Zusammenfassung

Ziel dieser Arbeit war es, den Wasser- und Stoffhaushalt der Böden in der Elbaue bei Lenzen zu charakterisieren und seine Veränderung nach einer möglichen Rückdeichung zu prognostizieren. Dies erforderte nicht nur die Beschreibung der Böden in ihrem Aufbau und ihrer stofflichen Zusammensetzung, sondern auch die Herausarbeitung der stattfindenden Prozesse. Hierbei war es notwendig, den Fluß mit seiner Aue als Einheit zu betrachten.

Das Untersuchungsgebiet liegt im Bereich der unteren Mittelelbe zwischen den Strom-km 472 und 485. Der geologische Aufbau des Untergrunds ist maßgeblich durch die Saale- und Weichseleiszeit geprägt. Die sandigen Sedimente der letztgenannten stellen die Basis, auf dem die holozänen Ablagerungen das ehemals stark reliefierte Gelände soweit ausgeglichen haben, daß heutzutage nur eine feinstrukturierte Geländeoberfläche zu erkennen ist. Diese befindet sich mit Höhen zwischen 15,0 und 17,5 m NN häufig nur wenige Dezimeter oberhalb der Mittelwasserlinie (MW) der Elbe. Die höchsten natürlichen Erhebungen im Untersuchungsgebiet bilden mit maximal + 3 m über MW die oftmals stromparallelen Uferwälle. Das Klima ist als Übergangsklima zwischen ozeanischem und kontinentalem zu bezeichnen. Die Jahresdurchschnittstemperatur beträgt 8,3 °C, im Mittel fallen im Jahr 580 mm Niederschlag. Bis zum Ende des 18. Jahrhunderts war der Großteil des Untersuchungsgebietes waldbestanden. In den folgenden Jahrzehnten wurde nahezu der komplette Baumbestand abgeholzt. Heute findet sich in den meisten Bereichen eine unter Grünland betriebene Offenlandschaft.

Insgesamt umfaßt das Untersuchungsgebiet 1410 ha, wovon knapp 1/5 auf die Vordeichsbereiche entfallen. In Übereinstimmung mit allen Verbundprojektpartnern wurden innerhalb dieses Areals fünf charakteristische Testflächen unterschiedlicher Größe (4 - 47 ha) ausgewählt, auf denen zur Aufnahme der bodenkundlich relevanten physikalischen, chemischen und hydrologischen Parameter insgesamt sechs Teststandorte eingerichtet wurden. Drei von ihnen repräsentieren im Außendeichsbereich eine Sequenz unterschiedlich hoher Standorte: Rinne ('Lütkenwisch-Rinne' LS), Hochfläche ('Lütkenwisch-Hochfläche' LP) und Uferwall ('Elbholz' EH). Die drei binnendeichs gelegenen unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Vegetation: Auwald ('Eichwald' EW), Auwald-Anpflanzung ('Oberholz' OH) und Grünland ('Drei-Felder' DF).

Die Testfläche 'Lütkenwisch' beinhaltet zwei Teststandorte. Zum einen handelt es sich um einen tiefgelegenen Auen-Anmoorgley aus Auenschlamm über Auenlehm ('LS'), zum anderen um eine lehmbedeckte Hochfläche ('LP'), die als (vergleyte) Norm-Vega aus Auentonschluff über Auensanden anzusprechen ist. Bei dem in einem Auwaldrest gelegenen sandigen Uferwall 'Elbholz' läßt sich eine Auen-Braunerde aus Auensanden ausweisen. Die hinter dem Deich befindlichen Standorte zeigen eine überwiegend feinkörnige Textur unterschiedlicher Mächtigkeit über sandigen Lagen. Der Standort 'Eichwald', in einem Hartholzauwaldrest gelegen, befindet sich auf einer partiell sandüberdeckten Lehmfläche mit zahlreichen Kleinstrukturen. Besonderes Merkmal dieses in der Qualmwasserzone gelegenen Standortes ist eine ca. 20 cm mächtige Raseneisensteinschicht. Das beschriebene Profil ist eine Gley-Vega aus geschichteten Substraten, die von schluffigem Ton bis Mittelsand reichen. Der auf einer kleinen Plateaufläche befindliche Standort 'Drei-Felder' ist ein Auengley aus stark wechselnden Substraten. Bei der Fläche 'Oberholz' handelt es sich um ein homogenes Areal dichter Auenlehmdeckschichten, das Teststandort-Profil ist eine Gley-Vega aus Auenschluffton.

