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Soil-gas transport-processes as key factors for methane oxidation in soils

Methane (CH4) is a major greenhouse gas of which the atmospheric concentration has more than doubled since pre-industrial times. Soils can act as both, source and sink for atmospheric CH4, while upland forest soils generally act as CH4 consumers. Oxidation rates depend on factors influenced by the climate like soil temperature and soil moisture but also on soil properties like soil structure, texture and chemical properties. Many of these parameters directly influence soil aeration. CH4 oxidation in soils seems to be controlled by the supply with atmospheric CH4, and thus soil aeration is a key factor. We aim to investigate the importance of soil-gas transport-processes for CH4 oxidation in forest soils from the variability the intra-site level, down to small-scale (0.1 m), using new approaches of field measurements. Further we will investigate the temporal evolution of soil CH4 consumption and the influence of environmental factors during the season. Based on previous results, we hypothesize that turbulence-driven pressure-pumping modifies the transport of CH4 into the soil, and thus, also CH4 consumption. To improve the understanding of horizontal patterns of CH4 oxidation we want to integrate the vertical dimension on the different scales using an enhanced gradient flux method. To overcome the constraints of the classical gradient method we will apply gas-diffusivity measurements in-situ using tracer gases and Finite-Element-Modeling. Similar to the geophysical technique of Electrical Resistivity Tomography we want to develop a Gas Diffusivity Tomography. This will allow to derive the three-dimensional distribution of soil gas diffusivity and methane oxidation.

