Massen- und Stabilisotopen-Bilanzen von Ca und Mg in Ökosystemen entlang einer 120 Jahre alten Gletscherrückzugs-Chronosequenz im subtropischen Gongga-Gebirge

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Wilcke
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 327631818

Die Stabilisierung von unbewachsenem Boden nach Gletscherrückzug durch Vegetations-Sukzession ist entscheidend für die Reduktion von Erdrutschen, Erosion und Wasserrisiken in Gebirgsregionen. Ein Haupttreiber der Geschwindigkeit, mit der sich Vegetation etabliert, ist die Freisetzung von Nährelementen wie Ca und Mg aus dem Substrat durch die Verwitterung und ihr Transfer in die Pflanzen. Wir schlagen vor, entlang einer subtropischen Gletscherrückzugs-Chronosequenz mit schneller Vegetationssukzession zu einem Wald in weniger als 100 Jahren in China die Raten zu bestimmen, mit denen Ca und Mg aus dem Ausgangssubstrat freigesetzt und in den biologischen Kreislauf eingebaut werden. Um die Raten zu bestimmen, werden wir Massenbilanzen erstellen. Dazu erfassen wir die Veränderung der Vorräte von Ca und Mg in allen wichtigen Ökosystemkompartimenten (Mineralboden, organische Auflage, Vegetation) sowie Depositionsraten entlang einer ca. 120 Jahre alten Chronosequenz, die in kurzem Abstand von unbewachsenem Boden bis zum Wald reicht, mit einem Raum-für-Zeit-Substitutions-Ansatz. Um den beobachteten Vorratsänderungen zugrunde liegende Prozesse aufzuklären, werden wir eine neue Methode entwickeln, um 44/42Ca-Isotopenverhältnisse mithilfe eines Doppel-Spikes (mit 43Ca und 46Ca) zu messen. Außerdem werden wir eine Methode aus der Literatur zur Bestimmung der 26/24Mg-Isotopenverhältnisse in unserem Labor etablieren. Die Methoden werden wir einsetzen, um Isotopenverhältnisse von Ca und Mg in Gestein, Böden, Pflanezn und Ökosystem-Lösungen zu bestimmen. Da Prozesse wie Verwitterung, Pflanzenaufnahmen, Adsorption oder Auswaschung zu Veränderungen der Stabilisotopenverhältnisse führen, erwarten wir ein verbessertes Prozessverständnis durch die gleichzeitige Aufstellung von Massenbilanzen und Bestimmung der Stabilisotopenverhältnisse von Ca und Mg.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yanhong Wu