Bei der bodenkundlichen Kartierung zeigte sich, daß die in der Bundesrepublik derzeit gültige Klassifikation für eine exakte Differenzierung der vorkommenden Böden nicht ausreicht. Neben Unzulänglichkeiten, die bestimmte Merkmalskombinationen nicht zulassen, ist die eindeutige Ansprache des Hydromorphierungsgrades bisher nicht möglich. Im Rahmen dieser Arbeit sind deshalb Verbesserungsvorschläge entwickelt worden, die das Ziel einer präziseren Horizontansprache haben. Es wurde eine von dem Humusgehaltskriterium abweichende Definition des aM-Horizontes vorgenommen, um auch umgelagertes Bodenmaterial ohne ausreichende Humusanteile gegen aC-Horizonte abzugrenzen. Außerdem wurden die hydromorphen von den anhydromorphen Horizonten anhand ihres jeweiligen Fleckenanteils unterschieden und eine hydromorphe Reihe aufgestellt, bei der die hydromorph bedingte Grundfarbe des Bodens als entscheidendes Abgrenzungskriterium fungiert. Für eine umfassende Typisierung der Böden waren sowohl Erweiterungen auf dem Subtypniveau als auch bei den Übergangsformen innerhalb der Klasse der Auenböden aber auch der Gleye notwendig. Um die Böden in den vegetationskundlich besonders interessanten Sand- und Schlammfluren im Uferbereich benennen zu können, wurden in der Klasse der semisubhydrischen Böden die Auen-Rohböden eingeführt. Die Aue läßt sich anhand der Deichlinie in einen reliktischen und einen rezenten Teil untergliedern. Kennzeichnend für die oberflächig anstehenden Substrate im rezenten Teil sind über die Elbe eingetragene, stark erhöhte, anthropogen bedingte Schadstoffgehalte. Aus diesem Grund wurde zur Benennung der Substrate neben dem Auensand und dem Auenlehm noch ein dritter Substrattyp für feinkornreiche, organogene Ablagerungen hoher Schadstoffbelastung, der des Auenschlamms, zugelassen. An der Mittelelbe weist dieser typischerweise einen Corg.-Gehalt > 5 % und eine Zn-Konzentration > 500 mg/kg auf.

Der allgemeine Aufbau der Böden im Untersuchungsgebiet wurde zum einen durch 296 Bohrungen (meist bis 4 m Tiefe) erfaßt, zum anderen wurden historische Quellen, v.a. die Daten der Bodenschätzung (RBS) und der Mittelmaßstäbigen landwirtschaftlichen Standortkartierung (MMK) EDV-gerecht aufbereitet und ausgewertet. Als vorherrschende Bodenart geben sowohl die RBS als auch die MMK 'Ton' an, 'Sand' macht einen Flächenanteil von 20 % aus. Dies konnte anhand der eigenen Untersuchungen präzisiert werden. Die Auenlehmdecke wies im Untersuchungsgebiet eine durchschnittliche Mächtigkeit von 1,5 m auf, stellenweise betrug sie jedoch mehr als 4 m oder fehlte gänzlich. Binnendeichs überwiegend aus schluffigen Tonen bestehend, waren es außendeichs sandige Lehme, was auf ein nach der Eindeichung verändertes Sediment-Dargebot der Elbe schließen läßt.