Emissionen prioritärer Luftschadstoffe

<p> <p>Seit den 1970-er Jahren führten zahlreiche politische und technische Anstrengungen zur Reduzierung der Emissionen von Schwefeldioxid, Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan sowie von Feinstaub. Dennoch sind die Einträge in Ökosysteme nach wie vor zu hoch.</p> </p><p>Seit den 1970-er Jahren führten zahlreiche politische und technische Anstrengungen zur Reduzierung der Emissionen von Schwefeldioxid, Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan sowie von Feinstaub. Dennoch sind die Einträge in Ökosysteme nach wie vor zu hoch.</p><p> Entwicklung seit 2005 <p>Die Bundesregierung hat sich in der <a href="https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/deutsche-nachhaltigkeitsstrategie-318846">Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie</a> zum Ziel gesetzt, die Emissionen von Schwefeldioxid (SO2), Stickstoffoxiden (NOx), Ammoniak (NH3), flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>) und Feinstaub (PM2,5) deutlich zu reduzieren. Deutschland hat sich im Rahmen der neuen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nec-richtlinie">NEC-Richtlinie</a> der EU (siehe weiter unten) zu nationalen Emissionsminderungen für diese Stoffe verpflichtet. Ziel der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie ist es, das ungewichtete, arithmetische Mittel der zugesagten Emissionsminderungen (45 %) zu erreichen. Die Verrechnung der Emissionsentwicklungen zu einem Index ermöglicht es, steigende Emissionen einzelner Schadstoffe durch stärkere Eindämmung des Ausstoßes anderer Schadstoffe zu kompensieren.</p> <p>Die Emissionen von Schwefeldioxid sinken am stärksten und zeigen im Jahr 2024 nur noch knapp 43&nbsp;% des Niveaus des Jahres 2005. Die Emissionen von Stickstoffoxiden und flüchtigen organischen Verbindungen ohne Methan (NMVOC) und Feinstaub zeigen ebenfalls einen stetigen Abwärtstrend und sanken bis 2024 auf etwa 49 % (Stickstoffoxide) bzw. 64 % (NMVOC) und 56 % (Feinstaub PM2.5) des Niveaus von 2005. Die Emissionen von Ammoniak lagen bis 2017 über dem Niveau von 2005 und sanken seitdem sichtbar, liegen im Jahr 2024 aber noch bei 76 % des Jahres 2005. Dadurch fällt der Schadstoff-übergreifende Indikatorwert mit 57,6 % etwas höher aus (siehe Abb. „Index der Luftschadstoff-Emissionen“).</p> <p>Eine Sonderrolle im Trendverlauf nimmt dabei das Jahr 2009 ein, das durch die Effekte der globalen Wirtschaftskrise geprägt war. Die verminderten Aktivitäten führten zu sichtbaren Einbrüchen und Kompensationseffekten im Folgejahr 2010 bei allen Schadstoffen außer Ammoniak (NH3).</p> <ul> <li>Die <em>Schwefeldioxid-Emissionen</em> konnten zwischen 2005 und 2023 deutlich gemindert werden. Wesentliche Gründe hierfür sind die Senkung des Schwefelgehaltes im Heizöl, sowie die Verbesserung der Abgasreinigung in Großfeuerungsanlagen im Zuge der Neufassung der 13. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bimschv">BImSchV</a> aus dem Jahre 2013.</li> <li>Ebenfalls deutliche Minderungen konnten bei den <em>flüchtigen organischen Verbindungen (ohne Methan)</em> erreicht werden. Zum einen gelang dies durch den Einsatz von lösemittelärmeren Produkten und einen reduzierten Lösemittelverbrauch im industriellen und gewerblichen Bereich. Des Weiteren wirken sich hier die fortschreitende Verschärfung der Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge und mobile Maschinen sowie der starke Verbrauchsrückgang von Benzin als Kraftstoff aus.</li> <li>Die Minderung der <em>Stickstoffoxid-Emissionen </em>resultiert in Teilen ebenfalls aus einer fortschreitenden Verschärfung der Abgasgrenzwerte für Kraftfahrzeuge und mobile Maschinen. Eine wichtige Rolle kommt hier aber auch dem Einsatz von Entstickungsanlagen im Kraftwerksbereich zu.</li> <li>Die überwiegend landwirtschaftlich verursachten <em>Ammoniak-Emissionen</em> liegen mit ihren Minderungen der letzten Jahre noch nicht weit unter dem Ausgangswertes des Jahres 2005. Es bleibt abzuwarten ob verschärfte Regelungen wie z.B. die novellierte Düngeverordnung einen nachhaltigen Effekt auf das Emissionsniveau haben werden.