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Die Gesamtheit der im Boden lebenden Organismen wird als Edaphon bezeichnet. Die Einteilung des Edaphons in Mikroflora, Mikrofauna, Mesofauna und Makrofauna erfolgt anhand des Korperdurchmessers der Organismen. Dies spiegelt den besiedelbaren Porenraum im Boden wider (Abb. 4.1-1). Mikroflora (Bakterien, Pilze, Algen) und Mikrofauna (Protozoen, Nematoden) bilden die Gemeinschaft der Mikroorganismen in Boden. Die Bodenorganismen beeinflussen die Bodenbildung (Pedogenese) direkt (z. B. durch Graben und Abbau organischer Substanz) oder indirekt (z. B. durch Fressen von Pflanzenwurzeln). Zu den permanenten Bodenorganismen gehoren Bodenmikroorganismen und alle Bodentiere, die samtliche Lebensstadien im Boden verbringen. Permanente Bodenorganismen konnen jedoch als Dauerformen (Cysten, Sporen) oder sorbiert an Staubpartikel aber die Atmosphare verbreitet werden. Innerhalb des Bodenprofils kann ein aktiver oder passiver Transport von Bodenorganismen erfolgen.

Die Bodengenetik ist die Lehre von der Entwicklung der Boden. Ein Boden ist ein Naturkorper, der an der Erdoberflache unter einem bestimmten Klima, einer bestimmten streuliefernden Vegetation und Population von Bodenorganismen durch bodenbildende Prozesse (Verwitterung und Mineralbildung, Zersetzung und Humifizierung, Gefugebildung und verschiedene Stoffumlagerungen) aus einem Gestein entsteht.

Alle Boden unserer Erde sind nutzlich. Sie dienen dem Naturhaushalt, der Pflanzen- und Tierproduktion oder vielfaltigen Zwecken der Zivilisation (vgl. Kap. 1.2). Je groser die Bevolkerung unserer Erde wird, desto mehr konkurrieren verschiedene Nutzungen um ein und denselben Boden. Deshalb wird haufiger die Grundfrage gestellt: Ist dieser Boden fur eine bestimmte Nutzung geeignet? Diese Frage ist so alt wie der Umgang mit Boden. Schon die Menschen der Steinzeit mussten sich fragen, ob es Gewinn bringt, den Wald zu roden und ihn zu ackerbaulichen Zwecken umzufunktionieren. Auch die Anfange der Bodensystematik sind in der Nutzbarkeit der Boden begrundet (vgl. Kap. 7). Die wichtigste Einschatzung ist nach wie vor die Frage nach der Bodenfruchtbarkeit bzw. nach dem Ertragspotenzial der Boden fur verschiedene Kulturen. Am besten uberliefert ist uns aus romischer und griechischer Literatur die Koinzidenz von Bodeneinteilung und Nutzungseignung unserer Boden.

Boden sind der belebte Teil der obersten Erdkruste. Sie besitzen eine Machtigkeit von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Zehner Metern bei einer Dicke der Erdkruste von meist 5…40 km. Die Erdkruste ist wiederum Teil der im Mittel ca. 100 km dicken Lithosphare, die sich aus den tektonischen Platten mit den Kontinenten zusammensetzt. Die gesamte Strecke von der Erdoberflache bis zum Erdmittelpunkt betragt 6.370 km. Bei diesen Grosenverhaltnissen wird deutlich, dass Boden die dunne und verletzliche Haut der Erde bilden, die besonderer Aufmerksamkeit bedarf.

Boden sind die naturlichen Standorte fur alle Landpflanzen, die ihre Wurzeln im Bodenraum ausbilden und dadurch im Boden verankert sind sowie uber ihr Wurzelsystem mit Wasser, Sauerstoff und Nahrstoffen aus dem Boden versorgt werden. Hierfur ist eine gute Durchwurzelbarkeit und Grundigkeit der Boden erforderlich (Kap. 9.1). Auserdem mussen Boden genugend pflanzenverfugbares Wasser speichern konnen (Kap. 9.2), eine ausreichende Durchluftung (Kap. 6.5 und 9.3) und Bodenwarme (Kap. 6.6 und 9.4) aufweisen sowie ausreichende Mengen an verfugbaren Pflanzennahrstoffen enthalten (Kap. 9.5).