Lediglich 17 % der bei der Kartierung vorgefundenen Böden sind als Auenböden im Sinne der KA 4 zu verstehen. Der weitaus überwiegende Teil fällt aufgrund der Höhenlage hydromorpher Horizonte als Subtyp in die Klasse der Gleye. Von den 14 nach modifizierter Klassifikation ausgewiesenen Bodensubtypen konnte der Norm-Auengley am häufigsten angesprochen werden (33 %), gefolgt vom Auen-Naßgley (18 %), dem Vega-Gley (12 %) und dem Auen-Wechselgley (10 %). Insgesamt machten die Bodensubtypen mit dominierenden hydromorphen Eigenschaften in den obersten vier Dezimetern fast 2/3 aller Aufnahmen aus. Die mittlere Höhenlage der hydromorphen Horizonte betrug (bei einer Geländeoberfläche aller aufgenommenen Böden zwischen - 0,1 und + 3,0 m MW) für die Oberkante des Go-Horizontes 0,3 m MW, des Gor-Horizontes - 0,2 m MW und des Gr-Horizontes - 1,7 m MW. Die große Spanne zwischen den angetroffenen Minimal- und Maximalwerten zeigte, daß allein die Kenntnis der Höhenlage über dem Mittelwasserstand nicht ausreicht, um den Grad der Hydromorphierung und damit den Bodensubtyp zu prognostizieren. Als Einfluß nehmende Faktoren sind zu nennen: die Bodenart, der Gehalt an organischer Substanz, die Lage (direkter Überflutungsbereich, Qualmwasserzone, Nähe zum Entwässerungssystem), eventuelle Stauwassersituationen, die einem ungehinderten Abfluß entgegenwirken, sowie besondere morphologische Strukturen (z.B. hochgelegene Mulden).

Zur Feststellung der Elementverhältnisse wurden in den Außendeichsflächen 372 Horizontmischproben (davon 198 Oberbodenproben) entnommen und analysiert. Aus dem eingedeichten Bereich stammten 391 Ober- und 154 Unterbodenproben. Sie wurden auf ihre Körnung, Leitfähigkeit und Reaktion sowie auf hinsichtlich der Fragestellung aussagekräftige Inhaltsstoffe analysiert. Ungestörte Bodenproben lieferten Aussagen zur Porung und den pF-WG-Kurven. Jeweils an einem Stichtag wurden Wasserproben aus Elbe und Löcknitz sowie Grundwasserproben an den Pegeln entnommen und zusammen mit der über eine Saugkerzenanlage gewonnenen Bodenlösung, dem Niederschlag und den Proben aus einer einmaligen Beprobung der Grundwasserbrunnen ebenfalls auf wesentliche Inhaltsstoffe untersucht. An den sechs Teststandorten erfolgte im wöchentlichen (bis teilweise täglichen) Rhythmus in der Zeit vom 01.07.1997 bis zum 30.11.1999 im kontinuierlichen und diskontinuierlichen Meßbetrieb jeweils in fünf Meßtiefen die Aufnahme folgender Parameter: Wassergehalt, Wasserspannung, Redoxspannung und Bodentemperatur. Außerdem wurden Niederschlagsmenge und Grundwasserstand ermittelt.

Hinsichtlich des pH-Wertes waren zwischen den Landschaftseinheiten nur geringe Unterschiede auszumachen. Insgesamt bewegte sich die Reaktion der Böden zwischen sehr sauer und schwach alkalisch. Die Leitfähigkeit wies eine sehr große Spannweite auf. Tendenziell zeigten höher gelegene Bereiche aufgrund des zunehmenden Niederschlag- bzw. abnehmenden Elbwasser-Einflusses eine niedrigere Leitfähigkeit. Außer dem rein tonigen und dem rein schluffigen Bereich wurde bei den Böden des Untersuchungsgebietes nahezu das gesamte Körnungsspektrum abgedeckt. Es war eine leichte Abhängigkeit des Sandanteiles von der relativen Höhe dahingehend zu erkennen, daß sowohl besonders niedrige als auch hohe Lagen grobkörniger waren als mittlere Bereiche.

Die Bodentemperatur ist eine wichtige Einflußgröße, die vor allem die mikrobielle Aktivität beeinflußt und u.a. die Dauer der Vegetationsperiode mitbestimmt. Die Jahresmitteltemperatur betrug während des Meßzeitraumes in 50 cm Bodentiefe 9,5 °C, zwischen den Sommer- und Wintermonaten traten in dieser Tiefe Differenzen von bis zu 9,1 °C auf, was einen mesischen Wärmehaushalt ergibt. Die Extreme der gemessenen Bodentemperaturen betrugen 0,5 °C bzw. 19,6 °C. Beide wurden in 20 cm Bodentiefe gemessen. Allgemein konnte festgestellt werden, daß die unterschiedlichen Vegetationstypen den Wärmehaushalt der Böden stark beeinflussen. Während sich im Frühjahr und Sommer ein direkt sonnenbestrahlter Standort ('DF') schneller und stärker erwärmte als ein beschatteter ('EW'), sorgte am letzteren im Winter eine isolierende Laubschicht auf der Bodenoberfläche für eine geringere Abkühlung gegenüber dem unbedeckten. Dagegen hatten Wassergehalt, Mineralbestand und Dichte eine nur untergeordnete Auswirkung auf die Bodentemperatur. Je nachdem, ob eine Überflutung im Sommer oder Winter stattfand, führte sie aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen Boden- und Wasserkörper zu einer Erwärmung bzw. Abkühlung gegenüber nicht überfluteten Bereichen. Dasselbe traf auch für ansteigendes Grundwasser zu.

Die Lösung und Ausfällung von Bodeninhaltsstoffen wird maßgeblich durch die Redoxspannung beeinflußt, welche u.a. abhängig vom Wassersättigungsgrad eines Bodens, dem Gehalt an organischer Substanz sowie der Bodentemperatur (und damit der mikrobiellen Aktivität) ist. In Horizonten mit einem Corg.-Gehalt < 1 % führte lediglich eine Wassersättigung > 90 % zu einem Potentialrückgang, bei Gehalten > 2 % geschah dies teilweise bereits ab einer Sättigung von 30 %. Die Standorte 'EH' und 'DF' (mit Ausnahme einer Meßtiefe) waren über den gesamten Untersuchungszeitraum ausschließlich oxidativ geprägt (> 500 mV). Dagegen wurden am Standort 'LS' in 135 cm Tiefe in 97 % des Meßzeitraumes Redoxwerte < 150 mV festgestellt. Der Gesamtbereich aller Aufnahmen erstreckte sich von - 160 bis + 960 mV, wobei der Abschnitt zwischen + 150 und + 500 mV in der Regel schnell durchschritten wurde, die Horizonte dementsprechend entweder überwiegend reduziert oder weitgehend oxidiert vorlagen. Weiterhin war zu beobachten, daß die Geschwindigkeit des Potentialabfalls während einer sommerlichen Überflutung wesentlich größer war als im Winter. Grundsätzlich stimmten die vorgefundenen redoximorphen Merkmale in den einzelnen Profilen gut mit den gemessenen Potentialen überein.