</li> <li>Auch die <em>Feinstaub-Emissionen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pm25">PM2,5</a>) </em>sind seit dem Jahr 2005 deutlich gesunken. Einen wesentlichen Beitrag leistete hier der zunehmende Einsatz von Partikelfiltern in Kraftfahrzeugen. Die Novellierung der 1. BImSchV führte zu verminderten Emissionen aus Kleinfeuerungsanlagen. Im Industriebereich folgen die Emissionen der Konjunktur sowie dem technischen Fortschritt von Maßnahmen zur Emissionsminderung.</li> <li>Als <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a> wird das Versauerungspotenzial aus den Emissionsangaben der Säurebildner Schwefeldioxid, Stickstoffoxide und Ammoniak ermittelt. Der Anteil der Landwirtschaft (Ammoniak-Emissionen, aber auch Stickstoffoxid-Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden) stieg von gut 16 % im Jahre 1990 auf 43 % in 2005 bzw. 56 % im Jahr 2024. Er liegt damit seit Mitte der 90er Jahre höher als der jedes anderen Bereichs (siehe Tab. „Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien“).</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Indikator_LUFT-01_Emission-Luftschadstoffe_2026-06-09.png"> </a> <strong> Index der Luftschadstoff-Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE_Indikator_LUFT-01_Emission-Luftschadstoffe_2026-06-09.pdf">Diagramm als PDF (48,20 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/DE-EN_Indikator_LUFT-01_Emission-Luftschadstoffe_2026-06-10.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (72,08 kB)</a></li> </ul> </p><p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Tab_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.png"> </a> <strong> Tab: Emissionen ausgewählter Luftschadstoffe nach Quellkategorien </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Tab_Emi-ausgew-Luftschadst_2026-06-09.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (163,25 kB)</a></li> </ul> </p><p> Problematische Stoffe <p>Obwohl der Ausstoß von Luftschadstoffen bis heute deutlich verringert wurde, ist er, gemessen an der dauerhaften Belastbarkeit der Ökosysteme, immer noch zu hoch. Dies gilt besonders für versauernde und eutrophierende Luftverunreinigungen (vor allem Stickstoffoxide und Ammoniak). Die über Jahrzehnte erfolgten Einträge von Schwefel und Stickstoff in die Böden hinterlassen noch für lange Zeit eine kritische Altlast. So haben zum Beispiel viele Waldböden erhebliche Anteile basischer Nährstoffe (zum Beispiel Calcium, Magnesium, Kalium) verloren und versauern. Damit geht auch eine Belastung des Sickerwassers einher. Ammoniak wird im Boden durch Bodenbakterien zu Nitrat oxidiert und ausgewaschen. Hohe Ammoniakdepositionen induzieren damit auch eine stärkere Nitratbelastung des Grundwassers und stellen somit eine Gefährdung unseres Trinkwassers dar. Luftverunreinigungen, insbesondere Stickstoffverbindungen, führen auch zum Rückgang der biologischen Vielfalt.</p> </p><p> Internationale Vereinbarungen zur Minderung der Emissionen <p>Das Problem des grenzüberschreitenden sauren Regens machte deutlich, dass die Umweltprobleme nur durch internationale Anstrengungen bekämpft werden können. Der <a href="http://www.unece.org/env/lrtap/welcome.html">Genfer Luftreinhaltekonvention</a> der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/unece">UNECE</a>) über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen im Jahr 1979 folgten acht internationale rechtsverbindliche Vereinbarungen (Protokolle) zur Luftreinhaltung.</p> <ul> <li>In den 1980er und 1990er Jahren wurden Protokolle zur Minderung versauernder und eutrophierender Substanzen (1. Schwefelprotokoll, 1985; Stickoxidprotokoll, 1988; 2. Schwefelprotokoll, 1994), in den 1990er Jahren die Protokolle über flüchtige organische Verbindungen (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>-Protokoll, 1991) und über die Schwermetalle und schwer abbaubare organische Stoffe (Schwermetallprotokoll und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pop">POP</a>-Protokoll, 1998) beschlossen.