Geoökologisches Kolloquium WS 2003/04

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Dr. Markus Kleber
Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung, Universität Halle-Wittenberg
Donnerstag, 30.10.2003 16:15 H6

Wie funktioniert die Ton-Humuskopplung

Modelle zur Kohlenstoffspeicherung in Böden nutzen den Parameter \"Tongehalt\" als empirischen Faktor zur Beschreibung von Umsatz- und Verweilzeiten der organischen Substanz. Damit wird jedoch eine Größe benutzt, die zwar in vielen Fällen eine hohe Erklärungskraft hat, aber nicht in einem direkten mechanistischen Zusammenhang mit der Kohlenstoffspeicherung steht. Diese Tatsache ist seit Jahrzehnten bekannt, hat aber wegen des Fehlens \"besserer\" Parameter bisher keinen Eingang in die Entwicklung von Kohlenstoffumsatzmodellen gefunden.

Der Vortrag macht zunächst deutlich, warum der \"Tongehalt\" keine geeignete Größe zur Modellierung von C-Umsatz ist. Daran schließt sich eine Zusammenfassung des aktuellen Standes der Kenntnisse zu den Mechanismen des Kohlenstoffspeichergeschehens in Böden an. Es folgt eine Wichtung der bekannten Mechanismen im Hinblick auf ihre mögliche quantitative Bedeutung. Schließlich werden eigene Ergebnisse vorgestellt, die nahelegen, dass in sauren Böden der Prozess des Ligandenaustausches zwischen funktionellen Gruppen der organischen Substanz und einfach koordinierten Hydroxylen an Mineraloberflächen dominiert.

Daraus wird gefolgert, dass in sauren Böden nicht die Menge, sondern die Oberflächenreaktivität der Tonteilchen das Kohlenstoffspeichergeschehen bestimmt. Für Modellierungsvorhaben wird der Parameter \"Oberflächenbindungsplatzdichte\" (engl. hydroxyl site density) als mögliche, mechanistisch begründete Alternative zum Tongehalt vorgeschlagen.



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