Innerhalb des Meßzeitraumes wurden am Pegel Lenzen Wasserstände zwischen 13,4 und 18,8 m NN bei einem langjährigen mittleren Wasserstand von 15,5 m NN aufgezeichnet. In dieser Zeit liefen insgesamt vier Hochwasserwellen auf, zwei im Winter und jeweils eine im Sommer bzw. Herbst. Während die drei außendeichs gelegenen Standorte dem direkten Überflutungsgeschehen der Elbe unterliegen, sind die hinter dem Deich befindlichen Standorte 'EW' und 'OH' Qualmwasser beeinflußt. Der vom Deich am weitesten entfernt gelegene Standort 'DF' wird aufgrund der regulierenden Wirkung eines Grabensystems nur noch geringfügig vom Flußgeschehen geprägt, weshalb er auch die geringsten Grundwasserstandsschwankungen (insgesamt 30 % des Elbpegels in dieser Zeit) aufwies. Die größte Amplitude war mit 70 % am Standort 'EH' festzustellen. Der an den Teststandorten vorgefundene Pegelstand war abhängig von der Höhe in bezug zum Mittelwasser, der Lage zum Deich und dem Profilaufbau. An feinkörnigen Standorten war eine zeitliche Verzögerung sowie eine Dämpfung der im Profil nachvollzogenen Wasserstandsänderungen der Elbe zu beobachten. Der höchste mittlere Grundwasserstand trat mit 0,9 m unter GOF am Rinnenstandort 'LS' auf, der niedrigste am Standort 'EH' (3,0 m unter GOF). Anhand der gemessenen Grundwasserstände konnten in weiten Bereichen die Ergebnisse des vom Teilprojekt Hydrogeologie aufgestellten Grundwassermodells bestätigt werden. Zu einer hoch- bzw. qualmwasserbedingten Überstauung kam es innerhalb des 29-monatigen Untersuchungszeitraumes an fünf Teststandorten ('LS': 226 d, 'OH': 72 d, 'EW': 55 d, 'LP': 35 d, 'EH': 7 d). Einzig der Standort 'DF' wurde nicht überflutet.

Die Angaben zum Wassergehalt einer Meßtiefe erhalten erst in Verbindung mit dem entsprechenden Gesamtporenvolumen, der Feldkapazität und dem permanenten Welkepunkt eine ökologische Bedeutung. Aus diesem Grund wurde ein bestehendes Verfahren zur Ermittlung der Feld-pF-Kurve den speziellen Anforderungen angepaßt sowie eine aus der Ableitung der realen Evapotranspiration verbesserte Bestimmung der klimatischen Wasserbilanz erarbeitet. Hiermit wurden Aussagen über den nutzbaren Wasservorrat und dessen zeitliche Veränderung an den Teststandorten erbracht. Größtenteils lag der Wassergehalt in den untersuchten Horizonten jeweils im optimal pflanzenverfügbaren Bereich. Gegen Ende der Sommermonate betrug der verbleibende Wasservorrat bis in 1,5 m Tiefe zumeist weniger als 100 mm, während er zu Hochwasserzeiten auf > 500 mm anstieg. Über die Anwendung der ermittelten Feld-pF-Kurve ließen sich Wasserspannungswerte aus Wassergehalten auch oberhalb von 1000 hPa verläßlich berechnen. Während für die Naßphasen eine Steuerung der jeweiligen Wasserspannung fast ausschließlich über die Lage des Profils zum Mittelwasserstand nachzuweisen war, zeigten die Trockenphasen eine Abhängigkeit von der Vegetation bzw. der Textur und erst nachgeschaltet zum Mittelwasser. Maßgebliche Steuergröße war allerdings die klimatische Wasserbilanz.

Ein Unterschied in der Wasserentnahme zwischen Auwald und Grünland konnte insofern beobachtet werden, als daß sie unter Auwald auch in tieferen Bodenschichten stattfand, wobei sandige, organikfreie Lagen ausgespart blieben. Unter Grünland erfolgte die Zehrung hauptsächlich aus den obersten 50 cm, Wasservorräte aus darunter folgenden Lagen wurden nicht ausgeschöpft. Eine Austrocknung des Unterbodens (ca. 1,5 m, Wasserspannung > 500 hPa) war im Sommer 1999 an drei Standorten ('EH', 'EW', 'OH') festzustellen. Eine Überschreitung des permanenten Welkepunktes trat bis in 50 cm Tiefe an vier der sechs Standorten ('EH', 'LP', 'EW', 'OH') auf, allerdings ausschließlich im niederschlagsarmen Jahr 1999. Die Textur verursachte bei den feinkörnigen Profilen ('EW', 'OH') stark wechselnde Bindungseigenschaften. Charakteristisch war ein abrupter Übergang der Wasserspannung innerhalb von wenigen Tagen von < 25 hPa auf > 500 hPa und umgekehrt. Der sandige Standort 'EH' unter Auwald zeigte bei relativ hohen Sommerniederschlägen (1998) die günstigste Feuchteverteilung aller Teststandorte, bei mittleren bis geringen Niederschlagsmengen (1999) traten aber im Oberboden dauerhafte Austrocknungen auf.