</li> <li>Die zunehmende Belastung der Umwelt durch bodennahes Ozon und eutrophierenden Stickstoff in den 1990er Jahren machte eine internationale Vereinbarung zur Emissionsreduktion von Ozon-Vorläufersubstanzen (NOx und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/voc">VOC</a>) und Stickstoffverbindungen notwendig. Mit dem am 1. Dezember 1999 auch von Deutschland unterzeichneten <a href="http://www.unece.org/env/lrtap/multi_h1.html">Multikomponentenprotokoll </a>(Göteborg-Protokoll) zur Verringerung von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/versauerung">Versauerung</a>, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/eutrophierung">Eutrophierung</a> und bodennahem Ozon wurde ein integrierter Ansatz mit mehreren Schadstoffkomponenten (NOx, VOC, SO2, NH3) einschließlich ihrer Wechselwirkungen eingeführt.</li> <li>Die Vertragsstaaten des Protokolls haben im Mai 2012 weitergehende Emissionsminderungen für das Jahr 2020 ff. sowie zahlreiche weitere Änderungen des Multikomponenten-Protokolls vereinbart. So wurden für Deutschland im Zeitraum 2005 bis 2020 folgende Emissionsminderungsverpflichtungen festgelegt: SO2: -21 %, NOx: -39 %, NH3: -5 %, NMVOC: -13 % und PM2.5: -26 %.</li> <li>Die <a href="http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=celex%3A32001L0081">Richtlinie über nationale Emissionshöchstmengen</a> (NEC-Richtlinie 2001/81/EG) legt für die EU-Mitgliedsstaaten (wie das Göteborg-Protokoll für UNECE-Staaten) nationale Höchstmengen für die jährlichen Emissionen der geregelten Schadstoffe fest, die seit dem Jahr 2010 nicht mehr überschritten werden dürfen.</li> <li>Die <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32016L2284">neue NEC-Richtlinie</a> (EU) 2016/2284 enthält zudem relative Minderungsverpflichtungen für die Jahre 2020 und 2030, jeweils ausgedrückt als prozentuale Minderung gegenüber 2005. Für 2020 wurden dabei die Ziele des Göteborg-Protokolls (siehe oben) in den Rechtsakt übernommen. Die neuen Minderungsverpflichtungen für 2030 sind folgende: SO2: -58 %, NOx: -65 %, NH3: -29 %, NMVOC: -28 % und PM2.5: -43 %.</li> </ul> </p><p> Ansätze für weitere Maßnahmen <p>Weitere Minderungen der NOx-Emissionen aus dem Straßenverkehr sind vor allem durch anspruchsvolle Abgasstandards für LKW (EURO VI), leichte Nutzfahrzeuge und PKW (EURO 6 und 7) sowie durch eine umweltverträgliche Gestaltung des Verkehrs zu erzielen. Selbstverständlich haben Abgasrichtlinien nur eine positive Wirkung, wenn sie nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch auf der Straße eingehalten werden.</p> <p>Im Bereich der Lösemittel (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/nmvoc">NMVOC</a>) besteht die Möglichkeit der Verwendung lösemittelarmer oder freier Produkte in allen Produktbereichen, die durch zusätzliche europäische Regelungen zur Beschränkung des Lösemittelgehaltes in Produkten gefördert werden soll.</p> <p>Potenziale der Luftreinhaltung liegen auch in Energiesparmaßnahmen, der Steigerung der Energieeffizienz (zum Beispiel durch verbrauchsarme Motoren und neue Antriebstechnologien), dem Einsatz von emissionsfreien regenerativen Energien (beziehungsweise weitestgehender Verzicht auf Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen) sowie die Verwendung emissionsarmer Einsatzstoffe und Produkte.</p> <p>Die Reduzierung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft soll durch die Reform der gemeinsamen europäischen Agrarpolitik und durch verschiedene <a href="https://www.bmel.de/DE/themen/landwirtschaft/eu-agrarpolitik-und-foerderung/agrarumwelt-und-klimamassnahmen-aukm/agrarumweltmassnahmen-deutschland.html">nationale Agrarumweltmaßnahmen</a> erreicht werden (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/15699">„Ammoniak-Emissionen“</a>).</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Kalkungsvollzugsflächen in Sachsen

