MoorInform - Das Moor

Das Moor und seine Bestandteile

Was versteht man eigentlich unter dem Begriff Moor?

Das Moor ist bekannt als ein feuchtes, sumpfähnliches Gebiet mit einer besonderen Pflanzengesellschaft und einer Torfschicht (Bertelsmann 1999). Chemisch gesehen bieten Moore eine nasse, sauerstoffarme und durch das Torf (im Torf enthaltene Huminsäuren/ Humussäuren) meist relativ saure Umgebung, die somit einen guten Schutz vor Oxidierung und bestimmten Mikroorganismen bietet.

Warum ist das Moor so feucht?

Moore bilden sich in Gegenden, wo dem Boden mehr Wasser zugeführt wird als abläuft, versickert oder verdunstet (Bertelsmann 1999). Dieser Effekt kann durch topographisch bedingte Vernässung und durch wasserundurchlässige Gesteins- und Erdschichten hervorgerufen werden.

Worin liegt der Unterschied zum ebenfalls feuchten Sumpf?

Der Sumpf ist gekennzeichnet durch eine reiche Vegetation aus Sumpfpflanzen. Die Abgrenzung von Mooren zu Sümpfen liegt darin, dass die Zersetzung abgestorbener Pflanzen in Sümpfen auf Grund ausreichender Sauerstoffzufuhr nicht oder kaum gehemmt wird. Deshalb entsteht in Sümpfen kein Torf, sondern Sumpfhumus. Nach einer Seeverlandung kann ein Sumpf-Stadium bis zur Moorbildung durchlaufen werden. Dies zeigt eine gewisse Verwandtschaft zwischen Moor und Sumpf (Hoops 2002).

Was ist Torf?

Torf ist eine Anhäufung organischer Substanzen. Diese zumeist aus toten Pflanzenresten bestehende Masse ist auf Grund von Sauerstoffmangel unvollständig zersetzt worden. Sie kann nur im Moor bei ganzjährig hohem Wasserangebot im Prozess der Vertorfung gebildet werden. Der Vertorfungsprozess läuft in drei Schritten ab: Als erstes setzt eine Verwesung der organischen Substanz ein. Diese, auch Mineralisierung genannt, findet unter Zutritt des Luftsauerstoffs statt. Wenn die organische Substanz in eine tiefere Schicht, die Wasserschicht absinkt, dann kommt es zum Vermoderungsprozess. In dieser Schicht ist nur eine unzureichende Sauerstoffzufuhr vorhanden, da der Sauerstoff eine begrenzte Diffusionsrate in Wasser aufweist. Der letzte Schritt ist die Fäulnis in einem sauerstofffreien Milieu (Hoops 2002).

Welche Schichten werden beim Moor unterschieden?

Die obere Vegetationsschicht, auch Akrotelm genannt, ist eine wässerige Schicht. Während die Katotelm-Schicht, die überwiegend aus Torf besteht, eher eine feste Konsistenz hat. Die Torfschicht bildet sich über Jahre. Je nach äußeren Einflüssen wächst das Katotelm ca. 1 mm bis 1 cm pro Jahr (Gümbel 2004). Jedoch nur wenn ein fortwährender Anstieg des mooreigenen Grundwassers gegeben ist, kann der Torfkörper an Mächtigkeit zunehmen (Hoops 2002). Ein solcher Vorgang dauert nach den oben genannten Wachstumsangaben Jahrhunderte.

Wodurch bilden sich die Unterschiede der verschiedenen Moore?

Die individuelle Zusammensetzung der verschiedenen Katotelm-Inhaltsstoffe hängt von den Entstehungsbedingungen ab, z.B.:
Zu-/ Abfluss von Wasser
Mineralstoffe
pH-Wert
torfbildende Organismen/ Pflanzen
Zersetzungsgrad
Alle diese Faktoren stehen miteinander in direktem Zusammenhang.
Es gibt unterschiedliche Arten der Klassifizierung. Hauptsächlich unterscheidet man anhand des pH-Wertes fünf Moortypen:
Hochmoore   -   oligotroph-sauer
Sauer-Zwischenmoore   -   mesotroph-sauer
Basen-Zwischenmoore   -   mesotroph-subneutral
Kalk-Zwischenmoore   -   mesotroph-kalkhaltig
Niedermoore   -   eutroph
Etwas vereinfacht dargestellt:
Hochmoortorf - stark sauer (3<pH<5)
Übergangsmoortorf – schwach sauer
(3,5<pH<6)
Niedermoortorf – schwach sauer bis basisch
(4<pH<7,5)
                                    (Gümbel 2004)

