Der Einfluss verschiedener Laubbaumarten auf die Kohlenstoff-Dynamik und -Fixierung in temperaten Waldböden

• Antragstellerin: Dr. Christina Steffens
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271082204

Temperate Wälder 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 cordata Mill. und Picea abies L. Karst) unter aktuellen klimatischen Bedingungen auf die C-Fixierung im Wald zu erfassen. Die folgenden Teilziele werden angestrebt:(1) Während die C-Vorräte im Boden unter verschiedenen Baumarten gut untersucht sind, ist die Änderung der C-Vorräte mit der Zeit, also die Kohlenstoff-Speicherung im Waldboden, weitestgehend unbekannt. Im Rahmen der vorliegenden Studie wird der Waldboden unter den verschiedenen Baumarten in dänischen Versuchsfeldern, der zuletzt 2004/2005 auf seinen C-Vorrat untersucht wurde, erneut beprobt. So können mögliche Änderungen im Boden-C-Vorrat direkt quantifiziert werden. (2) Es ist noch weitestgehend unbekannt, welche Mechanismen zu baumartenabhängigen C-Vorräten im Waldboden führen. Die Bodenatmung wird 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 dies zu unterschiedlichen C-Vorräten im Waldboden beiträgt.(3) 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 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 Klimagaste, deren Erwärmungspotential um das 28fache (CH4) oder 264fache (N2O) höher ist als das des CO2. Möglicherweise beeinflussen Baumarten die N2O-Emission oder CH4-Aufnahme anders als die CO2-Emission. Es soll daher die baumartenspezifische Treibhausgasbilanz inklusive der CH4-Aufnahme und der N2O-Emission des gesamten Bestandes (Boden und Biomasse) in Abhängigkeit der Baumart für zwei Jahre erfasst werden. Parallel werden weitere Bodeneigenschaften, wie Nährstoffgehalte, erfasst, um in einem im Anschluss an diese Förderphase angestrebten Folgeprojekt vorhandene Modelle zum Boden-C-Haushalt (z. B. BIO-ME-BGC (Version Zalf)) zu kalibrieren und validieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen