Waldökosysteme des temperaten Klimabereiches stellen Senken für das Spurengas Methan der Atmosphäre dar. Diese Funktion wird durch Klima- oder nutzungsbedingte Eingriffe in den Systemen verändert. Zur Abschätzung der Senkenstärke, ihrer zeitlichen und räumlichen Dynamik sowie zur Quantifizierung ihrer Steuerung und Regelung durch interne und externe Faktoren, wurden an einem Kollektiv repräsentativer Waldböden die CH4- Flussraten ermittelt und in Relation zu diversen Steuer- und Regelgrössen gesetzt. Daraus liessen sich einfache Modelle der CH4-Oxidationsraten ableiten, die zur Prognose des CH4-Verhaltens geeignet sind. Durch gezielte Experimente im Labor und im Feld liessen sich die Zonen der Methan-Oxidation lokalisieren und der Effekt von Witterungsextremen quantifizieren. Die Messungen, die sich über mehr als ein Jahr erstreckten, wurden auf diversen unbehandelten und manipulierten Buchen- und Fichtenflächen in Südniedersachsen und im Lappwald durchgeführt. Die Manipulation der Waldökosysteme umfasste Stickstoffdüngungen und -entzug, Kalkungsmassnahmen, Austrocknung und Wiederbefeuchtung sowie den Austausch von Buchen- und Fichtenstreu. Schwerpunkt der Untersuchungen war eine Fichtenfläche im Solling. Auf diesem Areal wurden zur Charakterisierung der zeitlichen Dynamik des Gasaustausches automatische Hauben und zur Beschreibung der räumlichen Variabilität 84 manuelle Hauben eingesetzt. Parallel erfolgten Tensiometer- und Temperaturmessungen sowie die Ermittlung der Stickstoffkonzentrationen in der Bodenlösung. Die wichtigsten Teilergebnisse werden im folgenden dargestellt: 1. Die jahreszeitliche Dynamik der Methan-Aufnahme mit einem Maximum im Sommer und einem Minimum im Winter zeigte eine starke Abhängigkeit zu der Saugspannung (Wassergehalt) des Bodens. Durch die Freiland-Simulation einer Sommertrockenheit mit anschliessender Wiederbefeuchtung des Bodens wurde die jahreszeitliche Dynamik verändert. Diese Manipulation bewirkte in Abhängigkeit von der Austrocknungsdauer einen Anstieg der Methan-Aufnahme um 107% (1993) und 58% (1994). Die Wiederbefeuchtung des Bodens fuehrte zu einer sofortigen Abnahme der Methan-Oxidation. Mit einem empirischen Modellansatz unter Berücksichtigung der Temperatur mittels der Arrhenius-Gleichung und der Saugspannung durch die Michaelis-Menten-Gleichung konnte die zeitliche Dynamik mit 51 bis 89% beschrieben werden. Aus den Modellanpassungen ergab sich, dass der Einfluss der Saugspannung, d.h. der Wassergehalt, dominiert und die Temperatur mit einem Q10 von 1.5 eine untergeordnete Rolle spielt. 2. Die räumliche Variabilität der Methan-Aufnahme in einem Fichtenbestand, untersucht an jeweils 84 Messorten an zehn Terminen, wies Variationskoeffizienten von 57 bis 78% auf. Im Gegensatz zu der einleitend formulierten Hypothese standen die Stickstoffgehalte in den Bodenlösungen in keinem Zusammenhang mit der räumlichen Variabilität der Methan-Aufnahme. Eine geostatistische Auswertung ergab keine räumliche Abhängigkeit für die Methan-Aufnahme, die Saugspannung und die Stickstoffgehalte in der Bodenlösung; d.h. es kann von einer zufälligen Verteilung dieser Kenngrössen ausgegangen werden. 3. In Mikrokosmenversuchen wurde die vertikale Verteilung der Methan-Aufnahme untersucht. In der Humusauflage des Fichtenwaldbodens wurde bei der Inkubation ambienter CH4-Konzentration keine Methan-Oxidation festgestellt. Die höchste Oxidationsrate lag mit 0.65 und 0.68 Myg CHG4 kg d.w. hoch-1 in 0-5 und 5-10cm Mineralbodentiefe vor. Die Humusauflage stellt eine Diffusionsbarriere für atmosphärisches Methan dar. Erst nach ihrer Überwindung werden Zonen mit methanotrophen Bakterien erreicht. Dies wird durch den gegenseitigen Austausch von Fichten- und Buchenstreu auf benachbarten Böden im Solling bestätigt.