Die Datenserie beinhaltet Datensätze der im Rahmen der Bodenschutzkalkung seit 1986 gekalkten Waldflächen (Kalkungsvollzugsflächen) im Freistaat Sachsen. Je Kalkungsvollzugsfläche wird die Menge des aufgebrachten Naturkalks in Tonnen pro Hektar, das Datum der Durchführung der Kalkung sowie die Waldeigentumsart (Landeswald, Privatwald etc.) zum Zeitpunkt der Kalkung angegeben. Die Bodenschutzkalkung wird seit 1986 jährlich in Sachsen durchgeführt um die tiefgreifende Versauerung der Waldböden auszugleichen und Waldschäden vorzubeugen. Auf der Grundlage von Bodenanalysen und den forstlichen Standortverhältnissen wird die Kalkungsmenge pro Kalkungsvollzugsfläche bestimmt und der Naturkalk per Flugzeug oder Hubschrauber zwischen dem 1. Juli und 31. Oktober aufgetragen. Die Daten bilden die Grundlage für die digitale Kalkungsvollzugskarte für Sachsen. Weitere Informationen sind dem Faltblatt zur Bodenschutzkalkung zu entnehmen, welches vom Staatsbetrieb Sachsenforst herausgegeben wird.

Forstliche Standortserkundung

Aufgabe der Forstlichen Standortserkundung ist es, alle für das Wachstum von Wäldern wichtigen natürlichen Standortsbedingungen zu erfassen. Diese werden in Standortskarten und erläuternden Dokumentationen dargestellt. Hierzu werden die verschiedenen Böden der Waldstandorte bei der Erkundung klassifiziert und in forstliche "Lokalbodenformen" eingeteilt. Diese sind im Katalog der Lokalbodenformen im Freistaat Sachsen und begleitenden Dokumentationen eingehend beschrieben. Bei der Kartierung der forstlichen Standorte werden Standortsformen, bestehend aus Lokalbodenform, dazugehörigem Wasserhaushalt sowie ggf. Reliefparametern im Gelände kartenmäßig erfasst. Hieraus werden Standortsgruppen als waldbauliche Aggregations- und Behandlungseinheiten abgeleitet. Die Erfassung und Analyse der Standortsvegetation liefert Hilfsmerkmale bei der ökologischen Bewertung der Standorte und zeigt Abweichungen von ihrem potenziellen (unbeeinflussten) Zustand auf. Außerdem werden die mittleren forstklimatischen Verhältnisse für größere Räume beschrieben und als Makroklimaformen dargestellt. Weitere Ergebnisse der Forstlichen Standortserkundung sind Legenden zu den Standortskarten, die Ausscheidung von Klimastufen und forstlichen Naturraumeinheiten wie Mosaikbereichen, Wuchsbezirken und Wuchsgebieten sowie deren Beschreibungen. Die Forstliche Standortserkundung erarbeitet Grundlagen für einen ökologischen Waldbau und weitere Nutzungen, wie z. B. Waldbiotopkartierung, Karten der potenziellen natürlichen Vegetation, Waldfunktionenkartierung, Karten für naturangepassten Technikeinsatz, Waldschadensforschung, Regionalisierung von Monitoringergebnissen usw. Eine systematisch betriebene Standortserkundung gibt es in Sachsen seit den 1950er-Jahren. Grundlage der Arbeiten war während aller Kartieretappen die jeweils gültige Standortserkundungs-Anweisung (SEA). Hierbei wurde das Verfahren kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert. Auch heute sind die Weiterentwicklung des Erkundungsverfahrens, die Einbeziehung neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse und die Reaktion auf aktuelle Anforderungen aus der forstlichen Praxis wichtige Aufgaben. Die fast flächendeckend vorhandenen Standortskarten wurden digitalisiert und sind im Forstlichen Geographischen Informationssystem (FGIS) verfügbar. Weitere Informationen zu Waldböden finden Sie unter https://www.wald.sachsen.de/waldboeden-5775.html. Informationen zum Bodenmonitoring und zur Bodenzustandserhebung finden Sie unter https://www.wald.sachsen.de/bodenmonitoring-4056.html.

Bedeutung des Bodenwasserhaushalts und der Sauerstoffverfügbarkeit bei der Ausbildung von Humusformen in Wäldern

Die Humusform ist das Resultat der am Standort wirkenden Faktoren einschließlich der dort tätigen Bodenorganismen. Die Humusformenansprache kann daher als integrierende Methode zur Bewertung von Standorten herangezogen werden. Bisher ist nur für die terrestrischen Humusformen die Wechselbeziehung zwischen Morphologie und Standortfaktoren genauer charakterisiert. Systematische Untersuchungen zu Feucht- und Nasshumusformen fehlen. Die an Feucht- und Nassstandorten in der Regel erfolgende Akkumulation organischer Substanz ist nicht primär auf den (zeitweise) herrschenden Wasserüberschuss, sondern auf den damit einhergehenden Sauerstoffmangel zurückzuführen. Eine getrennte Betrachtung der beiden Parameter ist daher notwendig. An acht verschiedenen feuchten und nassen Waldstandorten in Nordrhein-Westfalen soll die Humusform makro- und mikromorphologisch beschrieben und mit wesentlichen Standortmerkmalen in Beziehung gesetzt werden. Des weiteren soll die Regenwurmzönose, als wichtiger Vertreter der Zersetzergemeinschaft, aufgenommen und ihre Wechselwirkungen mit den Standorteigenschaften und der Humusform untersucht werden. Um den Einfluss des Sauerstoffs unabhängig vom Wassergehalt auf die Profilmorphologie nachzuweisen, sollen Langzeitversuche durchgeführt werden. Über Diffusionsversuche im Labor soll außerdem die Bedeutung der Profilmorphologie für die Sauerstoffverfügbarkeit ermittelt werden.

Bodendauerbeobachtungsflaechen (BDF) in Niedersachsen

Monitoring von chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften von Boeden in Niedersachsen.

Bewertung der Hg-Akkumulation in Blättern und Flüssen zwischen Vegetation und Boden in tropischen trockenen und feuchten Laubwäldern: Untersuchung der Rolle von Vegetation und Saisonalität im Quecksilberzyklus des tropischen Waldes

Aktuelle Erkenntnisse legen nahe, dass tropische Ökosysteme, insbesondere tropische Wälder, eine wichtige Rolle im globalen Hg-Zyklus spielen. Aufgrund der hohen Produktivität und Litterproduktion in tropischen Wäldern findet 70% der globalen atmosphärischen (trockenen) Hg-Deposition auf Waldböden in diesen Umgebungen statt. Es besteht ein wachsendes Interesse an der Bedeutung der Bestimmung der Beziehung zwischen Hg-Akkumulation in Blättern und Blatt-/Kronenmerkmalen wie spezifischer Blattfläche (SLA) und Blattflächenindex (LAI), um globale Hg-Modelle zu Aktualisierung. Jedoch wurden diese Parameter sowie die Hg-Akkumulation in der Vegetation tropischer Wälder noch nie untersucht. Ein weiterer entscheidender Faktor, der noch nie bewertet wurde, ist der Zusammenhang zwischen der Hg-Akkumulation in den Blättern und der Wassernutzungseffizienz (WUE), die die Menge an Kohlenstoff ist, die als Biomasse pro Einheit Wasser von der Pflanze produziert wird. Stomatale Regulation spielt eine entscheidende Rolle in der WUE, da die Stomataöffnung den Wasserverlust durch Transpiration und die Menge an CO2 beeinflusst, die gewonnen wird. Da die Hg-Aufnahme auch von der stomatalen Regulation abhängt, kann die Etablierung dieser Beziehung wertvolle Einblicke in die Rolle liefern, die Dürre und eine bessere Anpassung an Dürre durch Pflanzen mit höherer WUE zukünftig bei der Hg-Assimilation in der Vegetation spielen werden.Ziel dieser Studie ist es, den Hg-Kreislauf der Vegetation in tropischen Wäldern genauer zu charakterisieren, einschließlich zwei verschiedener Waldtypen, dem tropischen trockenen Laubwald (TDBF) und dem tropischen feuchten Laubwald (TMBF). Dadurch wollen wir dazu beitragen, eine bessere Bewertung der Bedeutung tropischer Wälder im Vergleich zu nichttropischen Wäldern als Hg-Senken zu erreichen. Die vorgeschlagene Studie zielt darauf ab, zu bestimmen, wie verschiedene tropische Waldtypen und damit verbundene klimatische Bedingungen die Hg-Akkumulation in der Vegetation antreiben und wie der Transport von der Atmosphäre in den Boden stattfindet. Schließlich wird diese Studie die Hg-Akkumulation im organischen Oberboden quantifizieren und ihre Beziehung zur C-Akkumulation und Hg-Flüssen im Laubfall bestimmen, was wertvolle zusätzliche Daten für zukünftige globale Hg-Modelle liefern wird. Die Studie wird die Hg-Akkumulation in der Vegetation charakterisieren und die saisonale und räumliche Variabilität in der Hg-Ablagerung durch Laubfall bewerten. Durch den Vergleich die zwei (nahezu) extreme tropische Systeme darstellen, können wir eine einzigartige Perspektive auf die Funktionsweise tropischer Wälder gewinnen und inwieweit sie sich in Bezug auf die Hg-Akkumulation unterscheiden.

