Temperaturabhängigkeit der N- und C-Mineralisation in Humusauflagen von Buchen- und Fichtenreinbeständen und Buchen-Fichten-Mischbeständen.

Inst. für Bodenkunde und Waldernährung, Uni Göttingen, Az.: 7V/02 m


Zielsetzung:

Die Effekte erhöhter Temperatur auf die Produktionsraten von Kohlenstoff und Stickstoff in Humusauflagen unter Buchen, Fichten und Buchen-Fichten-Mischungen im Solling sollen untersucht werden.


Methode:

Die Bestände im Solling sind zwischen 100 und 120 Jahre alt und liegen auf ca. 500 m Höhe. Der Fichtenbestand hat eine flächige Grasdecke und wurde 1989 mit 2,3t Dolomit/ha gekalkt. Im November 2001 wurden je 30 ungestörte Bodenproben gewonnen. Die Bodensäulen wurden bei unterschiedlichen Temperaturen (zwischen 1°C bis 20°C) über 3 Monate aufbewahrt. Der Wassergehalt wurde wöchentlich angepasst auf den Ausgangswassergehalt. CO2- und NO2-Emissionen wurden im Abstand von 2 Wochen gemessen und Gasflussmessungen durchgeführt.


Ergebnisse:


  • Die Mineralisationsraten von Kohlenstoff steigen exponentiell mit steigender Temperatur, wobei die Fichtenbestände über den Buchen und dem Mischbestand liegen. Die Unterschiede der Mineralisationsraten zwischen den Beständen, bezogen auf die mittlere Jahrestemperatur, sind gering.
  • Die Rate der N2O-Produktion nimmt exponentiell mit steigender Temperatur zu, wobei ein enger Zusammenhang zwischen beiden nachzuweisen ist. Unterschiede in der N2O-Produktionsrate zwischen einzelnen Beständen sind lediglich bei niedrigeren Temperaturen festzustellen. Bezogen auf die mittlere Jahrestemperatur beträgt die Temperatursensitivität Q10 im Mittel zwischen 2,81 und 3,58 pro Messeinheit.
  • Die untersuchten Baumarten im Rein- und Mischbestand wirken sich nicht unterschiedlich auf Nährstoffeintrag oder –austrag aus, sondern die Nährstoffverteilung im System ist unterschiedlich aufgrund unterschiedlicher Biomasseproduktion und Nährstoffeffizienz.
  • Die vergleichbare Temperatursensitivität in den einzelnen Beständen legt nahe, dass die Zersetzter-Reaktivität mehr durch abiotische Faktoren (z.B. Temperatur) als durch biotische Faktoren (z.B. Mikrobenarten, Substratgüte) bestimmt wird.
  • In den besonders untersuchten OH-Horizonten zeigt sich, dass die mikrobielle Biomasse an C und N keine Unterschiede zwischen den einzelnen Beständen am Anfang und Ende des Experiments aufweist.
  • Die Tatsache, dass die Ergosterol-Konzentration als Maß für die Pilzbiomasse signifikant niedriger im Fichtenbestand ist, kann wohl auf die Waldkalkung zurückgeführt werden, die einen lang anhaltenden Effekt auf die Mikrobenzusammensetzung hat.