Der Einsatz der NIR-Technik (Nahinfrarot-Spektroskopie) zur Identifikation von Veränderungen in der organischen Auflage von Waldstandorten

Institut für Bodenkunde und Waldernährung, Uni Göttingen, Az.: Göttingen 07/03
 
Zielsetzung:

Die chemische Zusammensetzung organischer Auflagen von Waldböden weist eine hohe räumliche Variabilität auf und schnelle Methoden sind erforderlich für Untersuchungen auf der Landschaftsebene. Ziel dieser Studie war es, die Anwendbarkeit von Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) zur Bestimmung chemischer und biologischer Eigenschaften organischer Horizonte unter Fichten-, Buchen- und Mischbeständen zu untersuchen.
 
Material und Methoden:

Für 406 Proben (L-, F- und H- Lagen organischer Auflagen) wurden die Spektren im VIS-NIR-Bereich (400-2500 nm) gemessen. 195 Proben wurden für die Kalibrierung und 211 für die Validierung eingesetzt. Die Kalibrierungsgleichungen wurden für jedes Merkmal bei Berücksichtigung des gesamtem Spektrums ( (0. bis 3. Ableitung) berechnet. Die Humusproben wurden bezüglich der C-und N-Gehalte und der Gehalte an P, S, Na, K, ca, Mg, Mn, Fe und Al nach HNO3-Druckaufschluss untersucht. Zusätzlich wurden Basalatmung und mikrobielle Biomasse (Cmic) bestimmt.
 
Ergebnisse:

NIRS war gut geeignet zur Abschätzung der Gehalte an C, N, P, S, ca, Na, K, Fe und Al und der C/N- und C/P-Verhältnisse: die Regressionskoeffizienten (a) einer linearen Regression (gemessene gegen abgeschätzte Werte) lagen zwischen 0.9 und 1.1, und die Korrelationskoeffizienten waren größer oder gleich 0.9 Cmic  (a = 0.87; r = 0.83) wurde befriedigend abgeschätzt, während die Abschätzung der Basalatmung (a = 0.74, r = 0.87) weniger befriedigend war. Aufgrund von Kalkungen einiger Teilflächen war die Abschätzung der Mg-Gehalte unbefriedigend (a= 1.27, r = 0.68). Für sämtliche chemische und biologische Charakteristika wurde die größte Abschätzungsgenauigkeit bei Verwendung des gesamten Probenkollektivs erreicht. Eine Auftrennung des Kollektivs in kleinere Gruppen nach Baumart oder Lagen (L, F, bzw. H-Lage) der organischen Auflage verbesserte die Genauigkeit der Abschätzungen nicht.