Dynamik des Stoffhaushalts von Waldökosystemen auf unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen

BITÖK-A13

Von 01/1998 bis 12/2000

Projektleiter: Egbert Matzner
Mitarbeiter: Christine Alewell
Bewilligung: 0339476 C Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Ökosystemen bei veränderter Umwelt

0339476 C Zwischenbericht 1999

Die Messungen auf den Dauerbeobachtungsflächen beinhalten die Elementflüsse mit dem Freilandniederschlag und der Kronentraufe (als Eckdaten zum Stoffeintrag und zum Elementumsatz im Kronenraum) sowie die Messungen der Flüsse mit der Bodenlösung in 90 cm (Stoffaustrag mit dem Sickerwasser) und der Oberflächengewässer. Vergleichend zu längeren Zeitreihen, bei der über 14 Tage bzw. 1 Monat integriert wird, wurde für Bodenlösungen, Abfluß und Niederschlag die Meßintervalle auf täglich verkürzt. Ziel war dabei i) die Erfassung von ökologisch wirksamen Amplituden der Konzentrationen, ii) verbessertes Verständnis von Elementumsätzen im Boden und der steuernden Prozesse, iii) die Beschreibung der Stoffflüsse und -konzentrationen auf verschiedenen Zeitskalen und iii) eine Minimierung des Fehlers bei der Stoffflußberechnung. Erste Ergebnisse zeigen, daß sich für die Datenreihen mit täglichen Beprobungsintervallen sehr ähnliche Zusammenhänge zwischen Wasserfluß und Schwankungen von pH, Leitfähigkeit, SO42-, NO3- und Cl- - Konzentrationen ergeben, wie sie schon aus den Daten des 14tägliches Meßintervalls bekannt sind. Allerdings ergaben sich signifikante Korrelationen für Konzentrationen im Elementeintrag mit denen des Ablfuß für die Datenbasis des täglichen Meßintervalls. Letzteres war aus den Daten des 14täglichen Meßintervalls nicht festzustellen. Ob dies einen grundsätzlichen Erkenntnisgewinn hinsichtlich des Prozeßverständnisses ergibt, wird vor allem aus den Modellsimulationen sowie aus den Auswertungen der Stoffflüsse ersichtlich werden. Hinsichtlich der auftretenden Amplituden in der Elementkonzentration ist festzustellen, daß zunächst größere Amplituden der Elementkonzentrationen des täglichen Meßintervalls erfaßt werden, wenn einzelne Raumpunkte miteinander verglichen werden. Sowie jedoch die räumliche Heterogenität, wie sie im Meßkonzept des Monitoringprogrammes des BITÖK eingeplant ist, berücksichtigt wird, wird der Informationsgewinn hinsichtlich einer Erfassung der Amplituden ausgeglichen. Die Berechnung des Stoffaustrags mit dem Gebietsabfluß Lehstenbach ergab allerdings entscheidende Unterschiede zwischen den beiden Datenreihen. Im Vergleich zu den Werten aus der täglichen Beprobung wurde für die bisher ausgewertete Meßreihe von 7 Monaten (17.3. - 26.10.1998) bei der Berechnung der Stoffflüsse mit den im 14täglichen Meßintervall erhobenen Daten der H+ - Austrag wesentlich überschätzt und den Cl- Austrag unterschätzt. Eine geostatistische Auswertung der Zeitreihen ergab, daß vor allem die Meßstrategie und weniger die Meßintervalle eine Rolle spielen, solange die Zeitreihe lang genug ist (n>100). Eine Mischprobenbildung und die damit durchgeführte Integration über die Zeit in Bestandesniederschlag und Bodenlösung führt zu einer Veränderung von Mustern in den Daten wie z.B. eine Vortäuschung einer Autokorrelation oder einer Verschleierung von Periodizität.

Zwischenbericht 1998

Publikationsliste dieses Projekts

Alewell, C: Acid inputs into the soils from acid rain in Rengel Z.: Handbook of Soil Acidity, Marcel Dekker Inc.,New York, 83-115 (2003) -- Details

Alewell, C; Novák, M: Spotting zones of dissimilatory sulfate reduction in a forested catchment; The 34S - 35S approach, Environmental Pollution, 112, 369-377 (2001) -- Details

Mitchell, MJ; Mayer, B; Bailey, SW; Hornbeck, J; Alewell, C; Dricsoll, CT; Likens, GE: Use of stable isotopes for evaluating sulfur sources and losses at the Hubbard Brook Experimental Forest, Water, Air and Soil Pollution, 130, 75-86 (2001) -- Details

Alewell, C: Predicting reversibility of acidification: The European sulfur story., Water, Air and Soil Pollution, 130, 1271-1276 (2001)

Prechtel, A; Alewell, C; Michalzik, B; Matzner, E: Different effect of drying on the fluxes of dissolved organic carbon and nitrogen from a Norway spruce forest floor, Journal of Plant Nutr. Soil Sci., (2000) 163, 517-521 (2000) -- Details

Manderscheid, B; Schweisser, T; Lischeid, G; Alewell, C; Matzner, E: Sulfate pools in the weathered substrata of a forested catchment, Soil Sci. Soc. Amer. J., 64, 1078-1082 (2000), doi:10.2136/sssaj2000.6431078x -- Details

Manderscheid, B; Jungnickel, C; Alewell, C: Spatial variability of sulfate isotherms in forest soils at different scales and its implications for the modeling of soil sulfate fluxes, Soil Science, 165, 848-857 (2000) -- Details

Groscheová, H; Novák, M; Alewell, C: Changes in the d³⁴S ratio of pore-water sulfate in incubated sphagnum peat, Wetlands, 20/1, 62-69 (2000) -- Details

Lischeid, G; Moritz, K; Bittersohl, J; Alewell, C; Matzner, E: Sinks of anthropogenic nitrogen and sulphate in the Lehstenbach catchment (Fichtelgebirge): lessons learned concerning reversibility., Silva Gabreta, 4, 41-50 (2000) -- Details

Alewell, C; Manderscheid, B; Bittersohl, J; Meesenburg, H: Is acidification still an ecological threat?, Nature, 407, 856-857 (2000) -- Details

Alewell, C; Mitchell, M; Likens, GE; Krouse, RH: Assessing the origin of sulfate deposition at the Hubbard Brook Experimental Forest, J. Environmental Quality, 29, 759-767 (2000) -- Details

Alewell, C; Manderscheid, B; Gerstberger, P; Matzner, E: Effects of reduced atmospheric deposition on soil solution chemistry and elemental contents of spruce needles in NE - Bavaria, Germany, Journal of Plant Nutr. Soil Sci., (2000) 163, 509-516 (2000) -- Details

Alewell, C; Gehre, M: Patterns of stable S isotopes in a forested catchment as indicators for biological S turnover, Biogeochemistry, 47, 319-333 (1999) -- Details

Alewell, C; Mitchell, M; Likens, GE; Krouse, RH: Sources of stream sulfate at the Hubbard Brook Experimental forest: Long-term analysis using stable isotopes, Biogeochemistry, 44, 281-299 (1999) -- Details

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Lehrstuhl Bodenökologie - Prof. Dr. Eva Lehndorff

Dynamik des Stoffhaushalts von Waldökosystemen auf unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen

BITÖK-A13

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