Das eutrophe (nährstoffreiche) Flachmoor (Zwischen- und Niedermoor) ist vom Grundwasserstand abhängig und bildet sich bei der Verlandung von Seen und Flussläufen. Das Hochmoor entsteht hingegen nur durch Niederschläge (ombrogen), die nicht ablaufen können. Fehlendes Grundwasser bewirkt eine Nährstoff- und Kalkarmut (Bertelsmann 1999). Die Pflanzennährsalze werden nur ombrotroph bereitgestellt.
Wie genau entstehen Nieder- und Hochmoor?
Durch das Absterben von Pflanzen in stillen Gewässern sinken die toten Zellstoffe auf den Grund. Weil im Wasser wenig Sauerstoff vorhanden ist, kommt es nicht zur restlosen Zersetzung. Mit der Zeit lagert sich so am Grund eine organische Schicht ab. Dieser Prozess setzt sich fort und es findet sozusagen eine Umwandlung des Gewässers zu Moor statt.
Das Wasser und der Boden des Niedermoors sind reich an Mineralstoffen (minerotroph). Aufgrund der Verbindung der Elemente können Stoffe ausgetauscht werden. In diesem Punkt besteht ein wichtiger Unterschied zum Hochmoor, das arm an Mineralien ist.

Wie stehen Nieder- und Hochmoor miteinander in Verbindung?

,,Wenn ein See zu einem Niedermoor geworden ist, kann unter bestimmten Umständen die Niedermoorbildung in eine Hochmoorbildung übergehen. Der zentrale Bereich des Moores verliert seine Bindung an die Umgebung und kann vom Grundwasser nicht mehr erreicht werden. Das Moor wird ganz und gar vom Regenwasser abhängig“ (van der Sanden 1996).

Die Entwicklung vom Niedermoor zum Hochmoor

Ein offenes Gewässer (1) verlandet allmählich zum Niedermoor (3). Torfmoose sorgen dafür, dass das Moor seinen eigenen Wasserspiegel aufbaut und weit über die Umgebung hinaus wächst. In diesem Stadium ist das Moor baumlos (5).

In welchen Gebieten kann es überhaupt Moore geben, bei einer solch starken Klimaabhängigkeit?

Weltweit sind Moore in unterschiedlicher Ausprägung verbreitet, jedoch nicht in ausgesprochenen Trocken- und Eisgebieten. ,,Ihre größte Verbreitung und Mächtigkeit erreichen sie in den gemäßigten und kühlen Breiten der N-Hemisphäre (Nordhalbkugel), in Deutschland v.a. in Nordwestdeutschland, wo einzelne Moore einst Flächen von mehr als 100 km² bedeckten, im Alpenvorland und in den Mittelgebirgen“,(Hoops 2002). Aber auch in Finnland, Irland, Schweden, Norwegen, Nordamerika und speziell Kanada sind Moore zu finden. Die Schätzungen der globalen Moorfläche mit einer Mächtigkeit von mindestens 30 cm gehen weit auseinander. In einigen Quellen ist von 150 Millionen Hektar die Rede, in anderen heißt es, dass es insgesamt 500 Millionen Hektar Moor auf der Erde gibt (van der Sanden 1996).

Welcher Pflanzenbewuchs ist typisch für Moore?

Die verschiedenen Moortypen bieten unterschiedliche Vorraussetzungen, an die sich nur bestimmte Pflanzenarten anpassen können. Der Bewuchs ist unter anderem abhängig von der Tiefe, der Bewegung und der chemischen Zusammensetzung des Wassers. Aber selbstverständlich spielt das natürliche Verbreitungsgebiet der Pflanzen auch eine wichtige Rolle. Auf Grund dessen sind im Hochmoor andere Spezies aufzufinden als z.B. im Niedermoor.
Während das Hochmoortorf hauptsächlich von Moosen (Sphagnen) und Wollgräsern gebildet wird, entstanden die Torfe des Übergangsmoores größten Teils aus kraut- und holzreichen Pflanzen. Die an der Oberfläche des Hochmoorwassers schwimmenden Torfmoosdecken täuschen eine Begehbarkeit vor.

Welcher Moortyp hat die größere Pflanzenvielfalt? Was bewirkt eine große Pflanzenvielfalt?

