Zusammenspiel von Verwitterung, Mineralneubildung und Stabilisierung organischer Bodensubstanz in Umbrisolen/umbric horizons

• Antragsteller: Professor Dr. Thilo Rennert
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553299732

Umbrisole werden durch den "umbric" Oberbodenhorizont definiert, der unter anderem durch seine dunkle Farbe, Struktur und geringe "Basensättigung" charakterisiert ist. Der "umbric" Horizont ist ein häufig mächtiger Mineralbodenhorizont, in dem organische Bodensubstanz (OBS) akkumuliert. Umbrisole/Böden mit "umbric" Horizont sind in einigen europäischen Gebirgen und Mittelgebirgen weitverbreitet. Die wenigen verfügbaren Studien zu OBS-Zusammensetzung und -Gehalten weisen auf bodentypenspezifische Prozesse und Eigenschaften hin, die die OBS-Stabilisierung steuern, welche allerdings noch nicht vollständig verstanden sind. Dieses Projekt zielt darauf ab, ein mechanistisches Verständnis der Prozesse zu erlangen, die die Stabilisierung der OBS in Umbrisolen/Böden mit "umbric" Horizont steuern. Bei der Untersuchung von Umbrisolen/Böden mit "umbric" Horizont aus dem südlichen Kaukasus, Slowenien, sowie Tieflands- und Mittelgebirgsregionen der Slowakei mit unterschiedlichem Klima werden wir auf Bodenbestandteile fokussieren, die die OBS-Stabilisierung beeinflussen, und auf die Charakterisierung und Verteilung der OBS auf Fraktionen, die sich in der Rate des OBS-Umsatzes unterscheiden. Zusätzlich werden Verwitterungsexperimente durchgeführt, mit denen sich ablaufende Prozesse identifizieren lassen. Die Hypothesen sind, dass i) durch variable Silikatverwitterung Bodenbestandteile entstehen, die die OBS-Stabilisierung fördern, wie schwach kristalline Aluminosilikate, Schichtsilikate mit hydroxylierten Al-Einlagerungen und Al-OBS-Komplexe, ii) brandbürtige OBS zur stabilisierten OBS in Mittelgebirgswaldstandorten beiträgt, iii) die Stabilisierung sich in thermischen Eigenschaften der OBS widerspiegelt, und iv) je nach Fortschritt der Verwitterung/Bodenbildung, sich schwach kristalline Aluminosilikate bilden, mobilisiert und transportiert werden, oder sich auflösen. Die Hypothesen werden in einer Kombination von Bodencharakterisierung, die spektroskopische Methoden miteinschließt, Bodenfraktionierung, sowie Verwitterungsexperimenten und anschließender Modellierung überprüft. Die Ergebnisse des Projekts werden generell das Verständnis von OBS-Stabilisierungsprozessen und -dynamik in Gebirgs- und Mittelgebirgsregionen, die besonders vom Klimawandel betroffen sein werden, sowie im Besonderen das Verständnis von Prozessen in bislang wenig untersuchen Bodenmilieus vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen