Herkunft der NO und N2O Emissionen aus Waldböden und die Bedeutung der Mineralisation für die denitrifikative und nitrifikative Bildung von NO und N2O in N-gesättigten Wäldern
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das wesentliche Ziel dieser Studie war es, die Herkunft des Stickstoffs an den Emissionen von N2O und NO in unterschiedlich mit Stickstoff angereicherten Waldökosystemen zu untersuchen. Durch eine 15N Markierung der N Einträge im Niederschlag wurde festgestellt, dass 0.1 bis 0.6% der N Einträge in einem Fichten- und Buchenwald in N2O Emissionen umgewandelt werden. Der Anteil des eingetragenen Stickstoffs an der Emission von N2O (Emissionsfaktor, EF) ist geringer als der Wert, der vom IPCC (2006) für natürliche Ökosysteme angegeben wird (1%). Aufgrund unterschiedlicher Berechnungsmethoden schwanken die EF'en in der Literatur von 0-25%, erfassen unterschiedliche N-Herkünfte und sind oft fehlerhaft. Die von uns eingesetzte 15N-Methode erfasst den direkten N-Eintrag. Eine Unterscheidung zwischen nativem und durch anthropogene N-Einträge im System angereichertem Stickstoff ist nur bedingt möglich, wäre aber zur Berechung der indirekten N2O Emissionen durch anthropogene N-Einträgen in Wälder wünschenswert. Untersucht wurde der Beitrag des von Bäumen assimilierten anthropogenen 15N markierten Stickstoffs an den N2O Emissionen nach dem Streufall. Zwei bis drei Jahre nach der Ausbringung von 15N markierten Blättern wurde eine deutliche Anreicherung von 15N im N2O gemessen, die 8-9 Jahre später nicht mehr signifikant war. Der direkte Beitrag der N Einträge an den N2O Emissionen ist somit gering. Der Beitrag des angereicherten anthropogenen Stickstoffs an den N2O Emissionen muss in ehemals N limitierten Systemen als eine wesentliche aber nicht alleinige Vorraussetzung für hohe N2O Emissionen angesehen werden. Der vorherrschende Prozess zur Bildung von N2O ist die Denitrifikation und die wesentlichen Steuergrößen sind die Diffusion, die Mineralisation und die Niederschlagsverhältnisse in 6 Buchenwaldökosystemen. Diese Faktoren sind für die hohen Emissionen im Buchenbestand im Soiling verantwortlich, während eine zwei- bis dreifach höhere Diffusion wahrscheinlich Ursache für die geringen Basisemissionen in den anöeren Buchenwäldern ist. Nach dem hierarchischen Konzept der Regulation der N2O Emissionen ist die Diffusion als Standortvariable verantwortlich für hohe N2O Emissionen unter der Vorraussetzung einer ausreichenden Bodenfeuchtigkeit durch hohe Niederschläge und einer vorhandenen Nettomineralisation in nicht N limitierten Wäldern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Atmosphärische Deposition von Stickstoff in Waldökosystemen als Quelle für indirekte Lachgasemissionen (Tagung „Emission landwirtschaftlich genutzter Böden" des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, Bad Staffelstein, 8. bis 12. Dezember 2010)
