Kohlenstoff-Umsatz und -Bilanz des Bodens eines Buchenwald-Ökosystems auf Kalkgestein:
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Göttingen
Anst. für Bodenkunde
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INHALTSVERZEICHNIS
Ü B E RBLICK UND PROBLEM- Seite 1
S T E L L U N G
1 . 1 DER BEGRIFF ÖKOSYSTEM 1
1 .2 DIE BEDEUTUNG DER WALDÖKOSYSTEME FÜR DIE 2
BIOMASSEPRODUKTION DER ERDE
1.3 WÄLDER ALS OBJEKTE DER ÖKOSYSTEMFORSCHUNG 2
1.4 DER C-UMSATZ DES BODENS - EIN ÖKOCHE- 4
1.5 S T A MISCHER PROZESS ZIELSETZUNG NDORTBESCHREIBUNG UND 5 8
M E T HODENWAHL
2. 1 BESCHREIBUNG DES STANDORTES 8
2.1.1 Geographische Lage 8
2.1.2 Klima 8
2.1.3 Geologische Situation 12
2.1.4 Boden 2.1.4.1 Die Bodensesellschaft 13 13
des Untersuchungsgebietes
2.1.4. Ökologische Eigenschaften 16
des Bodens
2.1.5 Vegetation 27
2.2 HERLEITTJNG DER CO^-MESSMETHODIK 29
2.2.1 Aussagefähigkeit von CO;;- 29
Me s sungen
2.2.2 Methodischer Überblick 33
2.2.3 Wahl der Meflmethoden 37
- II -
Seite
3. METHODISCHE VORARBEITEN 4i
UND ENDGÜLTIGE VERSUCHS-
ANORDNUNGEN
3.1 UNTERIRDISCHES ABSAUGEN DER BODENLUFT 41
3.1.1 Meßanordnung **1
3.1.2 Erzeugung und Überwachung 43
konstanter Lufttransportraten
3.1.3 Erprobung des Verfahrens 45
3.1.4 Plausibilität der MeQ-Ergebnisse 52
3.1.5 Voraussetzungen für den weiteren 55
Einsatz der Methode
3.1.6 Betrieb des Absaugverfahrens am 56
natürlichen Standort
3.1.6.1 Versuchsboden 56
3.1.6.2 Varianten des Absaug- 58
Versuches
3.1.6.3 Messung der C02~Verluste 60
an die Atmosphäre
3.1.6.4 Zahl der Wiederholungen 61
3.2 MESSUNG DES CO^-OBERFLÄCHENFLUSSES MIT 61
EINER MODIFIZIERTEN GLOCKENMETHODE
3.2.1 MeBprinzip 61
3.2.2 CO„-Konzentrations-Anstieg im 66
Glockenraum und Ermittlung der
optimalen Anreicherungszeit
3-2.3 Untersuchter Boden 67
3-2.4 Varianten und Wiederholungen 72
3.2.5 Meßzeitpunkte und Intervalle 73
3-3 ANWENDUNG DES CO^-PARTIALDRUCK-GRADIENTEN- 76
RECHENVERFAHRENS
3.3-1 Theorie if.
- Ill -
Seite
3.3-2 Bestimmung der Gasdiffusions- 78
koeffizienten
3.3-3 Messung der CO -Konzentrationen 81
der Bodenluft und bodennahen
Luft Schicht
3-3-1* Untersuchter Boden, Varianten und 84
Wiederholungen
3-3-5 Meßzeitraum und -intervalle 85
3-4 MESSUNG DER CO„-KONZENTRATIONEN IM 85
KLÜFTIGEN GESTEINSVERBAND
3-4.1 Boden- und Gesteinsprofil 85
3-4.2 Sonden- und Probenahmetechnik 87
3.4.3 Meßtiefen. -Zeitraum und 89
-intervalle
3.5 GASUNTERSUCHUNGEN 89
3.5.1 Probenahme 89
3.5-2 Gaschromatographische Messungen 90
3.5.3 Auswertung 91
3-5.4 Eichung 91
3.6 METEOROLOGISCHE MESSUNGEN 91
3-7 BODENTEMPERATUR- UND BODENFEUCHTEMESSUNGEN 92
4. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 93
4. 1 CO„-FREISETZUNG IM ABSAUGVERSUCH 9 3
4.1.1 Jahresgang der CO -Produktion und 93
Beziehung zur Bodentemperatur
4.1.2 Anteil der verschiedenen CO - 98
Quellen an der Gesamt-CO -Frei-
setzung
4.1.3 Diskussion 99
4.2 CO„-OBERFLÄCHENFLUSS DES UNGESTÖRTEN 103
BODENS
- IV -
Seite
it. 2.1 Jahresgang des CO -Oberflächen- 103
flusses
4.2.2 Tagesgang der CO„-Entbindung und 107
Abschätzung des methodischen Fehlers
4.2.3 Beziehung zwischen CO -Freisetzungs-
rate, Temperatur und Wassergehalt 112
des Bodens
4.2.1» Diskussion 1i6
4.2.4.1 Vergleich der gemessenen 116
CO -Abgaberaten mit Lite-
raturdaten
4.2.4.2 Der Beitrag der Laubauf- 118
läge zur CO -Abgabe des
Bodens
4.2.4.3 C02 aus Abbau- und At- 125
mungsvorgängen im Mineral-
boden
4.3 CO -VERLUSTE MIT DEM SICKERWASSER 128
4.4 C-BILANZ DES BODENS 132
4.5 TIEFENVERTEILUNG DER CO -PRODUKTION 135
4.5.1 Jahresgang der CO„-Konzentrationen 136
im Solum
4.5.2 Kompartiment-spezifische CO.,- 140
Abgaberaten
4.5.3 Diskussion 1U3
^ • 6 C0„-KON2EKTRATIONEN IM LUFTFÜHRENDEK 147
PORENRAUM DES KALKSTEINS
?•6.1 Jahresgang der CO^-Konzentrationen 147
4.6.2 Funktion des Gesteins-Porenraumes 150
für den CO„-Haushalt des Standortes
4.6.3 CO^-Konzentration und Kalklösunes- 153
kapazität
- V -
5. ZUSAMMENFASSUNG
6. LIT ERA T U R
Seite
162
164
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