A modified McIntyre and Philip approach to measure top-soil gas diffusivity in-situ

2001

S. 253-258

16 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200086021

Die Methode von McIntyre und Philip zur Bestimmung von Bodengasdiffusionskoeffizienten in-situ liefert als eigentliches Messergebnis das Produkt aus Gasdiffusionskoeffizient (Ds) und luftgefüllten Bodenanteil (Epsilon). Um den Ds zu erhalten, musste Epsilon bisher an zusätzlich entnommenen Stechzylindern bestimmt werden. Wir extrahieren aus dem Ergebnis der Kammermessung den Diffusionskoeffizienten mit Hilfe eines empirischen Zusammenhangs Ds = f(Epsilon). Da auch Informationen über die standortspezifische Porenkontinuität mit in die Schätzung des Diffusionskoeffizienten einfließen, ist dieses Vorgehen der rein empirischen Abschätzung von Ds aus Epsilon überlegen. Eine weitere Modifikation liegt in der Verwendung eines nicht-linearen Regressionsverfahrens zur Anpassung der unbekannten Parameter der mechanistischen Verdünnungsfunktion an die Messwerte. Damit konnte die bei rauen Waldbodenoberflächen problematische Bestimmung des lichten Kammervolumens durch Längenmessung überflüssig gemacht werden. Mit einer Monte-Carlo-Simulation konnten wir unter der Annahme normalverteilter Fehler zeigen, dass von den 6 Eingangsparametern der Steigungsparameter der Ergebnisse bewirkt. Zur Prüfung der Methode wurden an 6 Waldstandorten verglichen: (a) der oben beschriebene Ansatz, (b) die Labormessung an Stechzylindern und (c) die ursprüngliche Methode, bei der die Kammermessung mit der Stechzylinderprobe zur Luftvolumenbestimmung kombiniert wird. In keinem Fall konnten wir signifikante Unterschiede im Mittelwert zwischen der von uns entwickelten Methode a) und der Labormessung b) finden Ursache der zum Teil erheblichen Abweichungen der Einzelwerte ist wahrscheinlich die unterschiedliche räumliche Integration. Damit sind sie Ausdruck der skalenabhängigen räumlichen Heterogenität der Böden und enthalten somit standortspezifische Strukturinformationen.