Kohlenstoffspeicherung in einem ungenutzten Kalkbuchenwald des Nationalparks Hainich - Differenzierung der Quellen- und Senkenfunktion des Bodens unter Berücksichtigung der Nutzungsgeschichte
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Gesamtprojekt untersuchte unter bodenkundlichen und forsthistorischen Aspekten die Kohlenstoffspeicherung in alten Wäldern. Die Eingangshypothese ging davon aus, dass die historische Streunutzung zu einer Aushagerung der Böden und damit zu einer erhöhten Kohlenstoffspeicherrate führte. Anhand der Ergebnisse der Vergleichsstandorte in Iphofen, die bei höherer Streunutzung geringere rezente Speicherraten aufweisen, ist diese Hypothese nicht zu verifizieren. Insbesondere die Überführung der vorher in turnusgemäßer Holznutzung stehenden Mittelwälder in Hochwaldbewirtschaftung führte zu erhöhten Kohlenstoffspeicherraten. Daraus lässt sich die Hypothese generieren, dass Bäume räumliche Speicherstrukturen (Wurzeln/Rhizosphäre) ausbilden, die zeitlebens weiter Kohlenstoff akkumulieren können. Durch Waldnutzung werden diese Strukturen zerstört und gespeicherter Kohlenstoff freigesetzt. Sowohl Kohlenstoffspeicherung in tiefen Bodenschichten als auch rezentes Alter des gespeicherten Kohlenstoffs untermauern diese Hypothese. Interessanterweise ist eine hohe Kohlenstoffspeicherung nicht mit niedrigen Atmungsraten korreliert, d.h. der Anteil der Humusatmung ist am Standort nicht erniedrigt. Im Gegenteil scheint eine Tendenz zur erhöhten Kohlenstoffspeicherung bei hohen Atmungsraten zu bestehen. Dies würde die oben genannte Hypothese zusätzlich untermauern und nahe legen, dass ein kontinuierlicher Transfer von Kohlenstoff in den Speicher beim Umsatz von Kohlenstoff besteht. Die räumliche Variation der Bodenatmung lässt sich durch die Baumartenverteilung erklären. Die absoluten Atmungsraten hängen im Frühjahr, und bei der Esche stärker als bei der Buche, von der modellierten Feinwurzelverteilung ab. Interessanterweise enthält der veratmete Kohlenstoff 14C aus den zurückliegenden Kernwaffentests, der lediglich durch die Nutzung älterer Kohlenstoffspeicher der Bäume oder einer direkten Veratmung von Wurzelkohlenstoff zu erklären ist. Der Transport von organischem Kohlenstoff in gelöster Form trägt nur unwesentlich zur Kohlenstoffspeicherung und Verlagerung von Kohlenstoff in tieferen Bodenschichten bei. Dies stützt wiederum die Annahme eines wurzelgebundenen Eintrags von Kohlenstoff in tiefere Bodenschichten. Auch der Export von pflanzenbürtigem anorganischem Kohlenstoff, der eine scheinbare Speicherung von Kohlenstoff suggerieren könnte, ist im System des Hainichs ohne Bedeutung. Im Gegenteil bleibt die exportierte Summe von organischem und anorganischem Kohlenstoff mit der Bodentiefe konstant. Die Hypothese eines kontinuierlichen Profilwachstums kann somit nicht bestätigt werden, was auch bereits durch die hohe Dynamik (gleichzeitige Zu- und Abnahme von Kohlenstoff in allen Bodentiefen) der Kohlenstoffspeicherung angedeutet wurde. Die Kombination aus geschichtswissenschaftlichen, landschaftsökologischen und biogeochemischen Grundlagenforschung, stellte sich als äußerst gewinnbringend dar. Unsere neue Hypothese zur Kohlenstoffspeicherung in alten Wäldern sollte in weiteren Forschungsarbeiten evaluiert werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2008): Gis based regionalization of soil respiration based on regression kriging. GIS Science 4: 4-11
Jordan, A., Glatzel, S.
- (2009): Overstory-specific effects of litter fall on the microbial carbon turnover in a mature deciduous forest. Forest Ecology and Management 258: 109-114
Baum, C., Fienemann, M., Glatzel, S., Gleixer, G.
- (2009): Small scale spatial heterogeneity of soil respiration in an old growth temperate deciduous forest. Biogeosciences Discussions 6: 0997- 10005
Jordan, A., Jurasinski, G., Glatzel, S.
- (2009): Soil Carbon Accumulation in Old-Growth Forests. In: Wirth et al. (eds): Old Growth Forests, Ecological Studies 207, Springer Verlag Berlin Heidelberg: 231-261
Gleixner, G., Tefs, C., Jordan, A., Hammer, M., Wirth, C., Nueske, A., Telz, A., Schmidt, U.E., Glatzel, S.
