Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Isotopengeochemische Bestimmung von Verwitterungs-Phosphorquellen und Phosphorflüssen in Waldökosystemen

Description: Die primäre Quelle for Phosphor in allen Ökosystemen ist dessen Freisetzung durch die Gesteinsverwitterung. Diese Freisetzungsrate ist stets langsam. Gemeinsam mit dem Grad der Immobilisierung des Phosphors in sekundären Bodenmineralen bestimmt sie die Verfügbarkeit des Phosphors für Ökosysteme. Auf geringe Phosphorverfügbarkeit reagieren Ökosysteme mit einer Erhöhung der Phosphor-Rezyklierungsrate. Um diese Systeme voll zu beschreiben, werden in einem Einzelantrag zum SPP 'Ecosystem Nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources' Phosphor- Freisetzungsraten aus der Gesteinsverwitterung an vier Waldschadens 'Level 2' Standorten in Deutschland mittels kosmogener Nuklide und geochemischer Massenbilanzen ermittelt. Dabei wird an Böden über Quarz-haltigen Substraten das in situproduzierte kosmogene Nuklid 10Be, angewendet, und an zwei Standorten mit Böden über vulkanischen Substrat das neue 10Be(meteorisch)/9Be System. Mit radiogenen Sr Isotopen werden zudem die Phosphorquellen für das Waldökosystem ermittelt. Schliesslich werden die ermittelten Freisetzungsraten mit gelöstem Phosphor-Abfluss und Phosphor-Rezyklierungsraten verglichen. Dabei wird die Hypothese getestet, dass die langsame Freisetzungsrate von Phosphor aus der Gesteinsverwitterung letztendlich limitierend für die Ökosysteme wirkt, und damit bestimmt, ob die Waldökosysteme Phosphor-aquirierend oder -rezyklierend sind.

SupportProgram

Origins: /Wissenschaft/Helmholtz-Gemeinschaft/GFZ /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Substrat ? Waldschaden ? Geochemie ? Phosphor ? Abfluss ? Bodenkunde ? Waldökosystem ? Nicht erneuerbarer Rohstoff ? Nicht erneuerbare Ressource ? Quarz ? Waldschutz ? Rohstoffreserve ? Ernährung ? Freisetzung ? Ökosystem ? Ressource ? Umweltprogramm ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2013-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Focus Program SPP 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources - Isotope geochemical determination of phosphorus weathering sources and fluxes in forest ecosystems
  Description: The primary source of phosphorus, an essential nutrient to all terrestrial ecosystems, is its release by weathering of rock. As rock weathering is an inherently slow process, the rate at which phosphorus is supplied to ecosystems is ultimately limited by the rock weathering rate, and by the ability of soils to retain the released phosphorus. Forest ecosystems respond to slow supply by increasing their phosphorus recycling rate. Hence a full quantification of the phosphorus cycle through ecosystems requires knowing these initial release rates. Yet such rates are still not generally available. This project will make use of several innovative isotope geochemical tools to determine these fluxes at four upland 'Level 2' sites of the DFG Priority Programme 'Ecosystem Nutrition'. 1) In two sites of granitoid/gneissic bedrock, the rare in situ-produced cosmogenic isotope 10Be will be used in combination with element mass balances to determine phosphorus fluxes and quantify phosphorus depletion in soil. 2) In two sites underlain by volcanic substrates that do not contain the quartz required for measuring in situ-produced 10Be we will use the a new system to obtain the same parameters: the 10Be(meteoric)/9Be isotope ratio in combination with weathering mass balances. 3) We will measure the radiogenic 87Sr/86Sr isotope ratio in primary phosphorus-containing minerals such as apatite, in soil water, in the exchangeable soil phase, and in tree stem wood and leaves to determine phosphorus sources. To evaluate the retention behavior of phosphorus in soils we will compare these primary fluxes with the phosphorus discharge by streams and groundwater and the preferential flow paths this discharge takes as determined in other SPP projects. Ultimately, we will close the phosphorus flux loop determine the ecosystems' phosphorous recycling efficiency by comparing litterfall fluxes with phosphorus weathering fluxes, and the sensitivity of fluxes ad recycling to change by comparing the dissolved phosphorus discharge with the primary input flux through weathering. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1064167

Status

Aktiv

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