SUBSOM - Der vergessene Teil des Kohlenstoffkreislaufs: Organische Bodensubstanz in Unterböden

Böden sind der größte Speicher im terrestrischen Kohlenstoffkreislauf. Mehr als 50% der Kohlenstoffvorräte sind in tieferen Bodenhorizonten gespeichert. Wie wird organischer Kohlenstoff in Unterböden stabilisiert - und wie beeinflusst der Mensch diese Prozesse?

Hintergrund und Zielsetzung

Im Rahmen des Verbundprojekts SUBSOM (DFG-Forschergruppe), welches aus neun Teilprojekten besteht, analysieren wir Schlüsselfragen zur C-Dynamik in Unterböden. Wir wollen zu einem besseren Verständnis über die Einflussfaktoren der C-Dynamik im Unterboden beitragen. Aufgrund sehr niedriger C-Konzentrationen und einer hohen räumlichen Variabilität der Bodeneigenschaften und -prozesse im Unterboden ergibt sich eine Vielzahl von methodischen, instrumentellen und analytischen Aufgaben. Wir wenden im Projekt neuartige Methoden an - wie stabile und Radiocarbon-Isotopenanalysen. In einem Teilprojekt von SUBSOM untersuchen wir am Thünen-Institut für Agrarklimaschutz die CO₂-Produktion im Unterboden sowie die Einflussfaktoren auf den C-Umsatz im Unterboden. Die wichtigsten Ziele sind:

1. Bestimmung der CO₂-Produktion und der Mineralisierung des organischen Kohlenstoffs im Unterboden (Freilandmessungen)
2. Untersuchung der Quellen und vertikalen Verteilung von CO₂ im Bodenprofil mittels Bodenluft- und Isotopen-Analysen
3. Untersuchung der Einflussfaktoren auf den C-Umsatz im Unterboden in Laborexperimenten

Vorgehensweise

Die SUBSOM-Untersuchungsfläche wurde im Sommer 2013 eingerichtet und liegt in einem Laubwald 20 km nördlich von Hannover. Auf der Untersuchungsfläche wurden drei über zwei Meter tiefe begehbare Bodenobservatorien errichtet (siehe Fotos). Dort messen wir kontinuierlich jeweils die CO₂-Konzentration in fünf verschiedenen Tiefen. Mehrmals entnehmen wir Gasproben und untersuchen sie auf Kohlenstoffalter und stabile C-Isotope. Im Herbst 2014 wird an den Observatorien ¹³C-markierte Streu ausgebracht, die  Rückschlüsse auf den C-Transport vom Ober- in den Unterboden geben soll.

Zusätzlich finden im Labor Inkubationsexperimente statt, die Aufschluss über die Steuergrößen für die Umsetzung von Kohlenstoff in Unterböden geben sollen.

Vorläufige Ergebnisse

Wissenschaftliche Publikation:

Wordell-Dietrich P, Don A, Helfrich M (2016) Controlling factors for the stability of subsoil carbon in a dystric cambisol. Geoderma:in press, DOI:10.1016/j.geoderma.2016.08.023

Thünen-Ansprechpartner

• Don, Axel Institut für Agrarklimaschutz

Beteiligte Thünen-Partner

• Hegewald, Frank Institut für Agrarklimaschutz
• Helfrich, Mirjam Institut für Agrarklimaschutz
• Kalks, Fabian Institut für Agrarklimaschutz
• Wordell-Dietrich, Patrick Institut für Agrarklimaschutz

Beteiligte externe Thünen-Partner

• Institut für Bodenökologie, Universität Bochum
  (Bochum, Deutschland)
• Institut für Bodenkunde, Universität Hannover
  (Hannover, Deutschland)
• Bodenbiologie, Universität Hohenheim
  (Stuttgart-Hohenheim, Deutschland)
• Lehrstuhl für Bodenkunde, TU.München-Weihenstephan
  (Freising-Weihenstephan, Deutschland)
• Pflanzenökologie, Universität Göttingen
  (Göttingen, Deutschland)
• Umweltchemie, Universität Kassel-Witzenhausen
  (Witzenhausen, Deutschland)
• Bodenökologie, Helmholtz Zentrum München
  (München-Neuherberg, Deutschland)
• Geologie und Mineralogie, Universität Köln
  (Köln, Deutschland)

Geldgeber

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
  (national, öffentlich)

Zeitraum

5.2013 - 12.2020

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: HE 6877/1-1 und DO-1734/4-2
Projektstatus: läuft

Anzahl der Datensätze: 5