Kohlenstoffdynamik und -fixierung in Waldböden

Einfluss verschiedener Laubbaumarten auf die Kohlenstoffddynamik und -fixierung in temperaten Waldböden

Foto: Christina Steffens, IfB, Universität Hamburg

Projektbeschreibung

Wälder in gemäßigten Klimaten speichern insgesamt 300 Mrd. Tonnen organischen Kohlenstoff (C). In Europa werden jährlich 800 Mio. Tonnen C im Wald fixiert, davon ~40% im Boden und ~60% in der lebenden Biomasse. Ein Ziel nachhaltiger Forstwirtschaft ist es, die C-Senkenfunktion des Ökosystems Wald auch unter sich änderndem Klima zu sichern und weiter zu erhöhen. Die Einflussfaktoren sind noch nicht abschließend verstanden. Das Hauptziel der vorliegenden Studie ist es, den Einfluss wichtiger Nutzbaumarten (Fagus sylvatica L., Quercus robur L., Fraxinus excelsior L., Acer pseudoplatanus L., Tilia spec. und Picea abies L. Karst) unter aktuellen klimatischen Bedingungen auf die C-Fixierung im Wald zu erfassen. Die folgenden Teilziele werden angestrebt:

1. Quantifizierung der Änderung im C-Vorrat des Oberbodens unter verschiedenen Baumarten.
   Hierzu wird der Waldboden unter den verschiedenen Baumarten in dänischen Versuchsfeldern, der zuletzt 2004/2005 auf seinen C-Vorrat untersucht wurde, nach etwa einem Jahrzehnt erneut beprobt. So können mögliche Änderungen im Boden-C-Vorrat direkt quantifiziert werden.
2. Quantifizierung der heterotrophen Bodenatmung in Abhängigkeit von der Baumart am Standort Mattrup.
   Hierzu wird die Bodenatmung über zwei Jahre gemessen und in ihre Quellen, der heterotrophen Atmung (Abbau organischer Substanz) und der autotrophen Atmung (Wurzelatmung), aufgetrennt. Es wird überprüft, ob die relativen Anteile der Quellen zur Gesamtatmung baumartenabhängig sind und so zu unterschiedlichen C-Vorräten im Waldboden beitragen.
3. Erfassung der Treibhausgasbilanz des Bestands (Boden und Biomasse) in Abhängigkeit der Baumart.
   In bisherigen Studien, die sich mit Baumarteneffekten befassten, wurden entweder Vorräte im Boden oder in der Biomasse verglichen. Es ist jedoch anzunehmen, dass die Unterschiede zwischen Baumarten im Boden und der Biomasse (Die Daten werden vom Kooperationspartner bereitgestellt) nicht zwangsläufig gleichgerichtet sind, d. h. die vorliegenden Studien erlauben keine Gesamtbilanz zur baumartenabhängigen C-Fixierung von Wäldern. Außerdem sind die Spurengase Lachgas (N₂O) und Methan (CH₄) ebenfalls relevante Klimagase, deren Erwärmungspotential um das 28fache (CH₄) oder 264fache (N₂O) höher ist als das des CO₂. Es soll überprüft werden, ob die Baumarten die N₂O-Emission oder CH₄-Aufnahme anders als die CO₂-Emission beeinflussen. So kann eine baumartenspezifische Treibhausgasbilanz inklusive der CH₄-Aufnahme und der N₂O-Emission des gesamten Bestandes (Boden und Biomasse) für zwei Jahre erfasst werden.

MitarbeiterInnen am Institut für Bodenkunde

• Postdoc: Dr. Christina Steffens
• Angela Meier (bis 2017)

Kooperationspartner

• Prof. Lars Vesterdal, University of Copenhagen, Department of Geosciences and Natural Resource Management