Quantifizierung und Kausalanalyse biogener Spurengasflüsse

DFG FOR 562 TP 3

Von 04/2005 bis 01/2009

Projektleiter: Gerhard Gebauer, Werner Borken
Mitarbeiter: Stefanie Goldberg, Jan Muhr, Klaus-Holger Knorr
Bewilligung: FOR 562 Forschergruppe Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen

Die Spurengase CO₂, CH₄, N₂O und NO_x entstehen in Böden vorwiegend durch biologische Prozesse und tauschen sich über die Bodenoberfläche bzw. die Vegetation mit der Atmosphäre aus. Bei der Bildung dieser Gase sind jeweils zwei Prozesse maßgeblich beteiligt (CO₂: mikrobielle Atmung und Wurzelatmung; CH₄: Acetat-Fermentation und CO₂-Reduktion; N₂O und NO_x: Denitrifikation und Nitrifikation). Der Beitrag der einzelnen Prozesse und die Höhe der Gasflüsse hängen u.a. erheblich von der Temperatur und dem Wassergehalt des Bodens ab. Es wird erwartet, dass sich die Gasflüsse bei extremem Wechsel der meteorologischen Randbedingungen sprunghaft ändern. Ziel dieses Vorhabens ist es, die Auswirkungen von experimentell induzierten extremen Änderungen der Randbedingungen auf die Flüsse der Spurengase zwischen Boden und Atmosphäre simultan in zwei Ökosystemen (Fichtenwald und Niedermoor) und in Laborexperimenten zu untersuchen und die den Gasflüssen zugrunde¬liegenden Entstehungsprozesse mit Hilfe von Isotopenhäufigkeitsanalysen der Spurengase und ihrer Ausgangssubstanzen quantitativ zuzuordnen sowie eventuelle Senkenfunktionen von Böden für die Gase zu erfassen. Die quantitative Prozesszuordnung ist eine wesentliche Voraussetzung, um die Gasflüsse zukünftig auch besser modellhaft beschreiben zu können.

Publikationsliste dieses Projekts

Goldberg, S; Borken, W; Gebauer, G: N2O emission in a Norway spruce forest due to soil frost - Concentration and isotope profiles shed a new light on an old story, Biogeochemistry, 97, 21-30 (2010), doi:10.1007/s10533-009-9294-z [Link] -- Details

Goldberg, S; Knorr, KH; Blodau, C; Lischeid, G; Gebauer, G: Impact of altering the water table height of an acidic fen on N2O and NO fluxes and soil concentrations, Global Change Biology, 16, 220-233 (2010), doi:10.1111/j.1365-2486.2009.02015.x -- Details

Goldberg, S; Gebauer, G: Drought turns a Central European Norway spruce forest from an N2O source to a transient N2O sink, Global Change Biology, 15, 850-860 (2009), doi:10.1111/j.1365-2486.2008.01752.x -- Details

Goldberg, S; Gebauer, G: N2O and NO fluxes between a Norway spruce forest soil and atmosphere as affected by prolonged summer drought, Soil Biology & Biochemistry, 41, 1986-1995 (2009), doi:10.1016/j.soilbio.2009.07.001 -- Details

Goldberg, S; Knorr, KH; Gebauer, G: N2O concentration and isotope signature along profiles provide deeper insight into the fate of N2O in soils, Isotopes Environm. Health Studies, 44, 377-391 (2008), doi:10.1080/10256010802507433 -- Details

Goldberg, S; Muhr, J; Borken, W; Gebauer, G: Fluxes of climate-relevant trace gases between a Norway spruce forest soil and atmosphere during repeated freeze-thaw cycles in mesocosms, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 171, 729-739 (2008), doi:10.1002/jpln.200700317 -- Details

Muhr, J; Goldberg, S; Borken, W; Gebauer, G: Repeated drying-rewetting cycles and their effects on the emission of CO2, N2O, NOx and CH4 in a forest soil, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 171, 719-728 (2008), doi:10.1002/jpln.200700302 -- Details