 2% and >2%) is increased with better support practice (from contour, strip and terrace), more the soil erosion potentials are decreased linearly, in the order of 18.8 to 17.8 t ha-1 yr-1 from 2% to >2 % of organic matter content respectively. To make SSOM more environmentally sustainable, there is a need of developing integrated practices and cross-cutting approaches that reduce the environmental impact of mining operations, and leave mine sites in an acceptable state for reuse by people or systems. Practices such as isolation of soil and earth material, stabilization of slopes and amendments of sites to be restored should be highly considered in the process of rehabilitation of affected sites. N2 - Diese Arbeit behandelt geomorphologische Prozesse, die im Zusammenhang mit kleinräumigen Tagebauen (Small-Scale Opencast Mining) in der Gatumba-Region des westlichen Hochlands von Ruanda auftreten. In diesem Gebiet fand jahrzehntelanger Zinn- und Tantalabbau statt, der das Einkommen und den Lebensstandard der Bevölkerung erhöht hat. Obwohl im Bereich der Bodenerosionsforschung viel unternommen und erreicht wurde, und trotz des aus dem Bergbau in Ruanda und Gatumba kommenden enormen Reichtums, wurden dessen negative Auswirkungen auf die Umwelt sowohl von Bergbautreibenden als auch anderen Interessengruppen ignoriert und von der Forschung weitgehend vernachlässigt. Dieser Zustand hat sich verfestigt, da es für die Akteure in der Region keine verbindlichen Regelungen hinsichtlich Erfassung von Auswirkungen des Bergbaus und Wiederherstellungsmaßnahmen gibt. Erst kürzlich, im Jahr 2007, hat die Wiederherstellung der Bergbaugebiete größere Aufmerksamkeit seitens der Ruandischen Geologie- und Bergbaubehörde erhalten. Das Ziel der Forschungsarbeiten war es, die geomorphologischen Auswirkungen von kleinräumigen Tagebauen abzuschätzen und besser zu verstehen. In diesem Zusammenhang wurden die folgenden Aspekte, die die Art und räumliche Verteilung von geomorphologischen Prozessen charakterisieren, erfasst: (i) Untersuchung der Landschaftsformen, die für SSOM kennzeichnend sind, (ii) Kartierung der Einzugsgebiets-Morphometrie im Untersuchungsgebiet, (iii) Analyse der relevantesten Bodeneigenschaften hinsichtlich der Geomorphologie, und (iv) Abschätzung der potentiellen Bodendegradation im Untersuchungsgebiet. Primäre und sekundäre Daten wurden bei Regierungsbehörden und durch eigene Beobachtungen zusammengestellt. Literaturrecherche, Feldbeobachtungen und-experimente, Laboranalysen, Kartierung und Modellierung mittels RUSLE wurden kombiniert um einen praktischen und integrativen methodischen Ansatz für das Erreichen der Zielstellungen zu entwickeln. Die Grundidee bei diesem analytischen Ansatz ist, dass die mit dem Bergbau assoziierten physikalischen Prozesse nicht durch nur eine einzige Methode erfasst werden können. In einem ersten Schritt wurden geeignete Tagebaue für die Erfassung geomorphologischer Prozesse bestimmt. Innerhalb der zwei untersuchten Tagebaue (Ruhanga und Gatare) wurden anhand der nachbergbaulichen Landnutzung verschiedene Untersuchungsflächen identifiziert, um den Grad der Boden- und Landschaftsdegradierung anhand des Vergleichs mit Kontrollstandorten außerhalb des bergbaulichen Einflusses zu untersuchen. Modellierung mit RUSLE über ein ArcGIS-Interface ermöglichte die Quantifizierung des Bodenabtragspotentials innerhalb der Tagebaue und des Einzugsgebiets Die Ergebnisse zeigen, dass die direkten Prozesse, die mit tagebaulichem Bergbau verbunden sind, üblicherweise die Anlage von Gruben und Gräben umfassen. Indirekte und weniger augenfällige Prozesse treten als langfristige Konsequenz des Bergbaus auf. Sie umfassen die Verringerung der organischen Substanz, Verdichtung oder Auflockerung von Bodenpartikeln an Bergbaustandorten, die meist mit einem niedrigen Gehalt an OS einhergeht, niedrige Gehalte an stabilen Bodenaggregaten, und oftmals hohen Lagerungsdichten, die variabel innerhalb