Steuergrößen von Eigenschaften der Humusauflage: Auswirkungen auf die thermisch-hydrologischen Funktionen von Waldböden

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Heike Puhlmann; Dr. Kai Schwärzel; Dr.-Ing. Nicole Wellbrock
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457330647

Klimatische Bedingungen, Nährstoffeinträge über die Luft und Baumartenwahl steuern – neben anderen Faktoren - die Ausprägung der Humusauflagen (HA) und damit die ökologischen Funktionen unserer Wälder. Mittels verfügbarer Wald- und Bodeninventurdaten lassen sich die Beziehungen zwischen den Basiseigenschaften der HA (z. B. Mächtigkeit, Masse, Morphologie) und den ökologischen Standortbedingungen ermitteln. Obwohl es generell akzeptiert wird, dass solche Beziehungen existieren, steht eine Analyse dieser Zusammenhänge entlang von Umweltgradienten noch aus. Die Prüfung der Beziehungen zwischen HA-Eigenschaften, Niederschlag (MAP) und Lufttemperatur (MAT) ist herausfordernd, da einerseits die Beschaffenheit der HA die Beziehung zwischen MAT/MAP und Temperatur/Feuchte innerhalb der HA steuert. Andererseits ändert sich die Beschaffenheit der HA unter den Bedingungen des Klimawandels und damit auch die Beziehung zwischen den meteorologischen Größen und dem Wasser- und Wärmehaushalt der Humusauflage.Nur wenig ist über den Zusammenhang zwischen den Basiseigenschaften der HA und den physikalischen Eigenschaften der HA (Porengrößenverteilung, Wasserrückhaltevermögen, hydraulische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit) bekannt. Darüber hinaus wissen wir nicht, wie sich diese Eigenschaften unter den Bedingungen des Klimawandels, der N-Eutrophierung und der Veränderung der Baumartenzusammensetzung verändern. Änderungen im Wasserrückhaltevermögen von HA wirken sich nicht nur auf den Wasserkreislauf in Wäldern aus, sondern auch auf deren Wärmehaushalt. Während dies für die borealen Wälder bereits gezeigt wurde, fehlen ähnliche Untersuchungen für die Wälder der gemäßigten Zone. Das Fehlen solcher Studien erschwert unser Verständnis darüber, wie sich das kombinierte Feuchte- und Temperaturregime der HA als Reaktion auf Veränderungen der abiotischen und biotischen Faktoren modifizieren könnte.Verfügbare Wald- und Bodeninventurdaten in Kombination mit einer modellbasierten Bewertung der Auswirkungen von Veränderungen der thermischen und hydraulischen Eigenschaften von HA auf den Wasser- und Wärmehaushalt von HA bergen ein großes Potenzial, die aufgezeigten Wissenslücken zu schließen. Solch eine systematische Vorgehensweise zur Identifizierung der Steuergrößen der Beschaffenheit der HA und der daraus resultierenden Eigenschaften der HA wurde bisher noch nicht umgesetzt. Das Ziel unseres Projekts ist daher ein zweifaches: (1) Beantwortung der Frage, wie sich Strukturveränderungen der HA infolge veränderter Nährstoffverfügbarkeit und Lufttemperatur auf den Wärme- und Wasserhaushalt von Wäldern auswirken können, und (2) auf der Grundlage eines verbesserten Verständnisses der Beziehungen zwischen Basiseigenschaften der HA und Standortbedingungen an den Untersuchungsstandorten der Forschergruppe und anderen Monitoringstandorten werden diese neuen Erkenntnisse genutzt, um die Basiseigenschaften der HA von der Plotebene auf die nationale Ebene zu übertragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5315: Humusauflage: Funktionsweise, Dynamik und Vulnerabilität im Wandel
• Mitverantwortlich: Dr. Steffen Trinks