Dr. Martin Maier

10/2017 –                 

Wissenschaftler und wissenschaftliche Laborleitung der Abt. Boden & Umwelt der FVA Baden-Württemberg (FVA-BW).


08/2014 – 09/2017   

Post-Doc Researcher (DFG finanzierte "Eigene Stelle") am Lehrstuhl für Bodenökologie (Prof. F. Lang), Universität  Freiburg
Projekt: "Soil-gas transport-processes as key factors for CH4 oxidation in soils".


04/2013 – 07/2013  

Forschungsaufenthalt an der INRA Nancy, Mixed Research Unit Forest Ecology and Eco-Physiology bei Bernard Longodz und André Granier (DAAD Post-Doc Stipendium). Projekt: "Analysis of vertical distribution of 12CO2/13CO2 production in the soil".


05/2012 – 03/2013 

Post-Doc, wissenschaftl. Angestellter, Projektentwicklung

 

10/2008 – 12/2011 

PhD-Student am Lehrstuhl für Bodenkunde und Pflanzenernährung (Prof. E.E. Hildebrand), Universität Freiburg.
Projekt: "Short and-mid-term variability of CO2 storage and CO2 fluxes in the soil".

10/2001 – 12/2007 

Student der Forstwissenschaften an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

2022      Kolbe,S.,  Mohr, M., Maier, M. Osterholt, L., Gardiner, B., Schindler. D. On the Potential of Using Air Pressure Fluctuations to Estimate Wind-Induced Tree Motion in a Planted Scots Pine Forest. Forests 13 (2), 225 https://doi.org/10.3390/f13020225

 

2022     Osterholt, L., Kolbe, S., Maier, M. A differential CO2 profile probe approach for field measurements of soil gas transport and soil respiration, Journal of Plant Nutrition and Soil Science, Early view, doi.org/10.1002/jpln.202100155

 

 

2021      Maier, M., Cordes, M., Osterholt, L. Soil respiration and CH4 consumption covary on the plot scale. Geoderma, 382. 114702, doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114702

 

2020   Maier, M.; Gartiser, V.; Schengel, A.; Lang, V. Long Term Soil Gas Monitoring as Tool to Understand Soil Processes. Appl. Sci. , 10, 8653.

 

2020      Haas, C., Paulus, S., Maier, M., Jochheim, H., Gerke, H. Approach for using measured soil gas diffusion coefficients in Hydrus 1D with examples from forest soils. J. Plant Nutr. Soil Sci. 2020, 000, 1–5, DOI: 10.1002/jpln.202000147;  early view:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/jpln.202000147

 

    2020     Mohr, M., Laemmel, T., Maier, M., Schindler, D., Inexpensive high-precision system for measuring air pressure fluctuations. Met. App., 27 (1)

     

    2019      Laemmel, T., Mohr, M., Schack-Kirchner, H, Schindler, D., Maier, M. 1D air pressure fluctuations cannot fully explain the natural pressure-pumping effect on soil gas transport, Soil Sci. Soc. Am. J. 83 (4),1044-1053


    2019     Laemmel, T., Mohr, M., Longdoz, B., Schack-Kirchner, H., Lang, F., Schindler, D., Maier, M., From above the forest into the soil – how wind affects soil gas transport through air pressure fluctuations. Agr. For. Met. 265, 424-434


    2019     Maier, M. Mayer, S., Laemmel, T. Rain and wind affect chamber measurements. Agr. For. Met. 279,1-7.


    2019     Maier, M., Lang, V. Gas diffusivity in the organic layer; Soil Sci. 184 (1), 13-16.

     

    2019      Well, R., Maier, M., Lewicka-Szczebak, D., Köster, J.-R., and Ruoss, N.: Underestimation of denitrification rates from field application of the 15N gas flux method and its correction by gas diffusion modelling, Biogeosciences , 16, 2233-2246


    2018      Maier, M., Machacova, K., Lang, F., Svovoboda, K., Urban, O., Combining soil and tree-stem flux measurements and soil gas profiles to understand CH4 pathways in Fagus sylvatica forests. J. Plant Nut Soil Sci. 181 (1), 31-35.