Beitrag von Totholz zum Nährstoffhaushalt von Buchenwaldökosystemen

Die bundesweite Bodenzustandserhebung ergab, dass die Mehrzahl der Waldstandorte eine geringe bis sehr geringe Basensättigung aufweisen. Die Nährstoffnachlieferung für den aufwachsenden Baumbestand erfolgt auf diesen Standorten fast ausschließlich durch Nährstoffrückführung aus der Biomasse (Streu, starkes Totholz). Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Beitrag des Totholzes zur Nährstoffnachlieferung zu erfassen und die bei der Totholzzersetzung ablaufenden Stoffumsatzprozesse (Respiration, Auswaschung, Fragmentierung, Stickstoff-Fixierung, Stickstoff-Mineralisation) zu analysieren. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf eine Baumart, die Buche, als dominierende Baumart der Waldgesellschaften Mitteleuropas, und eine Versuchsfläche, auf der seit 10 Jahren Stoffflüsse (Eintrag, Austrag) und -umsätze (Streuzersetzung, Mineralisation, Pflanzenaufnahme) nach Bestandesauflichtung und Kalkung gemessen werden. Die Versuchsfläche zeichnet sich durch einen hohen Totholzvorrat aus, dessen Anfall datiert werden kann. Das Forschungsvorhaben dient zur Abschätzung des Totholzvorrates, der für einen nachhaltig ausgewogenen Nährstoffhaushalt eines Buchenwaldökosystems auf basenarmen Standort notwendig ist.

Langzeituntersuchungen zur Deposition von Luftverunreinigungen und deren Auswirkung auf Waldoekosysteme

Die Deposition von Luftverunreinigungen stellt langfristig eine Belastung fuer das Waldoekosystem dar im Hinblick auf den Gesundheitszustand der Baeume, die Funktionsfaehigkeit des Waldbodens, den Naturhaushalt und den Versickerungsaustrag in das Gewaesser. In ausgewaehlten Laub- und Nadelholzbestaenden sind Dauerbeobachtungsflaechen eingerichtet, die z.T. durch Duengungsversuche ergaenzt werden. Mit Standardregensammlern erfolgt die kontinuierliche Messung atmogener Stoffeintraege mit der Niederschlags- und Bestandsdeposition. Bodenkundliche Untersuchungen und Stoffaustragmessungen mit dem Sickerwasser, Bestandserhebungen zum Vitalitaets- und Ernaehrungszustand der Waldbaeume sowie bodenfaunistische und vegetationskundliche Aufnahmen dienen der Wirkungskontrolle. Als ein Beitrag zur Umweltkontrolle im Forstbereich ist vorgesehen, die Untersuchungen langfristig weiterzufuehren.

Ökologische Untersuchungen in einem Regenwald (Complex Mesophyll Vine Forest) in Nordost Queensland, Australien

Neben Studien zur Diversität von Gefäßpflanzen in ausgewählten Untersuchungsflächen wurde der Erforschung der endemischen Palmenart Normanbya normanbyi besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Im Mittelpunkt stehen Studien zur Blüten- und Fruchtökologie. Dabei wurde u.a. eine bisher unbeschriebene Gattung der Gallmücken entdeckt. Der interdisziplinäre Forschungsansatz soll wesentliche Erkenntnisse über Tier-Pflanze-Interaktionen in Regenwäldern liefern. Hauptaugenmerk liegt auf der Erfassung der Blüten- und Fruchtphänologie eines tropischen Tieflandregenwaldes in Nordostqueensland. Das Projekt beinhaltet die Erfassung der Phänologie aller Unterwuchsarten, Lianen und Baumarten in einer 1 ha großen Untersuchungsfläche. Weiterführend wird die Blühphänologie einer ausgewählten Palmenart Normanbay normanbyi erfasst und mit Hilfe molekulargenetischer Methoden im Zusammenhang mit der Verwandtschaftsstruktur ausgewählter Populationen betrachtet. Die Feldarbeiten für das 2003 begonnene Projekt wurden im Juli 2005 abgeschlossen.

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