Die Stellung der Boden im Stoffkreislauf der Lithosphare (Abb. 2.1-1) zeigt, dass an der Gesteinsbildung, der Lithogenese, eine grose Zahl von Prozessen in Form eines Kreislaufs beteiligt sind. Beim Abkuhlen glutflussigen Magmas entstehen am Beginn der Lithogenese Gesteine durch Kristallisation aus der Schmelze. Sie unterliegen weiteren vielfaltigen Veranderungen durch die Prozesse Verwitterung, Abtragung, Transport, Ablagerung, Diagenese, Metamorphose und Anatexis, die sich zu einem Kreislauf zusammenschliesen. In diesem Kreislauf sind die Boden eine bedeutsame Station. Sie sind einerseits das Ergebnis der Gesteinsumwandlung in Kontakt mit Atmosphare und Biosphare (Pedogenese) und liefern andererseits Material fur die Bildung neuer Gesteine. Daher sind Boden nicht ohne Gesteinskenntnis zu verstehen und zu klassifizieren, ebenso wenig aber auch viele Gesteine nicht ohne Kenntnis der Boden (Kittrick 1985).

Viele Regelungsfunktionen von Boden beruhen auf biogeochemischen Prozessen und werden deshalb von den chemischen Eigenschaften der Boden beeinflusst. Beispiele hierfur sind die Speicherung und Nachlieferung von Nahrstoffen, die Sorption und der Abbau von Schadstoffen sowie die Pufferung von Saureeintragen. Chemische Prozesse an Grenzflachen sind dabei von herausragender Bedeutung. Etwa 40–60 % des Bodenvolumens bestehen aus Poren, die je nach aktueller Bodenfeuchte mit Wasser (Bodenlosung) und Gasen (Bodenluft) gefullt sein konnen. Die feste Bodensubstanz besteht uberwiegend aus Mineralen und kleineren Anteilen organischer Substanzen. In diesem porosen System aus mineralischen und organischen Bodenpartikeln, Gasen, wassrigen Losungen und Organismen bilden sich enorm grose und chemisch reaktive Grenzflachen aus. An diesen Grenzflachen konnen Ionen und Molekule adsorbiert, komplexiert, oxidiert, reduziert, ausgefallt oder chemisch umgewandelt werden. Dieses Kapitel bietet eine Einfuhrung in wichtige chemische Eigenschaften und Prozesse, die das Verhalten von Nahr- und Schadstoffen in Boden kontrollieren.

Boden als Teil von Okosystemen erbringen eine Reihe von Funktionen fur Mensch und Umwelt. Die Funktionen der Boden sind Lebensraum-, Nutzungs-, Transformations-, Filter-, Puffer- und Archivfunktion (s. Kap. 1). Sie sind potenziell durch menschliche Aktivitaten gefahrdet. Zu unterscheiden sind stoffliche Belastungen durch industrielle Emissionen, Ausbringen von Schlammen und Baggergut und nicht stoffliche Belastungen wie Erosion, Befahren mit schwerem Gerat oder Abgrabungen. In Kapitel 10.1 bis 10.4 werden Eintragspfade, Verhalten und Wirkungen anorganischer Stoffe, Nanomaterialien und organischer Schadstoffe beschrieben. Kapitel 10.5 beschreibt Gefahrdungen durch Komposte, Gullen, Klarschlammen und Baggergut. Auf die toxikologische und okotoxikologische Bewertung stofflicher Belastungen wird in Kap. 10.6, auf Bodensanierungsverfahren in Kap. 10.7 eingegangen. Gefahrdungen der Bodenfunktionen durch Bodenerosion und mechanische Bodenverformung werden in Kap. 10.8 ausfuhrlich behandelt.