Die größte Pflanzenvielfalt hat das Niedermoor. Deshalb werden naturgemäß auch eine Vielzahl von Stoffen in den Vertorfungsprozess mit eingebracht. Neben ätherischen Ölen, Farbstoffen, Harzen (bestehend u.a. aus gesättigten Kohlenwasserstoffen, gesättigten Fettalkoholen, Sterine und Ketoalkoholen) und Wachsen wurden auch Wirkstoffe wie Bakterizide (Substanz, die Bakterienzellen schädigt und abtötet) und Fungizide (chemischer/ biologischer Wirkstoff, der Pilze mitsamt Sporen abtötet oder ihr Wachstum für die Zeit seiner Wirksamkeit verhindert) genannt (Bechara 2001).
Organische Bestandteile werden wie oben angesprochen zum großen Teil von Pflanzen und Mikroorganismen in der Akrotelm-Schicht durch Stoffwechselvorgänge ,,produziert“. Aerobe Bakterien und Pilze sind in der Lage, Kohlenhydrate, Fette, Eiweißverbindungen und Lignin (wesentliche Ausgangssubstanz für Huminsäuren) abzubauen.
Es gibt eine Klassifizierung der organischen Bestandteile von lufttrockenem Torf in Cellulose, Hemicellulosen, Humine, Huminsäuren, Lignin, Pektine und Torfbitumen (Substanz aus Asphalten, Harzen und Wachsen) (Souci, Sommer 1959). Durch bestimmte Verfahren können auch Aminosäuren, Kohlehydrate, Saccharide wie z.B. Glucose, Galaktose und Polysaccharide nachgewiesen werden.

Anteile:

Cellulose:         in Hochmooren 15-30% ; in Flachmooren meist weniger als 10%
(Bechara 2001)
Pektine:         2,5-13,7%
Polysaccharide:     1,7-26%
Torfbitumen:         2-20%
Huminstoffe:        10-20% (http://de.wikipedia.org/wiki/Huminstoff)

Wie entstehen diese Huminsäuren?

In den Zellwänden des Torfmooses ist Sphagnan, ein Polysaccharid, eingelagert, welches beim Tod der Pflanze freigesetzt wird und Zwischenverbindungen mit anderen Stoffen eingeht. Dies geschieht, da es sich um eine instabile Verbindung handelt. Letztlich wird es in die braune Humussäure umgesetzt und besitzt bestimmte chemische Eigenschaften, die sich auf andere Stoffe auswirken (van der Sanden 1996).

Wie wirken sich Huminstoffe aus?

Das ist unterschiedlich. Laborversuche haben mehrfach eine Förderung des Pflanzenwachstums durch Huminstoffe nachgewiesen. Das Wachstum ist auf die Verfügbarkeit von Kationen (eine hohe Kationen-Austausch-Kapazität), die bessere Lieferung von Nährsalzen (z.B.: Stickstoff, Schwefel, Phosphor) durch Mineralisierung, die Aufnahmeunterstützung von Mikronährsalzen (z.B.: Eisen, Kupfer) und die Detoxifizierung von Metallen ( v.a. Aluminium) zurückzuführen.
Zudem ist eine Wirkung der Huminstoffe auf Bodenenzyme nachgewiesen worden. Huminstoffe hemmen die Aktivität von Bodenenzymen durch kompetetive oder nichtkompetetive Hemmung. Dadurch wird der Umsatz von Substraten verzögert (http://de.wikipedia.org/wiki/Huminstoff). Ein geringerer Zersetzungsgrad und somit die Akkumulation (Ansammlung von Stoffen; in unserem Fall Ansammlung von organischer Substanz – Torfbildung) ist die Folge.

Der Konservierungseffekt von Torfen ist unbestritten, wobei einerseits die Gerbwirkung auf die Reaktion von Huminstoffen mit Proteinen zurückgeführt wird, andererseits auf das Vorkommen von Tanninen im Torf (Bechara 2001).
Die im Moor lebenden Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen leben in einer Symbiose. Auch alle Inhaltsstoffe im Torf bzw. im gesamten Moor sind Teil der gegenseitigen Abhängigkeit, da z.B. kleine Veränderungen des pH-Wertes, ausgelöst durch Huminsäureanstieg/-abfall, Auswirkungen auf bestimmte Arten haben. Jedoch, um die Umstände im Moor stark zu ändern, bedarf es mehr, als einen ,,Fremdkörper“ wie z.B. einer Leiche im Moor.
Die stärkste Veränderung und Zerstörung wird vom ,,modernen Mensch“ ausgelöst. Um Moore als Nutzfläche zu gewinnen, wurden schon zahlreiche Moorflächen trocken gelegt. Außerdem werden auch heute noch jährlich in Deutschland rund 13 Millionen m3 Torf abgebaut. Davon werden etwa 20% zu Torfaktivkohle weiterverarbeitet (Filtermaterial für Trink- und Abwasser). Die restlichen 80% werden im Erwerbs- und Hobbygartenbau verwendet (Christiane Astrup).

