Auswirkungen klimatischer Umweltfaktoren auf die chemischen Eigenschaften eines versauerten Fichtenbodens

Göttingen

1996

171 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

99952

Die hauptsächlich durch Säuredeposition und Bodenversauerung verursachten Waldschäden sind ein langfristiges und weltweites Problem, zu dem sich in den letzten Jahren die globale Klimaveränderung als ein weiteres Umweltproblem gesellte. Als wesentliche Merkmale der Klimaveränderung wurden die Erwärmung und die sommerliche Austrockung diskutiert bzw. erwartet. Welche Auswirkungen die Klimaveränderung auf die chemischen Eigenschaften der bereits stark versauerten Waldböden bringen kann, war das Ziel der vorliegenden Untersuchung. Der untersuchte 60jährige Fichtenbestand im Hochsolling (51°40ÖNord und 9°30ÖOst) liegt ca. 50 km nordwestlich von Göttingen, in etwa 500 m Höhe über NN und ist weitgehend eben gelegen. Das Klima ist gekennzeichnet durch eine Jahrestemperatur von 6,4 °C und einen Jahresniederschlag von 1088 mm. Der Boden ist eine saure, mäßig podsolierte Lockerbraunerde. Zum Erreichen der Untersuchungsziele wurden sowohl Labor- als auch Freilanduntersuchungen eingesetzt. Insgesamt wurden 4 Teiluntersuchungen durchgeführt: (1) Im Fichtenbestand wurde die Bodenlösung aus der OH-Lage und aus den Tiefen von 10, 20, 30, 80 und 115 cm im Zeitraum von Ende Mai 1992 bis Ende Oktober 1993 mittels Lysimeter wöchentlich gewonnen. Anhand dieser Ergebisse wurden die Auswirkungen der Lufttemperatur (in der Höhe von 33 m über dem Waldboden) und der Bestandesniederschlagsmenge der vorangegangenen 14 Tage unter feuchten Bedingungen auf die chemische Zusammensetzung der Bodenlösung ermittelt. (2) 32 ungestörte Bodensäulen mit einer Bodenmächtigkeit (einschließlich des Auflagehumus) von 26-30 cm wurden entnommen, 15 davon mit je einer Jungfichte bepflanzt. Die Bodensäulen wurden im Zeitraum von Ende Mai 1992 bis Ende Oktober 1993 wöchentlich mit den im Fichtenbstand im Solling. gesammelten Bestandesniederschlägen bewässert. Mittels des Sickerwassers wurden die Auswirkungen der wöchentlichen Temperatur und der Sickerwassermenge unter sehr feuchten Bedingungen auf die Asuwaschung der Bioelemente aus dem Intensivwurzelraum erforscht. (3) Die Ausgangsproben der OL-, OF-, OH-Lage und des Mineralbodens (Ach- und Bv-Horizont) wurden getrocknet, homogenisiert und dann in Säulen eingefüllt. Sie wurden für ein ganzes Jahr ab dem 22. März 1993 unter wöchentlicher Bewässerung mit Bestandesniederschlägen in Klima-Behältern inkubiert. In diesem Untersuchungsteil wurden die Auswirkungen der Temperatur, der Sickerwassermenge und der Abbaudauer auf den Abbau organischer Bodensubstanz und auf die Auswaschung der Bioelemente aus dem Horizontmaterial unter sehr feuchten Bedingungen untersucht. (4) In allen obigen 3 Teiluntersuchungen konnten die Auswirkungen der extremen Trockenheit nicht erfaßt werden. Aus diesem Grund wurden die Untersuchungen um einen 4. Untersuchungsteil ergänzt. Die gleichen Ausgangsmaterialien (wie im 3. Teil) wurden in Gefrierdosen unter Ausschluß der Bewässerung, der Versickerung und der pflanzlichen Ionenaufnahme für genau ein Jahr in Klimabehältern bebrütet. Dieb Manipulationen schlossen 3 Temperatur- (mit Jahreslufttemperatur von 11,6 12,3 und 14,5 °C) und 4 Wassergehalts-Stufen (vom fast lufttrocken bis zur Sättigung jedes Materials) ein. Der Unterschied zwischen den 3 Jahrestemperaturen war nicht groß, da er sich an den diskutiertenm Temperaturveränderungen im Rahmen der globalen Klimaveränderung orientiert. Daher konnten die Auswirkungen der Temperatur nur in einem engen Bereich untersucht werden. Dagegen konnten die Auswirkungen langfristiger extremer Trockenheit gut bestimmt werden. Nach dem Abbau von einem Jahr wurden die Ausgangsmaterialien und die Rückstände des Auflagehumus nach einer selbst entwickelten Extraktionsmethode mit bidestilliertem Wasser gesättigt und anschließend für 24 Stunden bei Zimmertemperatur geschüttelt, danach zentrifugiert und filtriert. Mittels der Veränderung der chemischen Zusammensetzung der extrahierten Lösung wurden die Auswirkungen der Wassergehalte bestimmt. Die Auswirkungen der Temperatur und des Wassergehalts auf die chemischen Eigenschaften der Mineralböden wurden anhand der austauschbaren Kationen ermittelt.