der Bergbaustandorte verteilt sind. Dies könnte die Beschränkung oder Absenkung, oder die schnelle Infiltration von Wasser in den Boden während der Feldexperimente erklären, möglicherweise als Konsequenz der Porenversiegelung oder der Rissbildung um Minenschächte, von denen aus Rutschungen oder Grundbrüche entstehen. Die organischen Substanz-Gehalte reichen von 1 bis 2,5% an den Kontrollstandorten und landwirtschaftlich genutzten ehemaligen Bergbaustandorten. OS-Gehalte an wiederhergestellten Standorten waren in derselben Größenordnung wie die Kontrollstandorte und die landwirtschaftlich genutzten ehemaligen Bergbaustandorte. Die sich selbst erholenden Standorte im ehemaligen Tagebau weisen weit niedrigere organischen Substanz-Gehalte auf, die generell 2 % nicht überschreiten. Die Rate der Bodenaggregatbildung reicht von sehr gering (8 %) bis gering (≤13,5 %). Die Lagerungsdichten reichen von 1,29 bis 1,59 g cm-3, und können lokal bis 1,76 g cm-3 erreichen. Als Konsequenz ändert sich auch die Gesamtporosität lokal. Die Anwendung von Korrelations- und multiplen Regressionsmodellen ergab einen starken Einfluss der organischen Substanz auf die Lagerungsdichten. Infiltrationsexperimente, die an Proben der verschiedenen Versuchsstandorte durchgeführt wurden, zeigten Unterschiede sowohl bei der Wasseraufnahmerate als auch bei den Infiltrationskurven. Infiltrationskurven sind variabel über die Untersuchungsstandorte verteilt. Sie reichen von sehr langsam (3,8 mm h-1) bis schnell (111,2 mm h-1). Die Versuche zu den Atterberg’schen Grenzen zeigen, dass die Böden des Gatumba-Bergbaudistrikts keine extremen Eigenschaften aufweisen und für technische Maßnahmen geeignet sind. Die Fließgrenze liegt zwischen 26 % und 51 %, wohingegen die Ausrollgrenze Werte zwischen 18 % und 22 % umfasst. Die höchste gemessene Ausrollgrenze war 29 %, und dieser Boden wies eine Plastizitätszahl von 6 % auf. Der durchschnittliche Bodenabtrag im Gatumba Einzugsgebiet beträgt 27,45 t ha-1 a-1 mit einer Standardabweichung von 0,891. Mehr als 65 % des Landes sind anfällig für hohe Bodenabtragsraten (mehr als 10 t ha-1 a-1), und eine steigende Bodenerosion folgt steigenden Hangneigungen und Landnutzungsmustern. Die Höchstwerte der Bodenabtragungsraten finden sich jeweils im Oberen Kibilira, Kirombozi und Gisuma-Einzugsgebiet. Auf Grundlage verschiedener Szenarien, die zur Quantifizierung der Bodenerosionsraten angewendet wurden, zeigte sich, dass mit höheren organischen Substanz-Gehalten (2 % bis >2 %) und mit verbesserten Anbaupraktiken (Kontur-, Streifen-, Terrassenanbau) die Bodenerosionsraten linear in der Größenordnung von 17,8 bis 18,8 t ha-1 a-1 verringern. Um kleinräumigen Tagebauen umweltverträglicher zu gestalten bedarf es der Entwicklung integrierter Methoden und interdisziplinärer Ansätze die die Umweltfolgen von Bergbauoperationen reduzieren und Bergbaustandorte in einem nutzungsfähigen Zustand hinterlassen. Praktiken wie die Trennung von Boden und Gesteinsaushub, die Stabilisierung von Hängen und die Verbesserung von Wiederherstellungsstandorten sollten größte Berücksichtigung beim Rehabilitationsprozess betroffener Standorte finden. KW - Small-scale opencast mining KW - Geomorphology KW - Processes KW - Landforms KW - Mitigation strategies KW - Geomorphologie KW - Prozesse KW - Landformen KW - Schadensminderungsmaßnahmen KW - Kleinräumige Tagebaue KW - Zinn KW - Tantal KW - Tagebau KW - Geomorphologie KW - Landschaftsentwicklung KW - Schadensmindernde Maßnahme KW - Ruanda Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-36772 PB - BTU Cottbus-Senftenberg CY - Cottbus ER - TY - CHAP ED - Raab, Thomas ED - Raab, Alexandra ED - Gerwin, Werner ED - Schoppert, Franz ED - Dähnert, Detlef T1 - Landschaftswandel - landscape change N2 - Unter dem Motto „Landschaftswandel – Landscape Change“ haben der LSGL, das FZLB, das BLDAM, und die VEM im Juni 2009 ein gemeinsames Symposium an der BTU Cottbus organisiert und ausgerichtet. Um dem wachsenden wissenschaftlichen, politischen und gesellschaftlichen Interesse an dieser Thematik Rechnung zu tragen, sind in diesem Band ausgewählte Beiträge von Referenten des Symposiums veröffentlicht. Die Beiträge zeigen die Breite der am Thema „Landschaftswandel – Landscape Change“ beteiligten Disziplinen, Akteure und Regionen: vom Bergbaubetreiber über die Botanik zur Archäologie und der physischen Geographie, von der Lausitz über Bayern bis nach Griechenland. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 1 KW - Lausitz KW - Geoarchäologie KW - Palynologie KW - Archäologie KW - Lausitz KW - Landschaftsentwicklung KW - Geoarchäologie KW - Braunkohlenbergbau KW - Konferenzschrift KW - Cottbus 2009 Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40479 SN - 2196-4122 ER - TY - THES A1 - Sut, Magdalena Maria T1 - Detection and behavior of iron-cyanide complexes in soils of a former Manufactured Gas Plant site N2 - Soils and groundwater on sites of the former Manufactured Gas Plants (MGPs) are contaminated with various complex iron-cyanides (Fe-CN). The aim of this thesis was to evaluate a new method for the CN detection and to investigate the stability and retardation of Fe-CN complexes in soils. This study seeks for enhancing the efficiency of phytoremediation as a proper approach to decontaminate Fe-CN complexes and thus tries to make a contribution to environmental protection. Feasibility of Field Portable Near Infrared (FP NIR) Spectrometry to determine CN concentrations in soil was evaluated in order to develop a rapid and non-destructive in-situ method. The study revealed that FP NIR could be a reliable device for detecting CN concentrations >2400 mg kg−1 in the field and >1750 mg kg−1 after sample preparation in the laboratory, however the limits of detection are too high to replace the traditional methods. The applicability of neutral solution extraction to determine the water soluble CN fraction and the stability of Prussian Blue under saturated and unsaturated water conditions was studied in a column and batch experiments. Study revealed continuous solubility of Prussian Blue, in acidic and slightly alkaline MGP soils. Dissolution of ferric ferrocyanide under circum-neutral pH and oxic water conditions was proposed to be a function of time, where the released amount is dependent on the soil pH and total CN content. Modeling the long-term release of Fe-CN complexes from the MGP soils revealed two-phase-process. The fast released phase was attributed to the transport process of readily dissolved hexacyanoferrats that is taking place in the liquid phase combined with desorption of CN bound to heterogeneous surfaces that are in direct contact with aqueous phase (outer-sphere complexation). The CN release rates increased with increasing pH, decreased with low initial CN concentration and were retarded by the increase in OM content. The retardation of Fe-CN in soil was investigated in batch and column experiments. Experiments revealed that the excess of the available iron, which induced the formation of the Prussian Blue colloids despite the circum-neutral pH, was a very important factor in decreasing the CN concentration. Additionally, despite the chemical factors influencing the potential reaction with manganese oxides, the physical factors like pore size distribution, variation in the grain size etc. can reduce the CN concentration due to mechanical retention of the vertical colloidal ferric ferrocyanide movement. This study proposes colloidal vertical transport of the solid Fr-CN complexes as a potential alternative process influencing the CN mobility in the circum-neutral pH and under the excess of available iron conditions. The results presented in this thesis revealed limitations of the FP, but advancing the sample pretreatment procedures can improve the feasibility of the spectrometer in detecting CN signal. Long-term extraction with the distilled water provides reliable assessment of the potential environmental hazard due to continuous dissolution of the solid Fe-CN complexes. Inconsistency of the Prussian Blue stability reported in the literature to the one obtained in this study imply usage of the CN contaminated MGP soils, instead of synthetic solutions, to advance the knowledge concerning the solid Fe-CN dissolution behavior. Furthermore, in the non-acidic soils the CN solubility might be influenced by the equilibrium with manganese Fe-CN mineral. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 4 KW - Phytoremediation KW - Soil contamination KW - Cyanide KW - Remediation KW - FIA KW - NIR KW - Altlastsanierung KW - Phytoremediation KW - Übergangsmetallcyanide KW - NIR-Spektroskopie KW - Fließinjektionsanalyse Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40631 SN - 2196-4122 CY - Cottbus ER - TY - THES A1 - Dietrich, Nils T1 - Einflüsse unterschiedlich aufbereiteter Bioabfallgärreste auf die bodenphysikalischen Kennwerte von Ackerböden T1 - Influence of differently processed biowaste fermentation residues on the physical characteristics of arable soils N2 - Bioabfälle sind eine wertvolle Ressource, welche laut Kreislaufwirtschaftsgesetzt (KrWG) möglichst umfassend genutzt werden sollte. Hierfür bietet sich neben der aeroben Kompostierung der Einsatz von kommunalen Bioabfälle in Biogasanlagen an, wodurch neben dem stofflichen zusätzlich ein energetisches Recycling erfolgt. Um Gärreste im natürlichen Stoffkreislauf ganzheitlichen bodenbezogen einsetzen zu können, müssen rechtliche Qualitätsanforderung der Bioabfallverordnung (BioAbV) und der Düngeverordnung (DüV) eingehalten werden, was eine nachgelagerte Aufbereitung der Gärreste bedingt. Dabei ist die Landwirtschaft schon heute der Hauptabnehmer der bei der Bioabfallbehandlung erzeugten Komposte und Gärreste. Bedingt durch das heterogene Ausgangsmaterial Bioabfall und der anaeroben Behandlungsmethode unterscheiden sich die entstehenden Bioabfallgärreste von klassischen organischen Düngern (Mist, Kompost und Klärschlamm). Über die bodenphysikalische Wirkung aufbereiteter Bioabfallgärreste ist wenig bekannt, da der Fokus bei Abfallstoffen bisher eher auf den chemischen und biologischen Parametern liegt. Gemeinhin wird eine positive bodenphysikalische Wirkung bei Zuführung von organischer Substanz impliziert. Diese Annahme zu prüfen, ist Forschungsgegenstand dieser Arbeit. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Wirkung von vier unterschiedlich aufbereiteten Gärrestprodukten aus der Bioabfallvergärung auf die bodenphysikalischen Kennwerte in einem dreijährigen Feldversuch und fünf Gefäßversuchen (sandiger Boden) untersucht. Die verwendeten Gärrestsubstrate entstammen einer zweistufigen Biogasanlage und wurden im Nachgang nochmals kompostiert sowie teilweise pelletiert. Zur Charakterisierung des Einflusses der Gärrestprodukte auf die bodenphysikalischen Kennwerte wurden an gestörten und ungestörten Bodenproben aus dem Feldversuch sowie den Gefäßversuchen die Parameter Textur, Lagerungsdichte, Kennwerte der Wasserbindung, gesättigte Wasserleitfähigkeit und Luftleitfähigkeit unter Laborbedingungen bestimmt. Die Applikation von aufbereiteten Bioabfallgärreste auf landwirtschaftlichen Nutzflächen führt zu einer Zunahme des Gehalts an organischer Substanz im Boden und kann damit positiv auf die bodenphysikalischen Eigenschaften wirken. Innerhalb des dreijährigen Feldversuches und der Gefäßversuche konnten jedoch keine signifikanten Effekte der aufbereiteten Gärrestprodukte auf die bodenphysikalischen Kennwerte festgestellt werden. Da die Wirkung organischer Dünger auf physikalische Bodeneigenschaften sowohl von der applizierten Menge als auch von der Versuchsdauer abhängen, sind Effekte voranging in Langzeitversuchen festzustellen, was bei zukünftigen Versuchsdesignen beachtet werden sollte. N2 - Biowaste is a valuable resource, which, according to the Recycling