Soil Chemistry as Indicator in Forest Ecology

Bodenchemie als Indikator in der Forstökologie

Wien

2003

24 S.

4 Abb., zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

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Seit die Bodenchemie als forstökologisches Werkzeug verwendet wird, haben sich die forstlichen Fragestellungen stark verändert. Vor wenigen Jahrzehnten dienten bodenchemische Untersuchungen der Absicherung der Ergebnisse von Düngungsversuchen, wobei die wichtigste Zielgrösse stets die Beeinflussbarkeit der Wachstumsrate des Waldes war. Geochemisches Monitoring bezog sich auf die Chemie von Oberflächengewässern, von der Rückschlüsse auf die Böden des jeweiligen Einzugsgebietes gezogen wurden. Die Vereinheitlichung von Labormethoden und die Entwicklung der Labortechnik waren die Voraussetzung der Erstellung grosser und verlässlicher Datensätze von sensitiven Bodenparametern. Die Bodenchemie wurde in grossen Monitoring-Projekten verwendet, wobei oft das Ziel war, den menschlichen Einfluss auf Wälder belegen zu können. Die Vielzahl gleichzeitig wirkender Prozesse und die Resilienz von Wäldern erschweren stets die Ableitung von Ursache-Wirkung-Beziehungen in Feldstudien. Versuche unter künstlichen, jedoch kontrollierbaren Laborbedingungen helfen innerhalb kurzer Zeit die Bedeutung einzelner Prozesse zu untersuchen. Diese Ergebnisse helfen bei der Interpretation von Geländestudien. Die Zunahme der Computerleistung und die Verfügbarkeit geochemischer Simulationsmodelle haben die Möglichkeiten der Vorhersage und der chemischen Systemanalyse weiter verbessert. In dieser Habilitationsschrift wird eine kurze Einführung in die einzelnen Fachbereiche gegeben und danach der Beitrag des Autors zum jeweiligen Feld beschrieben. Als Auto-Referat wird auf die Publikationen des Autors Bezug genommen. Die Schlüsselpassagen der Zusammenfassungen sind jeweils in gerahmten Boxen dargestellt.Abstract ; Kurzfassung; Introduction; Soil chemical studies in forest field experiments ; Forest fertilization experiments - field studies; History ; Case Studies - Magnesium fertilization ; Case Study - Fertilization experiment Dobrowa ; Watershed Research ; History of Watershed Research ; Biogeochemical studies in watersheds ; Case Study - Experimental site “Achenkirch” ; Soil Monitoring as environmental indicator ; Soil monitoring networks; Detecting temporal trends of soil chemical properties ; Case Study - Austrian Forest Soil Monitoring ; Case Study - Austria Level II program - Soil solution ; Nitrogen - friend or foe of European forests ; Nitrogen as a pollutant ; Case Study Recognition project ; Case Study - Range of natural variation of soil solution chemistry - The ’vernal dam’ study ; Case Study - Range of natural variation of soil solution chemistry - Organomass transfer along a ridgetop ; Laboratory studies and pot experiments in forest ecology ; Dissolved organic carbon as substrate for microorganisms; Case Study - Biodegradation of dissolved organic matter ; Pot experiments - Fertilizers for forests ; Modelling of forest soil chemical processes ; Simulating the biogeochemistry of forests ; Predictive value of soil chemistry for tree nutrition ; Framework of the relation; Case Study - Relation between forest soil chemistry and foliar nutrient content in AustriaSince soil chemistry is used as a tool in forest ecology, the suite of requested answers and leads has changed. Initially, a small set of available soil chemical parameters supported the findings of fertilizer experiments, but the major target variable was the growth response of the respective forest stands. Geochemical monitoring relied on the chemistry of surface waters, which per se allowed to draw conclusions on the soil chemistry in the investigated watershed. The harmonization of lab methods and big steps forward in lab technology facilitated the generation of large and reliable datasets of soil chemical parameters, that are sensitive to short term changes. Soil chemistry was employed in large scale monitoring projects, often in order to pin down the anthropogenic impact on forests. The wide array of simultaneously operating processes in field experiments and the great resilience of mature forests often impairs the identification of the sought cause-response relationship. Therefore short-term experiments in an artificial, yet controllable, lab environment help to test hypotheses on specific processes and consequently contribute to the interpretation of field studies. The rapid increase in computing power and the availability of geochemical models has further widened the options of forecasting and the chemical system analysis. - This habilitation thesis gives a brief overview on the indiviudal subjects and describes the authors contribution in each of the field. The format is an auto-report, i.e. the authors papers are cited and the main parts of abstracts of reviewed papers are displayed in framed boxes.Forest ecology, soil science, soil chemistry, monitoring, modelling, habilitationForstökologie, Bodenkunde, Bodenchemie, Monitoring, Modelle, Habilitation