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Cora Vos

Promotion zum Dr. rer. nat. am 29.11.2018

Cora Vos mit Doktorhut
Cora Vos mit Doktorhut (© Thünen-Institut/AK)

Am 29.11.2018 hat Cora Vos erfolgreich ihre Doktorarbeit „Spatial variability and driving factors for soil organic carbon stocks, quality and saturation in agricultural soils of Germany“ an der Fakultät für Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften der Technischen Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig verteidigt. Die Dissertation wurde im Rahmen der Bodenzustandser-hebung Landwirtschaft angefertigt. Ziel der Arbeit war die Einflussgrößen auf die räumliche Variabi-lität der Kohlenstoffvorräte und Kohlenstofffraktionen in deutschen Ackerböden zu quantifizieren. Außerdem sollte die Kohlenstoffsättigung der Böden untersucht werden.

Die Arbeit begann zunächst mit einem Methodenvergleich: Die Genauigkeit von Bodentexturanaly-sen im Labor wurde mit der der Fingerprobe im Feld verglichen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die räumliche Variabilität der Kohlenstoffvorräte in landwirtschaftlichen Böden Deutschlands und deren Einflussgrößen analysiert. Dies wurde mit Hilfe verschiedener machine-learning Algorithmen durchgeführt. Da nicht nur der reine Kohlenstoffvorrat relevant ist, sondern auch die Qualität und Verweildauer des Kohlenstoffes im Boden wurde auch die Variabilität von einzelnen Kohlen-stofffraktionen im Boden als Teil der Arbeit untersucht. Dies wurde mit einer Kombination von phy-sikalischer Kohlenstofffraktionierung für einen repräsentativen Teildatensatz und der Vorhersage von Anteil und Kohlenstoffgehalten der Fraktionen mittels Nahinfrarotspektroskopie für die ver-bleibenden Standorte durchgeführt. Um herauszufinden welche Regionen Deutschlands eine er-höhte Vulnerabilität für Bodenkohlenstoffverluste aufweisen wurden auch hier die Einflussgrößen für die Verteilung des Kohlenstoffes in die einzelnen Fraktionen analysiert. Bei der darauf folgen-den Literaturstudie zeigte sich, dass es bisher noch keine schlüssigen Beweise für die Existenz von Bodenkohlenstoffsättigung in Feldexperimenten gibt. Daher wurde eine Metaanalyse über 40 Langzeitexperimente weltweit mit verschiedenen Mengen organischer Düngung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kohlenstoffspeicherung im Boden zumeist linear abhängig vom Kohlen-stoffeintrag ist und kein Sättigungsverhalten nachweisbar war.

Zusammenfassend wurde herausgefunden, dass kurzfristige und langfristige Managementent-scheidungen die Variabilität des Kohlenstoffes und dessen Stabilität in Oberböden beeinflussen. Im Unterboden wurde die Variabilität der Kohlenstoffvorräte von Standortfaktoren beeinflusst. Menschlicher Einfluss war dort nur relevant wo spezielles Unterbodenmanagement, z.B. in Form von Tiefpflügen durchgeführt worden war. Der Einfluss von klimatischen Variablen auf Variabilität und Stabilität des Bodenkohlenstoffes war erstaunlich gering was unter anderem mit einem relativ kleinen klimatischen Gradienten auf den untersuchten landwirtschaftlichen Böden zusammenhän-gen könnte; aber auch mit der Verfügbarkeit von detaillierter Beschreibung der Boden und Stand-ortfaktoren, welche den relative Einfluss der klimatischen Variablen reduzierte.

Bei Betrachtung der zukünftigen Entwicklung von Bodenkohlenstoffvorräten und Bodenkohlen-stoff-sequestrierung bedeuten die Ergebnisse der durchgeführten Metaanalyse zur Kohlen-stoffsättigung, dass die wichtigste Frage nicht die nach dem Sequestrierungspotential eines be-stimmten Standortes ist, sondern die nach der Verfügbarkeit von Biomasse als Kohlenstoffeintrag. Hierzu sollte untersucht werden welche Faktoren die Verfügbarkeit von Biomasse beeinflussen und wie die vorhandene Biomasse am effizientesten genutzt werden kann um Synergien zwischen Bodenkohlenstoffsequestrierung und anderen Verwendungsmöglichkeiten zu finden.