Christiane Austrup stellt einige Beispiele trickreicher Anpassung an das saure, nährstoffarme Moor dar. Der Moor-Wasserschlauch (Utricularia ochroleuca) ernährt sich von Wassertierchen und auch andere Pflanzen haben ausgereifte Überlebensstrategien:

,,Das Torfmoos – lebender Wasserspeicher

In Mitteleuropa gibt es etwa 30 Arten der Gattung Sphagnum. Die Torfmoose besitzen erstaunliche Fähigkeiten: Je nach Art können sie das 10- bis 20-fache ihres Volumens an Wasser speichern. Die Flüssigkeit saugen sie förmlich von unten nach oben auf. Dazu bedarf es keiner Wurzel.
Das Wasser wird in der Rinde des Stämmchens in Hyalinzellen (Speicherzellen mit Poren für die Wasseraufnahme) aufgenommen, gehalten und weitergeleitet. In den Stämmchen der zarten Pflanzen finden sich ferner flaschenförmige Zellen als Wasserspeicher.“ (Christiane Austrup)

,,Das Torfmoos" – Sieg dem Genügsamen

Torfmoose kommen mit einer sehr geringen Menge an Mineralstoffen aus. Diese Genügsamkeit verdanken sie ihrer Fähigkeit zum Ionenaustausch. Die Torfmoospflanze bindet selektiv geladene Mineralstoff-Ionen aus dem umgebenden Wasser. Die Ionen lagern sich an die negativ geladenen Carboxylgruppen der Polygalacturonsäuren in den Zellwänden an. Für jedes gebundene Mineral-Ion wird ein Wasserstoff-Ion
verdrängt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Kationen-Austausch. Die Verdrängung der Wasserstoff-
Ionen ist möglich, weil höherwertige Ionen stärker adsorbieren, d. h. gebunden werden als einwertige. Je mehr Wasserstoff-Ionen durch den Kationen-Austausch gelöst und ins umgebende Medium abgegeben werden, desto
saurer wird das Wasser im Moor. Die Torfmoospflanze wächst ständig an ihrer Spitze weiter. Die unteren Teile sterben durch Lichtmangel ab. Ihre unvollständige Zersetzung bewirkt, dass sich Torf ablagert und das Moor stetig wächst. Der Ionen-Austausch erfolgt nach rein physikalischen Gesetzen. Die Pflanze kann den Vorgang nicht selbst regulieren. Auch an totem Sphagnum-Gewebe finden Austauschprozesse
statt.“ (Christiane Austrup)

Abkürzungsverzeichnis

ca.        -        circa
cm        -        Zentimeter (Maßeinheit für Längen)
m³        -        Kubikmeter (Maßeinheit für Volumen V)
mm        -        Millimeter (Maßeinheit für Längen)
u.a.        -        unter anderem
v.a.        -        vor allem
z.B.        -        zum Beispiel

Literaturverzeichnis

[1] Austrup, Christiane: Ökosystem Moor Erarbeitungszirkel für die Sekundarstufe I/II (10./11. Schülerjahrgang)

[2] Bechara, Falk Georges (2001): Histologische, elektronenmikroskopische, imunhistologische und IR-spektroskopische Untersuchungen an der Haut 2000 Jahre alter Moorleichen; Witten

[3] Gebühr, Michael (2002): Moorleichen in Schleswig-Holstein; Schleswig 2002, Wachholtz, Neumünster 2005 (Verein zur Förderung des Archäologischen Landesmuseums e.V.)

[4] Hoops, Johannes (2002): Reallexikon der Germanischen Altertumskunde; zwanzigster Band; Berlin/ New York (Walter de Gruyter)

[5] Lexikon-Institut Bertelsmann (1999): Moor; Seite 408; Gütersloh

[6] Souci, S.W., Sommer, G. (1959): Landkultur, Moor-und Torfwirtschaft. Bayer. Landesanstalt für Landeskultur und Moorwirtschaft 7, 113

[7] van der Sanden, Wijnand (1996): Mumien aus dem Moor - Die vor- und frühgeschichtlichen Moorleichen aus Nordwesteuropa; Drents Museum / Batavian Lion International; Amsterdam

[8] Internetquellen gesucht über Google und Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Huminstoff
http://de.wikipedia.org/wiki/Humuss%C3%A4ure
http://de.wikipedia.org/wiki/Fungizide
http://de.wikipedia.org/wiki/Sterine
http://de.wikipedia.org/wiki/Mesotroph