Herkunft und ökosystemare Auswirkungen eines hohen Angebotes anorganischen Stickstoffs auf bodenbiologische und biochemische Prozesse in zwei unterschiedlich exponierten Waldökosystemen

Göttingen

1994

123 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

102736

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die oekosystemaren Auswirkungen eines hohen Angebotes von Nitrat und Ammonium auf die biologischen und chemischen Prozesse in den Humusauflagen und Mineralboeden zweier stark geschaedigter Fichtenbestaende zu untersuchen. Hierzu wurde ein Fichtenbestand in Lee- (Abteilung 109) und ein solcher in Luv- (Abteilung 79) Lage ausgewaehlt, die deutliche Unterschiede hinsichtlich der Konzentrationen an Nitrat und Ammonium in der waessrigen Suspension der Humusauflage sowie der GBL aufwiesen. Darueber hinaus unterschieden sich Ober- und Unterhang der Abteilung 79 hinsichtlich der genannten Stickstoff-Fraktionen. Zur Bearbeitung der Fragestellung wurde eine umfassende chemische Analyse der Humusauflagen (Abteilung 79 und 109), der Bodenfestphase und Gleichgewichtsbodenloesung (Abteilung 79) durchgefuehrt, die Ammonium- und Nitrat-Mineralisierungsraten im Freiland, die gesamtmikrobielle Aktivitaet mittels Kalorimetrie und die Anzahl metabolisch aktiver Bakterien durch Anfaerbung mit FDA bestimmt sowie Feinwurzeluntersuchungen (lebende Feinwurzelmasse, Elementgehalt) durchgefuehrt. Trotz eines hohen Versauerungsgrades beider Abteilungen wurden sehr hohe Stickstoff- Mineralisierungsraten gemessen. Ein Vergleich der Abteilungen 79 und 109 fuehrte zu folgenden Ergebnissen: Die hoeheren Ammonium- Stickstoffkonzentrationen in der Abteilung 109 resultieren aus einer hoeheren mittleren Ammonifikationsrate in dieser Abteilung. Beide Abteilungen befinden sich im Aluminium-Pufferbereich. Anhand der Parameter "Gesamtmikrobielle Aktivitaet" und "Anzahl metabolisch aktiver Bakterien" laesst sich die Abteilung 79 als biologisch aktiver einstufen als die Abteilung 109. Der Vergleich zwischen Ober- und Unterhang der Abteilung 79 ergab folgende Ergebnisse: Die hoehere mittlere Ammonifikationsrate in der Humusauflage des Unterhangs ist fuer die dort gemessene hoehere Ammonium- Stickstoffkonzentration verantwortlich. Auf der Grundlage der Gesamtmikrobiellen Aktivitaet weisen Humusauflage und Mineralboden des Oberhangs der Abteilung 79 eine hoehere biologische Aktivitaet auf als der Unterhang. Die Korrelationsanalysen ergaben folgende Ergebnisse: Die Stickstoff-Mineralisierungsaktivitaeten haben eine Mobilisierung von basischen Ktionen, Aluminium und Schwermetallen zur Folge. Ammonium und Nitrat bewirken die Mobilisierung basischer Kationen, diejenige von Phosphor sowie von Saeurekationen und Schwermetallen. Eine Folge der hohen Konzentrationen anorganischen Stickstoffs ist die stetige Verarmung des Bestandes an Naehrstoff-Kationen und Phosphor. Die gesamtmikrobielle Aktivitaet (Waermeproduktion) und die Anzahl metabolisch aktiver Bakterien werden in der Humusauflage sowohl durch hohe Ammonium- als auch durch hohe Nitratkonzentrationen gehemmt. Als Ursache werden Naehrstoffmangel sowie Aluminium-, Eisen- und Saeuretoxizitaet diskutiert. Das C/N-Verhaeltnis stellt in Anwesenheit hoher Konzentrationen anorganischen Stickstoffs keinen Aktivitaetsparameter fuer die gesamtmikrobielle Aktivitaet dar. Ammonium uebt auf die Feinwurzelentwicklung in der Humusauflage einen positiven, Nitrat dagegen einen negativen Einfluss aus. Ursache fuer den hemmenden Einfluss von Nitrat scheinen Mangan- und Schwermetalltoxizitaet zu sein.