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Stefan Frank

Promotion zum Dr. rer. nat. am 20.10.2016

Stefan Frank mit Doktorhut
Stefan Frank mit Doktorhut (© Thünen-Institut/AK)

Am 20.10.2016 hat Stefan Frank erfolgreich seine Doktorarbeit „Factors controlling concentrations and losses of dissolved carbon and nitrogen from disturbed bogs in Lower Saxony (Germany)“ an der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Leibniz-Universität Hannover verteidigt. Die Dissertation wurde im Rahmen des Verbundprojektes „Organische Böden in der Emissionsberichterstattung“ angefertigt.

Niedersächsische Hochmoore wurden insbesondere im letzten Jahrhundert durch menschliche Aktivitäten wie Torfabbau und landwirtschaftliche Nutzung in ihrem natürlichen Wasser- und Stoffhaushalt gestört. Heute weisen sie daher ein breites Nutzungsspektrum auf, das vor allem Grünland mit variierenden Nutzungsintensitäten, aber auch wiedervernässte Flächen umfasst, und unterscheiden sich darüber hinaus in Abhängigkeit von der Nutzungshistorie in ihren Torfeigenschaften. Die mit der Nutzung verbundenen Grundwasserstände sowie die Torfeigenschaften beeinflussen die Stoffumsetzungsprozesse im Hochmoor nachhaltig. Im Rahmen der Dissertation wurden die Einflüsse dieser Faktoren auf die Konzentrationen und den Austrag von gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) und Stickstoff (N) untersucht.

Ergebnisse an einem tiefgründigen Hochmoorstandort haben gezeigt, dass die DOC und N-Konzentrationen deutlich vom Grundwasserstand und damit von der Nutzung abhängen. Insbesondere ein tief entwässertes intensiv genutztes Hochmoorgrünland war durch extrem hohe Konzentrationen gekennzeichnet. Die DOC-Austräge waren an diesem Standort mit > 500 kg ha-1 a-1 höher als bisher für die gemäßigte Klimazone bekannte Werte. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass eine optimale Wiedervernässung mit ganzjährig hohen Wasserständen auf einer ehemaligen Abtorfungsfläche zu quasi naturnahen Konzentrationen und Austrägen an DOC und N führen kann. An allen untersuchten Standorten war gelöster organischer Stickstoff (DON) die wichtigste N-Komponente in der Bodenlösung und sollte bei der Bewertung von sauren Hochmoorstandorten hinsichtlich der Wasserqualität unbedingt berücksichtigt werden [Publikation].

Darüber hinaus zeigen Ergebnisse an einem stark anthropogen überprägten, d.h. teilweise nach Torfabbau umgebrochenen Moorstandort, dass die DOC-Konzentrationen in der Bodenlösung nicht ausschließlich vom Gehalt an organischem Bodenkohlenstoff (SOC) als wichtigste DOC-Quelle, sondern darüber hinaus auch von der hydro-meteorologischen Dynamik am Standort beeinflusst werden. Dies führte dazu, dass sich zwar die DOC-Qualität, nicht aber die DOC-Konzentrationen an Messpunkten mit unterschiedlichen SOC-Gehalten (Torf: ≈45 % SOC, Torf-Sand-Gemisch: ≈10 % SOC) signifikant unterschieden haben [Publikation].

Aufgrund der hohen CO2-Emissionen der entwässerten und der niedrigen DOC-Konzentrationen der wiedernässten Standorte waren die DOC-Austräge für die Kohlenstoffbilanz der untersuchten Flächen von nur von untergeordneter Bedeutung (< 10 % des Netto-Ökosystemaustauschs), können aber dennoch die unterliegenden Gewässer beeinflussen.