Identifizierung von Quellen und Degradierbarkeit der organischen Substanz in Unterböden mittels 14C-Analysen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Janet Rethemeyer
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207213200

Die organische Substanz in Unterböden speichert eine große Menge an Kohlenstoff, die im globalen Kreislauf des Kohlenstoffs berücksichtigt werden sollte. Es gibt jedoch noch viele offene Fragen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihrer (mikrobiellen) Umsetzung. Die Forschergruppe 1806 wendet daher ein breites Spektrum an Methoden an, um Mechanismen zu identifizieren, die zu einer Akkumulation und Stabilisierung von organischem Kohlenstoff in Unterböden führen. Dieses Teilprojekt nutzt Radiokohlenstoff- und organisch-geochemische Analysen, um verschiedene Komponenten der organischen Bodensubstanz und deren Umwandlung zu unterscheiden und ihre Abbaubarkeit zu bestimmen. In der ersten Projektphase haben wir eine enge Korrelation der Verteilung von Wurzeln mit der Menge an organischem Kohlenstoff und dessen Radiokarbonalter ermittelt. Die Wurzelmasse - die Hauptquelle von frischem, organischen Kohlenstoff in Unterböden - nimmt mit der Tiefe jedoch stark ab. Dieses beeinflusst die Radiokohlenstoffalter der organischen Bodensubstanz, die in tieferen Unterbodenhorizonten jedoch so hoch sind (bis zu 9000 Jahre), dass sie nur durch einen großen und ansteigenden Anteil mit der Tiefe von sehr altem/fossilem, potenziell geogenem Kohlenstoff erklärt werden können. Im Gegensatz dazu hat Kohlendioxid, dass aus mehreren hundert bis tausend Jahre alten Bodenhorizonte freigesetzt wird, moderne Radiokohlenstoffgehalte. Dies deutet darauf hin, dass frische/junge organische Substanz vorhanden ist und bevorzugt abgebaut wird. Während der zweiten Projektphase verfolgen wir die Ziele a) die alten organischen Verbindungen bzw. Fraktion besser zu charakterisieren und b) die mikrobielle Abbaubarkeit von organischen Stoffen in Unterböden genauer zu untersuchen. Wir werden verschiedene refraktäre, organische Kohlenstoff-Pools analysieren und neue Verfahren zur Radiokarbondatierung von Kohlendioxid, das aus tiefen Bodenhorizonten freigesetzt wird, sowie von mikrobiellen Membranlipiden etablieren und anwenden. Dies gibt uns Informationen über stabile und labile organische Substrate in Unterböden und deren Abbaubarkeit.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1806: Der vergessene Teil des Kohlenstoffkreislaufs: Lagerung und Umsatz des organischen Materials im Unterboden