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Ionenspeicher- und Mobilisierungspotentiale im Skelett und Feinboden des Standortes Conventwald bei unterschiedlichen Depositionsszenarien

Volltext

Beschreibung

Die Ausgangshypothese für die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit war, dass bei konventionellen Methoden zur bodenchemischen Zustandserfassung die Nichtberücksichtigung der Skelettfraktion zu einer Verzerrung der tatsächlichen Situation der Waldernährung führen kann. Dazu wurden an drei im Schwarzwald gelegenen Waldstandorten mit unterschiedlichen Skelettgehalten (Conventwald, Schluchsee und Altensteig) folgende Fragestellungen untersucht:

  • Besitzt die Skelettfraktion kurz- bis mittelfristig wirksame Ionenspeicher- und Mobilisierungspotentiale und wenn ja, wie sind diese im Vergleich zu den Speicher- und Mobilisierungsleistungen des Mineralbodens zu bewerten?
  • Welche Parameter steuern und bestimmen die Ionenfreisetzungsraten der Skelettfraktion (z.B. spezifische Oberflächen, Mineralzusammensetzung, Verwitterungsgrad)?
  • Welcher spezielle Einfluss auf Ionenfreisetzungsprozesse besitzt der CO2-Partialdruck der Bodenluft?

Schwerpunkt der Studien war der Standort Conventwald. Hier wurden zusätzlich mikro-pedologische Untersuchungen durchgeführt mit der Zielsetzung, Verwitterungszonen im Bodenskelett in Abhängigkeit von der Partikelgröße zu quantifizieren sowie Verteilungsmuster von (Mykorrhiza-) Pilzhyphen und Feinwurzeln in ihrer natürlichen, mikromorphologischen Umgebung zu bestimmen. Es sollte insbesondere der Frage nachgegangen werden, ob das im Conventwald beobachtete Plausibilitätsdefizit zwischen alarmierenden bodenchemischen Parametern der Feinerde (Basensättigungen von nur 2-3 %) einerseits, und gutem Bestandeswachstum mit normalen Blattspiegelwerten andererseits, dadurch erklärt werden kann, dass der kurzfristig mobilisierbare Ionenpool des Bodenskeletts von Pilzhyphen und Feinwurzeln zur Nährstoffaufnahme erschlossen wird.

In einem weiteren Schritt sollte geprüft werden, inwieweit die Integration der gewonnenen Erkenntnisse über gesteinsbürtige Ionenspeicher- und Mobilisierungspotentiale in die bodenchemischen steady-state Modelle BODEN (AUGUSTIN et al. 1998) und PROFILE (WARFVINGE & SVERDRUP 1992) sich auf deren Modellierungsergebnisse auswirken. Bei beiden Modellen wurde bisher die Skelettfraktion ausgeklammert und als eine inerte Matrix betrachtet, die die chemische Eigenschaften des Feinbodens „verdünnt".

Für die Einbeziehung der Untersuchungsergebnisse in bodenchemische Modelle sind auch Informationen über langsame Ionenfreisetzungsprozesse notwendig. Daher sollten am Standort Conventwald neben dem spontan austauschbaren bzw. kurzfristig nachlieferbaren Ionenpool auch die um Größenordnungen langsamer ablaufende Ionenfreisetzung aus der Verwitterung von Silikaten und Auflösung von Präzipitaten untersucht werden. Bisher wurden Verwitterungsraten überwiegend aus Literaturwerten (z.B. HULTBERG et al. 1994, SVERDRUP 1990, ZAREI et al. 1993) oder aus Verwitterungstudien mit isolierten Mineralen abgeschätzt (z.B. DREYBRODT et al. 1996, AMRHEIN et al. 1985, LAGACHE 1976, BUSENBERG et al. 1976 oder VEITH & SCHWERTMANN 1972).

Neben den oben genannten, praxisrelevanten Fragestellungen war es methodische Zielsetzung, die Untersuchungen der Mobilisierungspotentiale unter kontrollierten Laborbedingungen durchzuführen. Dabei sollte die von HILDEBRAND (1991) zur chemischen Untersuchung von ungestört gelagerten Bodenproben entwickelte Perkolationsanlage angewendet werden. Die Untersuchung des Einflusses des CO2-Partialdruckes auf Ionenfreisetzungsprozesse war methodisches Neuland. Dazu sollte eine am Institut entwickelte Apparatur getestet und im Routinebetrieb in Kurz- und Langzeitexperimenten eingesetzt werden.

Metadaten

TitelIonenspeicher- und Mobilisierungspotentiale im Skelett und Feinboden des Standortes Conventwald bei unterschiedlichen Depositionsszenarien 
Stand 2001 
Seitenzahl160 
Förderkennzeichen PEF196009
PEF196010
BWC99009

 

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