    2018      Warlo, H., Machacova, K., Nordström, N., Maier, M., Laemmel, T., Roos, A., Schack-Kirchner, H. Comparison of portable devices for sub-ambient concentration measurements of methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in soil research. Int. J. Env. Ana. Chem. 98 (11), 1030-1037


    2017      Machacova, K., Maier, M., Svobodova, K., Lang, F., Urban, O., Cryptogamic stem covers may contribute to nitrous oxide consumption by mature beech trees. Sci. reports 7 (1), 13243.


    2017      Maier, M., Longdoz, B., Laemmel, T., Schack-Kirchner, H., Lang, F., 2D profiles of CO2, CH4 and N2O and gas diffusivity in a well aerated soil profile: measurement and Finite Element Modeling. Agr. For. Met. 247, 21-33.


    2017      Mohr, M., Laemmel, T., Maier, M., Schindler, D., Spatial variability of wind-induced air pressure fluctuations responsible for pressure pumping. Tellus B 69(1):1361757


    2017      Maier, M., Paulus, S., Nicolai, C., Stutz, K., Nauer, P., Drivers of plot-scale variability of CH4 consumption in a well-aerated pine forest soil. Forests 8 (6) 193


    2017      Laemmel, T., Mohr, M., Schack-Kirchner, H., Schindler, D., Maier, M., Direct observation of wind induced pressure-pumping on gas transport in soil. Soil Sci. Soc. Am. J. 81 (4), 770-774.


    2017      Laemmel, T.; Maier, M.; Schack-Kirchner, H.; Lang, F., An in situ method for real-time measurement of soil gas transport. Eur. J. Soil Sci. 68, 156–166.

    https://doi.org/10.1002/jpln.202100155

    2021

    Soil respiration and CH4 consumption covary on the plot scale. Geoderma 382: 114702. DOI:10.1016/j.geoderma.2020.114702

    MAIER, M.; CORDES, M.; OSTERHOLT, L., Boden und Umwelt 
    2020

    Long Term Soil Gas Monitoring as Tool to Understand Soil Processes. Applied Sciences 10 (23), 8653

    MAIER, M.; GARTISER, V.; SCHENGEL, A. et al., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2019

    Declines in methane uptake in South West Germany forest soils? Geophysical Research Abstracts 21 (EGU2019-13209), 1p

    MAIER, M.; SCHENGEL, A.; LANG, V. et al., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2019

    Gas Diffusivity in the Forest Humus Layer. Soil Science 184 (1), 13?16

    MAIER, M.; LANG, V., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2019

    Rain and wind affect chamber measurements. Agricultural and Forest Meteorology 279, e107754

    MAIER, M.; MAYER, S.; LAEMMEL, T., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Effect of local airflow on flux chamber measurements. Geophysical Research Abstracts 20, Soil System Sciences - SSS12.14 - EGU2018-15573

    LAEMMEL, T.; MOHR, M.; MAIER, M., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Ist die N2O-Emission aus Waldböden ein relevanter N-Flux in Baden-Württemberg? In: AMMER, C.; BREDEMEIER, M.; ARNIM, G. (Hrsg.): Tagungsband zur Forstwissenschaftlichen Tagung 2018 in Göttingen. 24.-26.09.2018. Göttingen: Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie der Georg-August-Universität, 61

    LANG, V.; MAIER, M.; SCHENGEL, A. et al., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Localizing CO2 (and other gases) sources in the soil: Measuring and modeling 3D soil gas transport. Geophysical Research Abstracts 20, Biogeosciences - BG2.10/SSS13.10 - EGU2018-8798

    MAIER, M., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Methodological advances in studying the soil-plant-atmosphere gas exchange. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 181 (1), 5-6

    MAIER, M.; HAGEMANN, U., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Nitrous oxide (N2O) exchange of upland trees as a missing component in greenhouse gas balance of forest ecosystems. Geophysical Research Abstracts 20, Biogeosciences - BG2.25 - EGU2018-7429

    MACHACOVA, K.; MAIER, M.; HALMEENMÄKL, E. et al., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Soil texture and soil respiration drive spatial variability of CH4 consumption on the plot scale. Geophysical Research Abstracts 20, Biogeosciences - BG2.25 - EGU2018-8641

    MAIER, M.; CORDES, M., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    2018

    Wind-induced pressure-pumping - ein unbekannter Gastransport-Prozess? In: AMMER, C.; BREDEMEIER, M.; ARNIM, G. (Hrsg.): Tagungsband zur Forstwissenschaftlichen Tagung 2018 in Göttingen. 24.-26.09.2018. Göttingen: Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie der Georg-August-Universität, 62

    MAIER, M.; LAEMMEL, T.; MOHR, M. et al., Veröffentlichungen, Boden und Umwelt 
    • Analytik von Bodenproben, Pflanzen und Wasser
    • Methodenentwicklung und Qualitätssicherung
    • Projektberatung

    Lehrtätigkeit

    keine Lehrtätigkeit vorhanden

    Projekte

    Soils as Methane Sinks

    1757 Waldböden als wichtigste terrestrische Senke für atmosphärisches Methan im Klimawandel: eine bedrohte Klimaleistung von Waldböden? Wald erfüllt viele grundlegend wichtige Funktionen in unserer Umwelt. Neben der Bindung von Kohlenstoff in Wald (C-Sequestrierung) und Holz, ist die Oxidation von atmosphärischem Methan in Waldböden eine weitere wichtige klimarelevante Leistung und Waldböden tragen damit als CH4-Senke mit dazu bei, Treibhausgasemissionen aktiv zu mindern. Methan (CH4) stellt aufgrund seines hohen Treibhausgaspotentials das zweitwichtigste Treibhausgas des anthropogen verursachten Klimawandels dar. Während Moore und vernäßte Standorte wichtige natürliche CH4-Quellen darstellen, handelt es sich bei unvernässten Waldböden um die global bedeutendste terrestrische Senke für atmosphärisches CH4. Landwirtschaftliche Böden jedoch haben diese klimarelevante Funktion weitestgehend verloren, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der CH4-Konzentration in der Atmosphäre beigetragen hat (Dutaur and Verchot, 2007). Waldböden werden dagegen bisher als unbeeinflusste und voll funktionsfähige Senke für CH4 betrachtet. Während kurzfristige Effekte von Umweltparametern wie Bodenfeuchte und -temperatur auf die CH4-Oxidationsleistungsfähigkeit von Böden bekannt sind so sind Effekte von klimawandelbedingten langfristigen Trends von Umweltparametern dagegen weitestgehend unbekannt. Eine kürzlich erschienene wichtige wissenschaftliche Publikation (Ni and Groffman, 2018) berichtet von einer langfristigen Abnahme der CH4-Oxidationsleistungsfähigkeit an vier US-amerikanischen Standorten um 53-89 % während der letzten 15-20 Jahre, was einen dramatischen Verlust dieser klimarelevanten Bodenfunktion bedeuten würde. Weltweit existieren fast keine vergleichbaren langfristigen Beobachtungen. An der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA-BW) wurden im Rahmen des Umweltmonitorings über die letzten 20 Jahre unter anderem Bodengasprofile in 13 Waldbeständen erfasst, die eine Ableitung der CH4-Oxidationsraten ermöglichen würden. Wir wollen im Rahmen dieses Projektes ein Gastransportmodell entwickeln, es auf unsere speziellen Bedürfnisse anpassen und kalibrieren, und die Ergebnisse mit unabhängigen Vergleichsmessungen evaluieren. Die Modellierung wird es ermöglichen, (1) die CH4-Senkenfunktion zu quantifizieren, (2) eine Trendanalyse durchzuführen und so einen möglichen langfristige Funktionsverlust zu erkennen und (3) die möglichen Ursachen zu identifizieren. 2021 2024 Klimafolgenforschung Boden- & Klimaschutz Boden und Umwelt (Umsetzung Projekt)

