Variability of CO2 and N2O emissions during freeze-thaw cycles: results of model experiments on undisturbed forest-soil cores

Weinheim

Wiley VCH Verlag

2004

153-159

2 Abb., 22 Lit. Ang.

Artikel aus einer Zeitschrift

200110660

Journal of Plant Nutrition and Soil Science 2004, 167(2), 153-159

Die N2O-Mengen, die in Zyklen wechselnden Gefrierens und Auftauens freigesetzt werden, hängen von Standort- und Gefrierbedingungen ab und tragen beträchtlich zu den jährlichen N2O-Emissionen bei. Es gibt aber nur wenige Informationen über den Einfluss verschiedener Parameter auf die N2O-Emissionsgrade von Waldböden in Gefrier-Auftau-Zyklen. Ziele waren (i) die Quantifizierung der CO2- und N2O-Emissionen dreier Böden unter Buche, die sich hinsichtlich ihrer Textur, C- und N-Gehalte und Humustypen unterschieden, in Gefrier-Auftau-Zyklen und (ii) die Untersuchung der Einflüsse der Baumarten (Buche (Fagus sylvatica L.) und Fichte (Picea abies (L.) Karst.) für schluffige Böden von zwei benachbarten Standorten und der Gefrierdauer (drei und elf Tage) auf die Emissionen. Die Böden wurden auf ein Matrixpotential von -0.5 kPa eingestellt und die Emissionen für 33 Tage in dreistündigen Intervallen gemessen. Die CO2-Emissionen der Böden waren in den beiden Zyklen ähnlich und folgten dem Temperaturverlauf. Die N2O-Emissionen wiesen beträchtliche Unterschiede zwischen den Böden auf. Hohe N2O-Emissionen wurden für den lehmigen Boden unter Buche (Loam-beech) gefunden; die maximale N2O-Emission betrug 1200 μ N m-2 h-1, und die kumulative Emission war 0.15 g N m-2 in den beiden Auftauperioden. Der sandige Boden unter Buche (Sand-beech) emittierte nur 1 mg N2O-N m-2 in den beiden Auftauperioden, was vermutlich auf das geringe wassergefüllte Porenvolumen von 44 % zurückzuführen ist. Die N2O-Emissionen des schluffigen Bodens unter Buche (Silt-beech) waren nur gering (9 mg N m-2 in den beiden Auftauperioden) mit einer maximalen Emission von 150 μg N m-2 h-1, während beim schluffigen Boden unter Fichte die kumulative N2O-Emission lediglich 0.2 mg N m-2 in den beiden Auftauperioden betrug. Die kumulativen N2O-Emissionen der kurzen Gefrier-Auftau-Zyklus waren 17 % (Sand-beech) oder 22 % (Loam-beech, Silt-beech) geringer als die der langen Gefrier-Auftau-Zyklen, aber die Unterschiede zwischen den Emissionen der beiden Zyklen waren jeweils nicht signifikant (P </- 0.05). Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die in Gefrier-Auftau-Zyklen emittierten N2O-Mengen unterschiedlicher Waldböden sich beträchtlich unterscheiden und dass die Baumart aufgrund direkter und indirekter Einflüsse auf bodenphysikalische Eigenschaften, Bodenstruktur und Eigenschaften der Humusauflage einen großen Einfluss auf die N2O-Emissionen beim Auftauen hat.