Die Typisierung des Bodenwasserhaushaltes erfolgte, aufbauend auf ein bereits existierendes System, mit Hilfe eines Bodenfeuchtedreiecks. Dies eröffnete nicht nur die Möglichkeit, sowohl die Wasserhaushalts-Tiefenprofile als auch deren zeitliche Entwicklung graphisch darzustellen, es konnten über die Kopplung mit den die Naß- und Trockenphasen im Boden am stärksten beeinflussenden Faktoren Elbwasserstand und klimatische Wasserbilanz auch Wahrscheinlichkeiten angegeben werden, mit denen bestimmte Kombinationen vorkommen können. Unter der Vorgabe definierter Veränderungen eines der beiden Parameter (hier des Elbwasserstandes) wurde es möglich, die Auswirkungen auf den Wasserhaushalt der Böden vorherzusagen (s.u.). Während des Untersuchungszeitraumes wiesen die Böden der Teststandorte einen überwiegend frischen bis feuchten Charakter auf. Im Untergrund ließen sie sich häufig als naß bezeichnen, in Richtung Oberboden nahm gegenüber dem Naß- der Feuchteanteil zu. Außerdem stieg je nach Witterungsverlauf auch der Trockenanteil zur Geländeoberfläche hin an. Durch den Eintrag der Meßergebnisse aus den einzelnen Aufzeichnungstiefen in die Bodenfeuchtedreiecke konnte der stark dynamische Charakter der untersuchten Standorte demonstriert werden.

Die Gewinnung frischer Sedimente mittels Kunstrasenmatten diente der Bestimmung der auf den Außendeichsböden zur Ablagerung kommenden Schwebstoffe hinsichtlich ihrer Qualität und eingeschränkt auch ihrer Quantität. Eine Beziehung der Stoffeinträge zur Topographie konnte aufgestellt werden. Demnach betrugen auf sehr hochgelegenen Standorten die mittleren jährlichen Sedimentablagerungen 0,2 - 0,5 kg/m², auf mittelhohen Bereichen fand ein Eintrag von 0,5 - 1,5 kg/m² statt und auf niedrig gelegenen betrug dieser 2,0 - 4,0 kg/m². Es zeigte sich, daß aufgrund der steten Nachlieferung die Nähr- und Schadstoffgehalte in den Außendeichsbereichen größtenteils (stark) erhöht waren. Einzig Kalium wies eine nur leichte Anreicherung durch die Hochfluten auf, so daß auch hier die pflanzenverfügbaren Anteile auf geringem Niveau lagen. Die Phosphor-Versorgung war ebenfalls überwiegend als gering zu bezeichnen. Aufgrund hoher Einträge war die Pflanzenverfügbarkeit vor dem Deich jedoch deutlich besser als dahinter. Parallel zum Phosphor ist es binnendeichs beim Stickstoff aufgrund des Entzuges über die Landwirtschaft bei gleichzeitig unterlassener Düngung zu einer deutlichen Aushagerung gekommen. Dennoch war das C/N-Verhältnis sowohl binnendeichs als auch außendeichs sehr eng. Der partikuläre Eintrag an diesen beiden Elementen wirkte sich demzufolge überwiegend auf das Gesamtniveau aus, es kam aufgrund des Eintrags unzersetzter kohlenstoffreicher Streustoffe nur zu einer leichten Aufweitung der Beziehung. Allgemein konnte festgestellt werden, daß in den Außendeichsbereichen der Eintrag der gelösten Stoffe weit hinter dem partikulären Eintrag zurücktrat. Binnendeichs fand dagegen der Eintrag ausschließlich gelöst über das Qualmwasser bzw. Grundwasser statt. Es kam hier in den Unterböden in Abhängigkeit von der Redoxspannung im Anschluß an Reduktionsphasen bei Potentialanstieg zu einer Ausfällung von Eisen und Mangan und einer Copräzipitation von Phosphor, Arsen und Kupfer, so daß in den betreffenden Horizonten die Gehalte an die der Außendeichsböden heranreichten.

