Böden nehmen in den globalen Stoffkreisläufen eine herausragende Rolle ein. So haben Modellrechnungen gezeigt, dass in einem Gleichgewichtszustand etwa 90% von persistenten organischen Schadstoffen in den Böden zu finden sind, gefolgt von ca. 9% in Sedimenten und nur etwa 1% in Wasser und Atmosphäre. Die Mobilität der Stoffe im Boden ist darüber hinaus stark standortabhängig. Die Zusammensetzung des Bodens, die sich aus dem geologischen Ausgangsmaterial, der Verwitterung und somit Bildung der sekundären Minerale und dem Aufbau der organischen Bodensubstanz im Wesentlichen ergibt, wirkt sich neben der Mächtigkeit des Solums signifikant auf die Rückhaltefähigkeit eines Bodens aus. Daraus ergibt sich, dass Böden in verschiedenen Entwicklungsstadien deutliche Unterschiede in der Bindungsfähigkeit von Elementen und Verbindungen aufweisen können. Die Quantifizierung dieser Änderungen ist nicht einfach und benötig innovative Versuchsansätze. Ein möglicher Versuchsansatz ist die Untersuchung von Chronosequenzen, also von Böden in einer sehr begrenzten Region, die sich aus weitgehend identem Ausgangsmaterial entwickelt haben, bei denen aber der Start der Bodenentwicklung zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgte. Es ist nicht einfach solche Standorte zu identifizieren. Tatsächlich bieten sich vor allem Standorte unter vulkanischem Einfluss oder in Überschwemmungsgebieten von Flüssen an. In Rahmen eines großen EU-Projektes (AQUATERRA, Integrated Modelling of the river-sediment-soil-groundwater system; advanced tools for the management of catchment areas and river basins in the context of global change; 6. RP) wurde im Nationalpark Donauauen eine Chronosequenz angelegt und untersucht. Das Ausgangsmaterial der Bodenbildung ist dort aufgrund der geringen Variabilität des Einzugsgebietes der Donau in den letzten tausenden Jahren relativ konstant. Die immer geringer werdende Sedimentdynamik in diesem Gebiet aufgrund der anthropogenen Eingriffe führt seit einigen hundert Jahren zu geringeren Störungen in der Entwicklung der Böden. Unsere Analysen zeigen, dass die wesentlichen Änderungen der Bodeneigenschaften innerhalb der ersten 600 Jahre auftreten, insbesondere die Akkumulation von organischem Kohlenstoff und die Stabilisierung der Humuspools, die Veränderungen in Nährstoffgehalten und deren Spezies, insbesondere von Phosphor, die Zunahme der Kristallinität der sekundären Eisenoxide und die Auflösung von leichter löslichen Mineralen. Flussüberschwemmungsgebiete sind eine Senke für Schadstoffe, die das Flusssystem über Abwässer, Oberflächenwässer und atmosphärische Deposition erreichen. Unsere Analysen zeigen, dass die angesprochenen Veränderungen der Bodenressourcen generell die Retentionsfähigkeit der Böden für Schadstoffe erhöhen und somit die Mobilität von kationischen Schadstoffen (z.B. Cd, Cu) und organischen Schadstoffen (z.B. PAHs) mit der Bodenentwicklung abnehmen. Andererseits kann intensive landwirtschaftliche Nutzung auch zu einer Abnahme der Retentionskapazität führen, insbesondere die Bodenbearbeitung und die damit Hand in Hand gehenden Verluste der bodenorganischen Substanz vermindert die Retentionsfähigkeit der Böden. Derzeit sind 79% der Europäischen Flussgebiete intensiv bewirtschaftet. In Langzeit-Feldversuchen konnte gezeigt werden, dass unterschiedliche Düngungspraktiken die Retentionsfähigkeit um einen Faktor 3-5 an ein und demselben Standort verändern.
