Raum-zeitliche Auswirkungen der Urbanisierung auf Quellen, Verbreitung und Zusammensetzung von organischem Bodenkohlenstoff in tropischen Ackerböden

• Antragsteller: Dr. Stephen Boahen Asabere
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 467340364

In den letzten Jahren hat sich die Ausdehnung der Städte beschleunigt. Die Auswirkungen auf organischen Bodenkohlenstoff (OBC) sind bislang unzureichend untersucht. OBC ist jedoch entscheidend für Bodenfruchtbarkeit und die Sequestrierung von Kohlenstoff (C), insbesondere in tropischen Böden mit geringen Nährstoffgehalten und Kationenaustauschkapazitäten. Um die SOC-Dynamik zu verstehen, sind OBC-Quellen zu identifizieren, OBC-Verbindungen zu charakterisieren und OBC-Stabilisierungsmechanismen zu aufzuklären. In einer vorangegangenen Untersuchung in Kumasi, einer typischen wachsenden Stadt in Ghana (Westafrika), fanden wir, dass sich im Zuge der Urbanisierung Haushalts- und Bauabfälle in Ackerböden akkumulierten und zur Erhöhung der Mengen an Gesamt-Kohlenstoff (TC) führten. Ziel unseres Projekts ist es daher, die Beiträge verschiedener anthropogener C-Verbindungen (ACV) zum TC im Boden zu quantifizieren und den Einfluss auf OBC-Menge und -Zusammensetzung in landwirtschaftlich genutzten Böden von Kumasi, Ghana, zu erfassen. Die Kernfrage in diesem Projekt ist, wie sich die Urbanisierung auf die Stabilität des OBC auswirkt. Zur Beantwortung dieser Frage quantifizieren wir die verschiedenen ACV, analysieren die OBC-Zusammensetzung und untersuchen den Einfluss der verschiedenen OBC-Fraktionen auf die Bodenfruchtbarkeit. Dabei prüfen wir die Hypothese, dass Böden, die bereits seit langer Zeit (≥30 Jahre) in die Urbanisierung einbezogen sind, einen erhöhten Gehalt an ACV und relativ stabiler OBC aufweisen, im Vergleich zu Böden, die erst seit kürzerer Zeit (<30 Jahre) urbanen Bedingungen ausgesetzt sind. Wir nutzen hierzu 636 bereits vorliegende Oberbodenproben aus Kumasi. Mittels Nahinfrarotspektroskopie und C-Analysen unterscheiden wir Plastik, Biochar, Textilien, natürlichen OBC und Carbonate. Durch Dichtetrennung unterteilen wir den OBC in partikuläre und mineralassoziierte Fraktionen und somit in labile und relativ stabile OBC-Pools. Statistische Auswertung und räumliche Modellierung der Ergebnisse ermöglichen ein Verständnis des raumzeitlichen Musters der Quellen und der Zusammensetzung der OBC in bisher kaum untersuchten tropischen Ackerböden unter dem Einfluss der Urbanisierung. Somit trägt dieses Projekt zur Verbesserung der Boden-C-Modellierung bei, woraus sich zudem Implikationen für Bodenfruchtbarkeit und Klimawandel ableiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen