Forschergruppe (FOR) 5315: Humusauflage: Funktionsweise, Dynamik und Vulnerabilität im Wandel, Teilprojekt: Kohlenstoffflüsse in Humusauflagen

Description: Die Humusauflage (FF = Forest Floor) ist das aktivste Kompartiment von Böden mit den schnellsten Umsatzraten der organischen Bodensubstanz. Pflanzlicher Detritus wird zu CO2 mineralisiert, als DOC ausgewaschen, durch Mikroorganismen in stabilere organische Substanz umgewandelt oder durch Bodentiere in den Mineralboden verlagert und dort stabilisiert. Die Bedeutung dieser C-Flüsse ist nicht genau bekannt und hängt von den Umweltbedingungen ab. Das Projekt P2 zielt darauf ab, die Pfade des Kohlenstoffkreislaufs im FF zu quantifizieren und deren kontrollierenden Faktoren zu ermitteln. Der experimentelle Ansatz von P2 ist es, (1) die C-Flüsse sowie die natürliche Isotopenabundanz entlang der Umweltgradienten der RU zu messen, und (2) in einem RU-übergreifenden Versuch mit isotopisch markierter Buchenstreu, das streubürtige Signal in den C-, N- und H-Flüssen des FF und des oberen Mineralbodens zu verfolgen. Das Projekt P2 wird den CO2 Fluss aus dem Boden und die DOC Auswaschung sowie deren stabile Isotopensignaturen (13C, 15N, 2H) und 14C Gehalte auf 8 Standorte messen, die die Hauptgradienten der RU (Temperatur, Ausgangsgestein, Phosphorvorrat) beinhalten. Zusätzlich analysiert P2 die natürliche Abundanz von 14C, 13C, 15N, 2H in Fraktionen der organischen Auflage und des oberen Mineralbodens, welche von P3 separiert werden. (2) In dem Versuch mit isotopisch markierter Streu wird P2 die markierte Streu für die gesamte RU produzieren. Anschliessend wird P2 den Verbleib der 13C, 2H and 15N markierten Buchen-Blattstreu in den C-Flüssen (zusammen mit P1) und in den Dichtefraktionen des FF und oberen Mineralbodens verfolgen (mit P3). Die Flussdaten werden mit dem Transport markierter Streu durch Bodenfauna (P6) und der 15N-Aufnahme durch Mikroorganismen sowie durch Mycorrhiza und Feinwurzeln (P8) und von Bäumen (P9) verknüpft. Gesamthaft ermöglicht dies eine holistische Erfassung des C-, H-, N-Kreislaufes im FF und oberen Mineralboden. Die zu erwartenden Ergebnisse von P2 sind es, die Pfade und Bildungsrates von FF-Komponenten und der organischen Bodensubstanz des mineralischen Oberbodens zu quantifizieren. Die Verknüpfung mit den klimatischen Verhältnissen und den Bodeneigenschaften der Standorte erlauben es, die kontrollierenden Faktoren der Flüsse organischer Substanz zu identifizieren. In der zweiten Phase der RU plant P2, den Versuch mit markierter Streu fortzuführen, neue Baumarten hinzuzunehmen, das Isotopensignal in spezifischen Komponenten zu analysieren, und die Reaktion der Kohlenstoffflüsse auf Trockenheit zu untersuchen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Carbonat ? Fluss ? Baum ? Bodenauslaugung ? Detritus ? Humus ? Bodenkunde ? Bodentemperatur ? Oberboden ? Mineralboden ? Bodenfauna ? Kohlenstoffkreislauf ? Populationsdichte ? Stickstoffkreislauf ? Mikroorganismen ? Standortbedingung ? Soil Sciences ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Forschungsanstalt WSL - Wald-Schnee-Landschaft (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2022-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Carbon fluxes in forest floors
  Description: The forest floor (FF) represents the most active compartment in soils with the most rapid turnover of organic matter. In the FF, plant detritus is either mineralised to CO2, leached as dissolved organic C into deeper soils, transformed into stable organic matter by microbial communities or transferred into the mineral soil through soil fauna. The relative importance of these C fluxes is uncertain and context-dependent. Project P2 aims at quantifying the pathways of C cycling within the FF and into the uppermost mineral soil, and to identify their controlling factors along the environmental gradient and experimental set-up of the RU. The experimental approach of P2 is (1) to measure C fluxes and the natural stable isotope signatures of C pools and fluxes along environmental gradients and (2) to trace isotopically labeled litter in C, N and H fluxes in the FF and the mineral soil beneath in a joined RU-experiment. P2 will quantify soil CO2 effluxes and DOC leaching and their 13C and radiocarbon signatures at 8 study sites along gradients in MAT on silicate and carbonate parent materials and one gradient in P stocks (covering the priority gradient of the RU). Moreover, P2 will measure the natural abundances of 13C, 15N, and 2H as well as radiocarbon contents of soil organic matter fractions in the FF and uppermost mineral soil separated according to their density by P3 at all 12 study sites of the RU. In the joint labeled litter experiment, P2 will first produce large amounts of labeled litter for the entire RU. Then, P2 will trace the fate of 13C, 2H and 15N labeled foliage litter in respired CO2 and leached dissolved organic matter (collaborating with P1) and in distinct pools in the FF and uppermost mineral soil at the 8 study sites together with P3. The flux data will be linked to the transport of labeled litter by soil fauna (P6) and the uptake by microbial communities (P7) as well as for 15N by mycorrhiza and fine roots (P8) and trees (P9). Overall, this allows a holistic assessment on C, N, H cycling in FFs und the mineral soil beneath. The expected outcome of P2 is the quantification of the pathways and formation rate of FF materials and soil organic matter in the uppermost mineral soil. By linking these data to climatic conditions and soil fertility, the project will identify the controls of organic matter fluxes in the FF and uppermost mineral soil. In the second phase of the RU, P2 intends to continue the tracing of the labeled litter, include other tree species, measure the isotopic signal in specific components and determine organic matter fluxes in the FF in response to drought. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140764

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/501972656 (Webseite)

Status

Aktiv

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