Um den Grad der Beeinflussung der verschiedenen Gewässerkompartimente (Elb-, Löcknitz-, Grund- und Niederschlagswasser) nachvollziehen zu können, eigneten sich die in der Bodenlösung festgestellten, standortspezifischen Ca/Mg-Verhältnisse. Für die Außendeichsstandorte war zu beobachten, daß die Porenwässer je nach Probenahmesituation eine Mischung von Elb- und Niederschlagswasser aufwiesen. Anhand der Befunde der Binnendeichsstandorte konnte belegt werden, daß der stark Qualmwasser beeinflußte Standort 'EW' eindeutig elbetypische Konzentrationen aufwies, während der Wasserkörper in dem 1,5 km vom Deich entfernten Standort 'DF' löcknitzbürtig war. Am räumlich dazwischen liegenden Standort 'OH' war folgerichtig eine Mischung aus Elb- und Löcknitzwasser festzustellen. Die Chlorid-Konzentration der Bodenlösung zeichnet im Normalfall aufgrund ihrer geringen Beteiligung an Umsetzungsprozessen die Wasserbewegung im Bodenkörper sehr gut nach. Es zeigte sich, daß es während der Hochwasserphasen an den Standorten 'EH', 'LP', 'OH' und 'EW' zumindest zeitweilig zu einem vertikalen Konzentrationsausgleich als Resultat einer kompletten Durchströmung im Bodenprofil gekommen ist. Die Dauer war abhängig von der jeweiligen Wasserwegigkeit. Am Standort 'LS' verhinderte eine stark dichtende, tiefliegende Auenlehmschicht das Durchströmen und am Standort 'DF' wurde das aufsteigende Grundwasser vor Erreichen der Geländeoberfläche in das Grabensystem abgeführt. Desweiteren war an der Konzentration der Kationen und Anionen in der Bodenlösung gut der Redoxzustand abzulesen. Beispielsweise stieg die Eisen- und Mangankonzentration in den Saugkerzenwässern stark an, wenn die Redoxspannung unter 200 mV absank.

Da die Böden in der Aue das Resultat teilweise über mehrere Jahrhunderte andauernder Sedimentationsprozesse darstellen und sich insbesondere seit der Industrialisierung die Zusammensetzung der Elbe vor allem in Hinblick auf die Schadstoffbelastung, aber auch der transportierten Nährstofffrachten verändert hat, ist das Wissen über die stoffliche Zusammensetzung des Elbwassers zum Verständnis des Bodenaufbaus notwendig. Seit Anfang der 90er Jahre des vergangenen Jahrhunderts hat sich die Wasserqualität der Elbe sowie der darin enthaltenen Schwebstoffe elementspezifisch zum Teil erheblich verbessert, sie befindet sich allerdings, gemessen an den Zielvorgaben der ARGE ELBE, auf immer noch zu hohem Niveau. In den letzten Jahren hat eine Stagnation in der Entwicklung stattgefunden, so daß ein weiterer Belastungsrückgang zumindest in naher Zukunft nicht zu erwarten ist. Derzeit sind die frischen schwebstoffbürtigen Sedimente der Elbe gegenüber ihren natürlich bedingten Ausgangskonzentrationen in folgender absteigender Reihe angereichert: Cd >> Zn > Hg > As > Pb > Cu > Ni > Cr. In den Oberböden der Vordeichsländer ließ sich bei den Spurenelementen eine Schadstoffanreicherung analog der Elbsedimente aufstellen. Die Beurteilung der Spurenmetallgehalte in den Außendeichsbereichen nach Bundes-Bodenschutzgesetz zeigte auf, daß insbesondere für den Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze, durch die flächenhafte Überschreitung des Maßnahmenwertes von Quecksilber und teilweise auch Arsen von einer Gefährdung auszugehen ist.

