Dissolved organic carbon and nitrogen in precipitation, throughfall, soil solution, and stream water of the tropical highlands in northern Thailand

Weinheim

2005

S. 649-659

7 Abb., 40 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200127211

Gelöste organische Substanz (DOM) spielt eine entscheidende Rolle beim C- und N-Kreislauf und -transport im Boden. In Waldböden der gemäßigten Zonen scheint gelöster organischer N (DON) die mobilste N-Bindungsform darzustellen. Auch im Vergleich zum DOC ist DON leichter verlagerbar. Nut wenig ist jedoch über die DOC- und DON-Dynamik unter tropischen Bedingungen bekannt. In dieser Studie wurden während der Regenzeiten 1998-2001 die DOC- bzw. DON-Konzentrationen in Niederschlag, Bestandesniederschlag, Bodenlösung in 5, 15, 30 und 80 cm Tiefe und Abfluss kleiner Wassereinzugsgebiete in repräsentativen Landnutzungsformen des tropischen Berglands Nordthailands untersucht. Zusätzlich wurde die Verteilung von DOC und DON in zwei operational definierten DOM-Fraktionen bestimmt. Proben wurden auf einer Ackerfläche (Kohlenanbau), in einer Kiefernaufforstung, einem Sekundärwald und einem Primärwald genommen. Die mittleren DOC- und DON-Konzentrationen betrugen im Niederschlag 1.7+- 0.2 bzw. 0.2 +- 0.1 mg L-1, wobei die hydrophile Fraktion dominierte. Der Bestandesniederschlag wies bis zu dreifach höhere DOC-Konzentrationen auf, vornehmlich in der hydrophoben Fraktion. Stickstoff ließ dagegen keine Anreicherung erkennen. Die maximalen Konzentrationen (7.5 - 13.9 mg C L-1 und 0.9 - 1.2 mg N L-1) wurden in den Lysimeterproben aus 5 cm Bodentiefe gemessen. Die Freisetzung in den Auflagen und im obersten Mineralboden erfolgte bei C größtenteils in Form hydrophober Substanzen, während bei Stickstoff die Zunahme der hydrophilen Fraktion entscheidend war. Wie in den Böden der gemäßigten Breiten sanken die Konzentrationen mit zunehmender Bodentiefe. Hierbei wurden v.a. der hydrophobe DOM-Anteil in der Bodenlösung stark reduziert. Die Veränderung der DOC-Zusammensetzung im Kronenraum der Bäume und in der Auflage zeigt, dass hier primär Substanzen der hydrophoben Fraktion, die N-arm sind, freigesetzt werden. Diese Substanzen werden im Mineralboden sorbiert und so der Bodenlösung entzogen. Im Gegensatz dazu ist DON mehr der labilen hydrophilen Fraktion zuzuordnen. Zumindest auf der Ackerfläche mit Kohlanbau scheint auch Mineralisation einen Beitrag zur Abnahme der DOC- und DON-Konzentrationen zu leisten. Dies ist vermutlich Ergebnis einer Stimulation der mikrobiellen Aktivität durch Mineral-N-Düngung. Die ähnlichen Konzentrationen an DOC und DON sowie deren ähnliche Verteilung auf DOM-Fraktionen in Unterböden und im Abfluss der Waldstandorte zeigen, dass hier Prozesse in Boden den DOM-Austrag bestimmen. Der DON-Anteil am Gesamt-N in den Bachläufen der bewaldeten Einzugsgebiete liegt zwischen 50 und 73%, was die Bedeutung von DOM für den Nährstoffaustrag aus Waldsystemen unterstreicht. Zusammenfassend zeigen DOC und DON Unterschiede in ihrer Dynamik sowohl unter Wald als auch unter Acker. Dies geht überwiegend auf die unterschiedliche Verteilung auf die stark sorbierende hydrophobe bzw. die leicht zersetzbare hydrophile Fraktion zurück.