Rost, M. und Schrumpf, M.
(2017)
Zeitliche Änderung des Gehaltes und der Isotopie von Kohlenstoff und Stickstoff in Böden des Hainich Nationalparks.
In: Jahrestagung der DBG 2017: Horizonte des Bodens, 02.-07.09.2017, Göttingen.
Kurzfassung
Wälder gelten derzeit als wichtige Senke für das Treibhausgas CO2, wobei Düngung durch N-Deposition und steigende CO2 Konzentrationen in der Atmosphäre eine Rolle spielen. Ob dies zu einer langfristigen Änderung der C-Speicherung im Boden führen wird ist ungeklärt und wird davon abhängen, in welcher Form der zusätzlich über die Biomasse in den Boden gelangende Kohlenstoff dort verbleibt. Die Sorption von OC an Mineraloberflächen gilt derzeit als wichtigster Mechanismus zur Stabilisierung des Kohlenstoffs in Böden, doch auch er hat Teile mit schnellen Umsatzzeiten. Um herauszufinden, wie sich die Kohlenstoff- und Stickstoffspeicherung in Böden naturnaher Wälder entwickelt, haben wir an einem Standort im Hainich Nationalpark in den Jahren 2004, 2009 und 2016 an jeweils 10 Bodenbohrkernen von 0-50 cm Tiefe die Gehalte an C, N und 14C untersucht. Zusätzlich wurde der Boden in den Tiefen von 0-5 cm und 10-20 cm mittels Dichtefraktionierung in die leichte und freie partikuläre (FPOM), die okkludierte partikuläre (OPOM) und die mineralgebundene (MOM) Fraktion des OC separiert und analysiert (OC, N, 14C).
Erste Ergebnisse zeigen, dass der ∆14C-Gehalt des Gesamtbodens in 0-5 cm von 2004 bis 2016 von 86±12‰ auf 24±7‰ abgenommen hat. Die durchschnittliche jährliche Abnahme von 5,2‰ liegt damit in einer ähnlichen Größenordnung wie die des atmosphärischen CO2 (4.6‰ von 2004 bis 2014). Mit zunehmender Bodentiefe nehmen absolute 14C-Gehalte und deren zeitliche Änderungen bis in 10-20 cm Tiefe ab, was auf reduzierte Umsatzzeiten des Gesamtbodens und einen geringeren Anteil an aktivem OC im Unterboden schließen lässt. Während ein Teil der starken Abnahme im 14C-Gehalt in 0-5 cm auch durch die leicht geringere OC Konzentrationen im Jahr 2016 erklärt werden kann, trifft dies auf die überraschend großen beobachteten 14C-Abnahmen unterhalb von 20 cm nicht zu, was darauf hinweist, dass auch im Unterboden Umsatzprozesse stattfinden können, die wir noch nicht verstehen. Dazu gehört auch, dass Die Ergebnisse der Dichtefraktionierung werden zeigen, in welchem Umfang die beobachteten zeitlichen Änderungen im Gesamtboden auf Änderungen der Anteile der Fraktionen und deren Umsatzzeiten zurückzuführen sind.
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