    WindWaldMethan

    1677 Der Austausch von Methan (CH4) zwischen Böden und der Atmosphäre ist von großer Bedeutung für das Verständnis des CH4-Kreislaufs in Wäldern. Die Quantifizierung dieser CH4-Flussraten erfordert allerdings ein umfassendes Verständnis der komplexen Prozesse, die zur CH4-Konsumption und -freisetzung in Böden beitragen. Mit diesem Projekt wird daher angestrebt, zum besseren Verständnis der CH4-Quellen- und -senkendynamik in Wäldern beizutragen. Mit dem dafür vorgeschlagenen Ansatz werden Methoden, Erfahrungen und Erkenntnisse aus den Bereichen Grenzschichtmeteorologie und Bodenwissenschaften kombiniert, die in vorherigen von der DFG geförderten Projekten entwickelt bzw. gewonnen wurden. Mit seiner wissenschaftlichen Arbeit konnte Dr. Maier nachweisen, dass die CH4-Aufnahme von Waldböden durch den Transport von atmosphärischem CH4 in den Boden limitiert wird. In Zusammenarbeit mit PD Dr. Schindler konnte auch gezeigt werden, dass das mit Luftdruckschwankungen verbundene, sogenannte wind-induzierte pressure-pumping, den Bodengastransport signifikant (bis zu 40 %) erhöhen kann Es wäre also anzunehmen, dass das sogenannte wind-induzierte pressure-pumping substantiell zur Methan-Senkenfunktion von Waldböden beiträgt. Ein Beweis, dass pressure-pumping zu höheren CH4-Oxidationsraten in Waldböden führt, steht aber noch aus. Große Unterschiede zwischen den aufwändigen Feldmessungen und den einfacheren Labormessungen haben gezeigt, dass die künstlichen eindimensionalen Druckoszillationen im Labor den Effekt nur unzu-reichend abgebilden können. Hieraus schließen wir, dass es sich bei pressure pumping um einen 3D Effekt handelt, und laterale Druckgradienten essentiell sind. Auch die Entstehung der Druckfluktuation in der Atmosphäre ist bisher nicht abschließend geklärt. Aus den Ergebnissen der Vorgängerprojekte geht hervor, dass sowohl Bestandeseigenschaften als auch die Orographie einen Einfluss auf die Ausprägung des pressure-pumping haben könnten. Daher soll mit dem angestrebten Fortsetzungsprojekt an verschiedenen Waldstandorten der Einfluss von Bestandeseigenschaften und der Orographie auf das pressure-pumping quantifiziert werden. Ausgangspunkt für die Untersuchungen ist der Standort Hartheim (Ankerstation), an dem aus den Vorgängerprojekten bereits grundlegende Erkenntnisse über pressure-pumping und die CH4-Dynamik des Waldbodens vorliegen. Dort soll mit einem umfangreichen Messprogramm das notwendige Prozessverständnis geschaffen werden. Auf der Basis dieses neuen, verbesserten Prozessverständnisses sollen im Anschluss daran mit einem fokussierten und reduzierten Messprogramm Level2 Standorte ( ICP Forest Programm) der FVA Baden Württemberg beprobt werden. Basierend hierauf, und auf mehrjährigen Datensätzen, die für verschiedene Monitoring-Standorte vorliegen, soll dann die Dynamik der CH4-Flüsse bestimmt werden. 2020 2022 Klimafolgenforschung Boden- & Klimaschutz Boden und Umwelt (Projektleitung Dr. Maier)

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