Management Act (KrWG), should be used as extensively as possible. For this purpose, in addition to aerobic composting, the use of municipal bio-waste in biogas plants is an option, which means that, in addition to material-based recycling, energy-based recycling takes place. In order to be able to use digestate in the natural material cycle in a holistic soil-related manner, the legal quality requirements of the Biowaste Ordinance (BioAbV) and the Fertilizer Ordinance (DüV) must be complied with, requiring downstream processing of the digestate. The main part of the compost and digestate produced during biowaste treatment is already used by agriculture. Due to the heterogeneity of the raw material bio-waste and due to the anaerobic treatment method, the resulting bio-waste fermentation residues differ from conventional organic fertilizers (manure, compost and sewage sludge). Little is known about the physical effects of processed biowaste fermentation residues on the soil, as the focus in the case of waste materials has so far tended to be on the chemical and biological parameters. In general, a positive effect on the soil physics is implied when adding organic matter. Testing this assumption is the subject of this thesis. As part of this work, the effect of four differently processed digestate products from biowaste fermentation on the soil physical parameters was investigated in a three-year field test and five container tests (carried out in sandy soil). The applied digestate substrates originate from a two-stage biogas plant and were subsequently composted again as well partially pelletized. To characterize the influence of the digestate products on the soil physical characteristics, the parameters texture, storage density, characteristics of water binding, saturated water conductivity and air conductivity were determined under laboratory conditions on disturbed and undisturbed soil samples from the field test and the container tests. The application of processed biowaste digestate on agricultural land leads to an increase in the content of organic matter in the soil and can thus have a positive effect on the soil physical characteristics. However, within the three-year field test and the vessel tests, no significant effects of the processed digestate on the soil physical properties could be determined. Since the effect of organic fertilizers on the soil physical properties depends both on the amount applied and on the duration of the experiment, effects must be determined in long-term experiments. The trial design of future experiments should thus be chosen accordingly. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 12 KW - Bodenphysik KW - Organische Bodenhilfsstoffe KW - Gärreste KW - Pellets KW - Lagerungsdichte KW - Soil physics KW - Organic soil additives KW - Pellets KW - Bulk density KW - Bodenphysik KW - Gärrest KW - Bodendichte KW - Organisches Düngemittel KW - Pellet Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-56539 ER - TY - THES A1 - Nicolay, Alexander T1 - Untersuchungen zur (prä-)historischen Relief-, Boden- und Landschaftsentwicklung im südlichen Brandenburg (Niederlausitz) T1 - Investigations on (pre-)historic relief, soil and landscape development in southern Brandenburg (Lower Lusatia) N2 - Ausgangspunkt für die vorliegende Arbeit war die Annahme, dass die archäologisch dokumentierte historische und moderne Holzkohleproduktion (17. bis 19. Jhd.) im Gebiet der Niederlausitzer Braunkohlentagebaue (Südbrandenburg) äolische Dynamik i.S. einer Umweltverwüstung auslöste. Hauptgegenstand der Untersuchungen waren natürliche sowie nutzungsbedingte Veränderungen des Reliefs und des Bodens im Bereich von Kleintälern, Dünen- und Flugsandfeldern. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit den kausalen Zusammenhängen zwischen Landschaftsentwicklung (Relief-, Substrat- und Pedogenese) und (prä-)historischer Landnutzung, insbesondere im Hinblick auf die Rekonstruktion geomorphologischer Teilaktivitäts- bzw. –stabilitätsphasen auseinander. Sie knüpft damit an eine Reihe jüngerer Arbeiten zur postglazialen Landschaftsentwicklung in Ost- und Nordostdeutschland an. Zur räumlichen und zeitlichen Abgrenzung und zur Charakterisierung der äolischen Dynamik sowie der pedogenen Entwicklung wurden mittels sedimentologisch-bodenkundlicher Methoden pedostratigraphische Detailuntersuchungen an archäologischen Sondagen und begrabenen Bodenprofilen durchgeführt. Die chronologische Einordnung der Befunde in den Kontext der Kultur- und Siedlungsgeschichte erfolgte Anhand 29 optisch stimulierter Lumineszenz-Datierungen (OSL) an äolischen und fluvialen Sedimenten sowie anhand 27 14C-Datierungen an begrabenen Böden. Archäologische Befunde sowie historische Karten wurden in die Betrachtung einbezogen und trugen wesentlich zur Rekonstruktion der Landschaftsgeschichte bei. Im Ergebnis der Untersuchungen wurden neun Phasen morphologischer Teilaktivität bzw. -stabilität identifiziert. Phasen äolischer Aktivität wurden für die jüngere Dryas, das durch Menschen wenig beeinflusste Präboreal/Boreal sowie mehrheitlich für das ältere Holozän nachgewiesen. Äolische Umlagerungsprozesse und Bodenbildungen konnten zudem mit germanischen und mittelalterlichen sowie erstmals mit modernen Siedlungs- und Landnutzungsphasen korreliert werden. Die äolische Umlagerung konzentriert sich dabei vor allem auf siedlungsnahe Randbereiche. Siedlungsferne Bereiche sind aufgrund ihrer Marginalität bzw. ihrer anhaltend forstlichen Nutzung dagegen unbeeinflusst. Phasen morphologischer Stabilität sind durch Bodenbildungen sowie Nachweise ehemaliger ackerbaulicher Nutzung charakterisiert. Als maßgebliche pedogenetische Prozesse wurden die für Mitteleuropa typische Verbraunung/Verlehmung und Podsolierung identifiziert. Die Podsolierung der Braunerden fand den Ergebnissen zufolge frühestens in der Bronzezeit statt. Die jüngste Phase wurde auf ca. 250 Jahre alten äolischen Sedimenten nachgewiesen. Die vorliegenden Ergebnisse bekräftigen die bislang vorliegenden Ergebnisse überregionaler Forschungen zur Thematik, tragen aufgrund ihrer Regionalität und Interdisziplinarität jedoch wesentlich zum Verständnis der Kultur- und Landschaftsentwicklung in der Niederlausitz bei. N2 - Starting point for the present work was the assumption that archaeological evidence of historic and modern charcoal production (17th to 19th century) in Southern Brandenburg causes aeolian sand drifting in the sense of environmental devastation. Main subject of the pedostratigraphic investigations were natural as well as land-use related changes of the relief and soil within small valleys, dune fields and drift sand areas. The present study deals with the casual links between landscape development (relief, substrate- and soil formation) and (pre-)historic land-use development focussing on reconstruction phases of geomorphological in-/activity. It ties in with a series of recent works on postglacial landscape development in East and Northeast Germany. To study the age and the causes of aeolian dynamics, stabilization and soil formation periods, on large archaeological survey trenches and (buried) soil profiles standard soil physical and chemical laboratory analyses as well as optically stimulated luminescence (OSL) and radiocarbon dating (14C) were carried out. To reconstruct landscape development also archaeological features as well as historical maps were included in the spectrum of methods. The result of the investigation was that 9 phases of morphological stability and activity were identified. Evidence of intensive drift sand formation was identified for the younger dryas period, the boreal/preboreal and the older holocene. Aeolian relocation / drift sand formation and soil formation processes could also be correlated with germanic, mediaeval and for the first time in this region with modern settlement- and land-use phases. The aeolian mobilization of quarternary sediments concentrates on areas close to settlements, while unsettled and undisturbed areas were uninfected due to forestry. Phases of morphological stability are characterized by soil formation and proofed by evidence of agricultural land-use (plough marks). The main pedological processes identified was brunification which indicate geomorphological stability at least until the Bronze Age. Podsolization took place at the earliest in the Bronze Age. The more recent phase of podsolization has been proven on 250 a year old aeolian sediments. The results of the study confirm older and supra-regional research. Due to the local character and interdisciplinarity, the results substantially contribute to a better understanding of the contexts and interactions between settlement, land-use and landscape development. KW - Äolische Dynamik KW - Bodenentwicklung KW - Bodenerosion KW - Landschaftsentwicklung KW - Geoarchäologie KW - Drift sand KW - Soil formation KW - Soil erosion KW - Landscape development KW - Geoarchaeology KW - Bodenentwicklung KW - Bodenerosion KW - Geoarchäologie KW - Landschaftsentwicklung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-44334 ER - TY - BOOK A1 - Raab, Alexandra A1 - Raab, Thomas A1 - Bonhage, Alexander A1 - Schneider, Anna A1 - Hirsch, Florian A1 - Agthe, Markus A1 - Pommerenke, Alf T1 - Historische Köhlerei in Südbrandenburg - Begleitband zum Köhlerpfad Waldschule Kleinsee T1 - Historical charcoal burning in South Brandenburg – Accompanying book to the Köhlerpfad Waldschule Kleinsee N2 - Im Rahmen des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projektes „Erfassung und Bewertung von vorindustriellen Meilerstandorten in Brandenburg – Ein Beitrag zur Bewahrung, Sicherung und nachhaltigen Nutzung einer historischen Kulturlandschaft” (Az 34082/01) wurde ein Lehrpfad im Tauerschen Forst angelegt. Der Köhlerpfad Waldschule Kleinsee übernimmt eine wichtige Funktion bei der Vermittlung von archäologischen und umweltwissenschaftlichen Themen für Bildungseinrichtungen und für die interessierte Öffentlichkeit. Der Begleitband zum Köhlerpfad ergänzt die an vier Stationen des Lehrpfads vermittelten Themen zur „Historischen Köhlerei im Tauerschen Forst“, „Aufbau und Betrieb eines Holzkohlemeilers“, „Relikte der historischen Köhlerei“ und „Historische Köhlerei als Forschungsthema“. Darüber hinaus bietet der Begleitband umfassendes Hintergrundwissen zur historischen Köhlerei im Allgemeinen und zur Köhlerei im Tauerschen Forst im Speziellen. N2 - Within the framework of the DBU-funded Project „Registration and evaluation of pre-industrial charcoal burning locations in Brandenburg – A contribution to the preservation, protection and sustainable use of a historical cultural landscape” (Az 34082/01) an educational trail was established in the Tauer Forst district. The Köhlerpfad Waldschule Kleinsee fulfils an important function transmitting knowledge of archaeological and environmental topics for educational institutions and for the interested public. The accompanying book supplements the topics “Historical charcoal burning in the forest district Tauer”, “Construction and operation of a charcoal hearth”, “Relicts of historical charcoal burning” and “Historical charcoal production as research topic”. In addition, the accompanying book presents comprehensive background information about historical charcoal burning in general, and in particular about charcoal burning in the forest district Tauer. T3 - Geopedology and Landscape Development Research Series - 11 KW - Lausitz KW - Tauerscher Forst KW - Holzkohlemeiler KW - Archäologie KW - Umweltwissenschaften KW - Lausatia KW - Forest distric Tauer KW - Charcoal hearth KW - Archaeology KW - Environmental science KW - Tauer (Landkreis Spree-Neiße) KW - Niederlausitz KW - Lehrpfad KW - Köhlerei KW - Meiler KW - Geoarchäologie Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-54883 ER -