Wasser-Speicher-Funktionen für Auflagehumus – Horizonte von Waldböden

Institut für Bodenkunde, Uni Göttingen, Az.: 13V/00 g


Zielsetzung:

Gemessen an der großen Bedeutung der Humusauflagen für den Wasserhaushalt und die Wasseraufnahme durch Pflanzen sind bisher wenige Untersuchungen zur Ermittlung der hydraulischen Funktionen von Humusauflagen durchgeführt werden. Die Untersuchung soll auf empirischer Basis hydraulische Funktionen für Humusauflagen ermitteln.


Methode:

Die hydraulischen Funktionen, d.h. die θ - Ψ- Beziehungen und die K - Ψ -Beziehungen, wurden zum einen mit konventionellen Methoden an 250 cm³ Stechzylindern im Labor bestimmt. Zum anderen wurden pF-Kurven an Humusausstichen (intakte Humusprofile) mit einer Grundfläche von 165 cm² ermittelt.


Ergebnisse:

Die pF-Kurven zeigen Verläufe, die deutlich von denen in Mineralböden abweichen. Aufgrund der geringen Trockendichten, die bei reinen org. Auflagen um 0,15 kg/l liegen, und der spezifischen Struktur der org. Substanz liegen die Gesamtporenvolumina um 90%. Die Feldkapazitäten bei Laubbaumhumusauflagen lagen zwischen 50 und 65Vol.% und diejenigen bei den Nadelbäumen bei 55 bis 70 Vol.% Wassergehalt. Bei Welkepunkt - Wasserkapazitäten von ca. 15 Vol.% unter Laubwald und von 15 -20 Vol.% unter Nadelwald ergeben sich Werte für das pflanzenverfügbare Wasser von 35 –50 Vol.% für Humusauflagen unter Laubwald und solche zwischen 40 und 60 Vol.% unter Nadelwald. Diese liegen in der Größenordnung, wie sie auch von Wösten et al,1998 angegeben wird, der im Mittel 45 Vol.% pflanzenverfügbares Wasser errechnet, allerdings bei einer erheblichen Streuung der Daten. Generell konnte festgestellt werden, dass der mittlere Verlauf der „Wösten-Kurve“ höhere Wassergehalte aufweist.
Aus diesen Resultaten ist zu erschließen, dass Humusauflagen eine nicht zu unterschätzende Rolle in der Versorgung der Bäume mit Wasser spielen. Aufgrund des hohen Speichervermögens können insbesondere sommerliche Niederschläge in diesem Kompartiment gespeichert werden und von den in den Of-Lagen reichlich vorhandenen Feinwurzeln aufgenommen werden. Dieser systeminterne Umsatz, der einem kleinen Kreislauf entspricht, wurde bisher jedoch kaum untersucht. Er bedarf jedoch auch aus Gründen der Nährstoffversorgung dringend weiterer Aufklärung.
Auch die Leitfähigkeit der Humushorizonte weisen Besonderheiten auf. Aufgrund des hohen Gehaltes grober Poren ist die Leitfähigkeit im Bereich der Wassersättigung sehrgroß. Dies hat zur Folge, dass auch Starkniederschläge in den Mineralboden abgeleitet werden und Oberflächenabflüsse selten auftreten. Mit zunehmender Austrocknung erfolgt jedoch ein rapider Abfall der Leitfähigkeiten. Dies wiederum hat zur Folge, dass nach Austrocknung der Humusauflagen, bei erneuten Niederschlägen, die Auflagen quasi bis zur Feldkapazität aufgefüllt werden müssen, ehe sie Wasser an den Unterboden abgeben. Abweichungen treten allerdings dann auf, wenn die Austrocknung so weit geht, dass die org. Substanz hydrophob wird. Dann läuft das Niederschlagswasser durch die Auflagen, ohne dass es zur Speicherung kommt. Erst wenn die Hydrophobie bei längerer Wasserzufuhr verschwindet, kommt es zur erneuten Wasserspeicherung. Das Hystereseverhalten von Humusauflagen ist weitgehend unbekannt.
Im Vergleich zu den eigenen Daten und Daten aus der Literatur erscheinen die Leitfähigkeiten des von Wösten et al, 1998 untersuchten Kollektivs plausibel. D.h. schwach zersetzte Torfe verhalten sich etwa so wie Humusauflagen. Ein Befund, der sich mit den Ergebnissen von Laurén und Heiskanen, 1999 deckt.
Trotz der morphologisch ähnlichen Ausprägung der Humushorizonte wiesen diese doch von Fall zu Fall erhebliche Unterschiede in ihren hydraulischen Eigenschaften auf. Allgemein gültige Funktionen sind bisher nicht ableitbar. Dennoch kann von einer Basis ausgegangen werden, die erste Abschätzungen ermöglichen. Die Untersuchungen werden forstgesetzt, um einerseits die Informationsbasis zu erhöhen, andererseits um Nutzungseingriffe in deren Wirkung auf die Wasserspeicher und –leitfähigkeitsfunktionen zu quantifizieren.