Transporte von Gaskomponenten durch Böden sind zentrale Schnittstellenprozesse globaler Stoffkreisläufe, sie kontrollieren die Bodenfunktion als Wurzel- bzw. Lebensraum und sind oftmals wesentlich für die Beurteilung von umwelthygienischen Fragestellungen. Die Gastransporte vermitteln zwischen der Außenatmosphäre und den Orten des Gasumsatzes im Bodenprofil. Somit ist die Differenzierung zwischen Boden- und Außenatmosphäre ein Resultat aus Transportgeschwindigkeit sowie Quellen- und Senkenstärke. Gase in Böden werden sowohl im luftgefüllten Bodenraum als auch in der Bodenlösung und in Aerenchymen von Pflanzen transportiert. Die Bedeutung der einzelnen Transportpfade hängt ab von Bodeneigenschaften und Umgebungsbedingungen, insbesondere aber auch von der gewählten Raumskala. So dominiert über größere Distanzen meist der Transport im Gasporenraum, während im Intraaggregatraum und in unmittelbarer Umgebung von Bodenorganismen der Gastransport in der Bodenlösung (Wasserfilme) wichtig wird. In belüfteten Böden werden die höchsten Gastransportraten im Gasraum selbst und dort durch die von Partialdruckgradienten angetriebene molekulare Diffusion einzelner Komponenten erreicht. Gleichzeitig tritt jedoch immer auch druckgetriebene Advektion als Verschiebung des Gesamtgemischs auf. Dies gilt auch für den Fall scheinbar völlig konstanter Druck- und Temperaturverhältnisse. Ursache für geringe und praktisch nicht messbare Druckgradienten ist die nicht äquimolare Diffusion aufgrund unterschiedlicher Beweglichkeiten, z. B. von Sauerstoff- und Kohlendioxidmolekülen im Falle der Bodenrespiration. Gastransporte in der Lösungsphase verlaufen bei gleichen Potenzialgradienten und gleicher Porengeometrie um mehrere Größenordnungen langsamer als im Gasraum. An dauernde Wassersättigung angepasste Pflanzenarten bilden zur Sicherstellung der Wurzelatmung luftleitende Gewebe (Aerenchyme) als Bypass-Transportsystem aus, in denen advektive Gasströme physiologisch induziert werden. In strukturierten Böden mit luftgefüllten Makroporen werden in den häufig wassergesättigten Aggregaten aufgrund der langsamen Gasdiffusion im Wasser sehr hohe Partialdruckgradienten insbesondere von Sauerstoff beobachtet. Dies bedingt eine kleinräumige Heterogenität des Grades der Aerobie in Böden. Eine vollständige Beurteilung der Gastransporteigenschaften von Böden sollte somit Luft- und Wasseranteile sowie diffusive und advektive Leitfähigkeiten in verschiedenen Raumskalen und -richtungen einbeziehen. Hier stehen bisher aber nur sehr begrenzte Datensätze zur Verfügung. So ist ein zentraler Parameter der relative Gasdiffusionskoeffizient, der sich aus dem gasgefüllten Bodenanteil und der diffusiven Transporteffizienz dieses Luftraums zusammensetzt. Für geometrisch einfache Porensysteme lässt er sich analytisch ableiten. Für reale Böden existiert eine Vielzahl von (semi) empirischen Transferfunktionen auf der Basis von Kenngrößen des Bodenporensystems, die allerdings stark divergierende Ergebnisse liefern und daher nur begrenzt verallgemeinerbar sind. Im Regelfall müssen daher lokale Messdaten bereitgestellt werden. Stoffkreislauf; Bodenatmosphäre; Bodenraum; Bodenlösung; Aerenchym; Bodenrespiration; Bodenluftraum; Wurzelatmung Gastransport im Luftporenraum ; Molekulare Diffusion ; Fick’sches Gesetz ; Stefan-Maxwell-Gleichung ; Binäre Gasdiffusionskoeffizienten ; Advektive Flüsse ; Knudsen-Diffusion ; Dusty-Gas-Modell ; Transportprozesse im gasgefüllten Porenraum: Synopse ; Gastransport in der gelösten Phase ; Aerenchymatischer Gastransport ; Skalenproblematik des Bodengashaushaltes; Gasdiffusionskoeffizienten in Böden ; Messung von Gasdiffusionskoeffizienten ; Strukturmodelle und Transferfunktionen für Gasdiffusionskoeffizienten ; Verzeichnis der Formelsymbole
