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Wasserqualität in Niedersächsischen Hochmooren

Projekt

Wiedervernässte ehemalige Torfabbaufläche (c) Thünen-Institut/AK
Wiedervernässte ehemalige Torfabbaufläche (© Thünen-Institut/AK)

Einflussfaktoren auf Konzentrationen und Frachten von gelöstem organischen Kohlenstoff und gelöstem Stickstoff aus naturnahen, landwirtschaftlich genutzten und wiedervernässten Hochmooren in Niedersachsen.

Landwirtschaftliche Nutzung, Torfabbau und Wiedervernässung beeinflussen den Stoffhaushalt von Moorstandorten. In diesem Projekt wurden Einflussfaktoren auf Konzentrationen von Stickstoff und gelöstem organischen Kohlenstoff untersucht.

Hintergrund und Zielsetzung

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. Auch sollen nach dem „Wetlands Supplement“ des IPCC Austräge an gelöstem organischen Kohlenstoff (DOC) in die Emissionsberichterstattung für organische Böden aufgenommen werden. Im Rahmen dieses Projektes wurden die Einflüsse dieser Faktoren auf die Konzentrationen und den Austrag von DOC und Stickstoff (N) untersucht.

Vorgehensweise

An zwei Standorten in Niedersachsen, dem Ahlenmoor bei Cuxhaven und dem Großen Moor bei Gifhorn, wurden Messtandorte eingerichtet, an denen Proben aus dem Bodenwasser, dem Grundwasser und Oberflächengewässern entnommen wurde. Dabei handelt es sich beim Ahlenmoor um einen tiefgründigen Hochmoorstandort, an dem sowohl Grünlandstandorte unterschiedlicher Nutzungsintensität als auch wiedervernässte und naturnahe Flächen vorkommen. Das extensiv genutzte Grünland im Großen Moor dagegen ist extrem stark anthropogen überprägt, d.h. teilweise nach Torfabbau umgebrochen, und zeichnet sich durch eine kleinräumige Variabilität der Grundwasserstände und Bodenkohlenstoffgehalte aus.

Ergebnisse

Daten aus dem Ahlenmoor 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. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass eine 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

Darüber hinaus zeigten Ergebnisse aus dem Großen Moor, 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: ca. 45 % SOC, Torf-Sand-Gemisch: ca. 10 % SOC) signifikant unterschieden haben. Der Vergleich der Feldergebnisse mit Säulenexperimenten im Labor unterstützte die Hypothese, dass bodenhydrologischen Bedingungen wie z.B. Fließgeschwindigkeiten die DOC-Konzentrationen entscheidend beeinflussen.

 Das Projekt wurde von unserem ehemaligen Mitarbeiter Dr. Stefan Frank bearbeitet.

Thünen-Ansprechpartner


Zeitraum

10.2010 - 6.2014

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 3

  1. Frank S, Tiemeyer B, Bechtold M, Lücke A, Bol R (2017) Effect of past peat cultivation practices on present dynamics of dissolved organic carbon. Sci Total Environ 574:1243-1253, DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.07.121
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  2. Tiemeyer B, Pfaffner N, Frank S, Kaiser K, Fiedler S (2017) Pore water velocity and ionic strength effects on DOC release from peat-sand mixtures: results from laboratory and field experiments. Geoderma 296:86-97, DOI:10.1016/j.geoderma.2017.02.024
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  3. Frank S, Tiemeyer B, Gelbrecht J, Freibauer A (2014) High soil solution carbon and nitrogen concentrations in a drained Atlantic bog are reduced to natural levels by 10 years of rewetting. Biogeosciences 11:2309-2324, DOI:10.5194/bg-11-2309-2014
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