WindWaldMethan

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.
Projektnummer: 1677
Beginn: 2020
Forschungsschwerpunkt: Klimafolgenforschung
Ende: 2022
Leitung: Abteilung: Boden und Umwelt
Arbeitsbereiche: Boden- & Klimaschutz
Beteiligte: Boden und Umwelt (Projektleitung Dr. Maier)
Mitarbeitende: Dr. Heike Puhlmann (stellvertr. Leitung)

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