Soil aeration - the key factor of oak decline?
Final Report Abstract
Es wurde die Arbeitshypothese geprüft, dass die Bodenbelüftung in Waldböden ein Schlüsselfaktor für das Eichensterben ist. In den untersuchten Bodenprofilen zeigte sich eine überraschend persistente Anisotropie der Diffusionskoeffizienten. Die weitaus größere vertikale Gas-Durchlässigkeit ist dabei unabhängig von der Gesamtporosität des Bodens oder von anthropogen verursachen Bodenverformungen. Das gibt Anlass zur Hypothese, dass Anisotropie der Gasdiffusion eine intrinsische Eigenschaft von Waldböden ist und bei der Modellierung des Gastransportes berücksichtigt werden muss. Die Annahme von einem isotropen Verhalten ist nicht ohne Prüfung auf Anisotropie gerechtfertigt. Eine dominant vertikale Gasdiffusion kann unter bodenökologischem Aspekt eine 1-dimensionale Modellierung rechtfertigen. In einem räumlich hoch aufgelösten Ansatz konnten wir den Einfluss der direkt lokal wirkenden Umgebung und der fern wirkenden Belüftung (transportkontrolliert) separieren und aufzeigen, unter welchen Umständen beide Faktorengruppen das Wurzelwachstum der Eichen beschränken. Sowohl die Lagerungsdichte als auch das harmonische Mittel der vertikalen Gasdurchlässigkeiten erwiesen sich als signifikante Prädiktoren der Feinwurzeldichte. Da sowohl die Durchwurzelungstiefe als auch die lokale Wurzeldichte entscheidend für die Wasseraufnahmefähigkeit des Baumes sind, kann jede Einschränkung – unabhängig von ihrer Ursache – eine Reduktion der Vitalität zur Folge haben. Es wurde nun unabhängig voneinander und auf unterschiedlichen Raumskalen nachgewiesen, dass bodenphysikalische Engpässe, die durch die Nutzung von Waldböden als Widerlager des Fahrzeugantriebes verursacht werden, die Wurzelausbreitung von Eichen stark einschränken. Die These, dass Arbeitsverfahren der modernen Forstwirtschaft ursächlich für den Vitalitäsverlust der Eichen sind (durch Schaffung ungünstiger bodenphysikalischer Zustands- und Transfergrößen), konnte nicht widerlegt werden. Wir sind der Ansicht, dass damit diese These dabei ist, den Rang einer „Theorie“ zu erlangen.
Publications
- (2008). Identifikation dreidimensionaler Muster von Bodenparametern im Wurzelraum von Eichen mit GAM. In: Römisch, K., Nothdurft, A. und Wunn, U. (Hrsg.): DVFFA Sektion Forstliche Biometrie und Informatik, 20. Tagung, Freiburg, 22.-24.09.2008, Die Grüne Reihe (ISSN 1860-4064), pp. 140-149
Kühne, A. & Schack-Kirchner, H.
- (2009). 3-D-Rekonstruktion der Wurzelraumbelüftung von Eichen: Nachweis und Wirkung anisotroper Gasdiffusionskoeffizienten. Jahrestagung der DBG: Böden - eine endliche Ressource, September 2009, Bonn
Kühne, A., Schack-Kirchner, H. & Hildebrand, E.E.
- (2011). Gastransport im Wurzelraum als 3D-Phänomen: Eine Fallstudie zur Wurzelverteilung von Eichen. Jahrestagung der DBG: Böden verstehen - Böden nutzen - Böden fit machen, September 2011, Berlin
Kühne, A., Schack-Kirchner, H. & Hildebrand, E.E.
- (2012). Gas diffusivity in soils compared to ideal isotropic porous media. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 175 (1), 34-45
Kühne, A., Schack-Kirchner, H. & Hildebrand, E.E.