Es ist beabsichtigt, durch Deichverlegung eine zusätzliche Fläche von 350 bis 670 ha direkt der Überflutung auszusetzen. Der Anschluß der dann ausgedeichten Böden an das Überflutungsgeschehen soll über eine mehrfache Schlitzung des jetzigen Hochwasserschutzdeiches erfolgen. Anhand der vorliegenden Untersuchungsergebnisse konnten folgende Prognosen über die Veränderungen von Wasser- und Stoffhaushalt nach Rückdeichung getätigt werden: Aufgrund des größeren Fließquerschnitts wird die Wasserspiegelhöhe der Elbe bei gleicher Wassermenge im Hochwasserfall abnehmen. Dies führt dazu, daß die Überflutungswahrscheinlichkeit und der mittlere Grundwasserstand an den aktuellen Außendeichsstandorten leicht zurückgehen werden. Gleichzeitig steigt der der Binnendeichsstandorte je nach Geländehöhe und Lage zum nächstgelegenen Deichschlitz an. Demzufolge wird hinsichtlich des Bodenwasserhaushaltes außendeichs ein leichter Rückgang der Naßphasen zu beobachten sein, während sie in den aktuellen Binnendeichsflächen innerhalb der jetzigen Qualmwasserzone leicht und außerhalb sogar stark zunehmen werden.

Bezüglich des Stoffhaushaltes ist gegenüber dem Ausgangszustand von einem starken Nährstoff- und Spurenmetalleintrag in die geplanten Außendeichsbereiche auszugehen, während auf den schon bestehenden Vordeichsflächen aufgrund der tendenziell zurückgehenden Überflutungshäufigkeit im Vergleich zur heutigen Situation mit einer leicht verminderten Zufuhr zu rechnen ist. Im Falle der Fortsetzung der landwirtschaftlichen Nutzung sind v.a. die Schadstoffeinträge in das bisher nur geogen belastete Rückdeichungsareal kritisch. Am Beispiel Quecksilber kann ein Elementeintrag hochgerechnet werden, der in strömungsberuhigten Zonen die nach Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung maximal zulässige zusätzliche jährliche Fracht um mehr als das 100fache übertrifft. In diesem Szenario wäre der Maßnahmenwert von Quecksilber für den Wirkungspfad Boden - Nutzpflanze an Rinnenstandorten innerhalb von 9 - 15 Jahren überschritten, in mittelhohen Bereichen nach mehreren Jahrzehnten und auf Uferwällen nach ungefähr einem Jahrhundert.

Auf Grundlage der Prognosen wurden Umsetzungsempfehlungen zum Deichbau bzw. der dafür nötigen Bodenentnahme u.a. dahingehend gegeben, daß die Ein- und Ausstrombereiche des alten Deiches so gestaltet werden sollten, daß es in der Rückdeichungsfläche zu auentypischen Prozessen wie Sedimentation und Erosion kommen kann, gleichzeitig aber ausgedehnte Stillwasserbereiche möglichst vermieden werden, da es in diesen zu einer verstärkten Sedimentation von belasteten, feinkornreichen, organogenen Sedimenten käme. Aufgrund des Schadstoffeintrages ist anzuraten, ein regelmäßiges Monitoringprogramm zu etablieren. Mittelfristig ist ein Ausstieg aus der landwirtschaftlichen Nutzung zu empfehlen.

Die vorliegenden Ergebnisse über den Wasser- und Stoffhaushalt der Böden im Untersuchungsgebiet und die aus dem Ist-Zustand abgeleitete Prognose über die möglichen Veränderungen nach Rückdeichung belegen, daß die Durchführung der Maßnahme nicht nur positive Veränderungen bewirken wird. Da mit der neuen Deichlinie aber eine Ausweitung von Standorten, die einen auentypischen Wasser- und Stoffhaushalt aufweisen, verbunden wäre und hiermit das Potential zur Ausbildung auentypischer Lebensgemeinschaften gestärkt werden würde, ergibt sich aus bodenkundlicher Sicht eine Befürwortung der Deichrückverlegung.