Mehr Kohlenstoff im Boden durch Totholz?

Auf ausgewählten Untersuchungsflächen werden die Kohlenstoffausträge mit der Bodenwasser- und Gasphase gemessen. Über die Analyse von Bodenaggregaten soll bewertet werden, wie stabil der in den Boden eingetragene Kohlenstoff gespeichert wird und ob dieser Prozess zusätzlich die Speicherung von Wasser und Nährstoffen erhöht. Die Untersuchungsflächen wurden so ausgewählt, dass verschiedene Standortgradienten abgedeckt sind. In einem Mischbestand auf saurem Ausgangsgestein wurde sowohl liegendes Buchen- als auch Fichtentotholz instrumentiert. In einem Buchenbestand auf  karbonatischem Ausgangsgestein wurde nur liegendes Buchentotholz untersucht, allerdings auf einem nordexponierten und einem südexponierten Hang. Dadurch wurden bei der Auswahl der Untersuchungsflächen unterschiedliche Versauerungszustände (sauer/karbonatisch), Baumarten (Buche/Fichte) und Wasserhaushaltsbedingungen (Nordhang/Südhang) abgedeckt.   

Kontinuierlich erfolgt an den ausgewählten Totholzstämmen eine Bodenwasserentnahme mittels Saugkerzen . In 4-wöchigem Rhythmus werden die Proben entnommen und im Labor der FVA analysiert. Dabei werden neben der Konzentration an gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC – dissolved organic carbon) auch die Nährstoffgehalte im Bodenwasser gemessen. Zusätzlich wird die Zusammensetzung des Niederschlags analysiert, um die Stoffeinträge in den Bestand zu quantifizieren. Durch in den Boden eingebaute Sonden werden alle 30 Minuten sowohl die Bodenfeuchte als auch die Bodentemperatur erfasst. Dabei handelt es sich um Parameter, die viele Prozesse im Boden steuern und daher auch für die Kohlenstoffdynamiken im Boden von großer Bedeutung sind. In regelmäßigem Turnus werden die Kohlenstoffemissionen in Form von CO2 aus dem Totholz erfasst. Diese werden über sogenannte Kammermessungen bestimmt, indem der Anstieg der CO2-Konzentration in einer geschlossenen Kammer über einen gewissen Zeitraum gemessen wird. Über den Anstieg des CO2-Gehaltes und unter Einbeziehung von Luftdruck und Temperatur werden die CO2-Flüsse aus dem Totholz berechnet. An den untersuchten Stämmen wurden ebenfalls Bodenproben entnommen, um den Gehalt an Kohlenstoff in der Bodenfestphase und dessen Stabilität gegenüber Abbau durch Mikroorganismen und Bodentiere zu erfassen. Mit den erhobenen Daten werden abschließend Kohlenstoffbilanzen der untersuchten Stämme erstellt.

DOC-Austrag mit dem Bodenwasser

Erste Ergebnisse zeigen größtenteils eine signifikant höhere DOC-Konzentration (dissolved organic carbon) im Bodenwasser unter Totholz im Vergleich zur nicht vom Totholz beeinflussten Kontrollfläche in den verschiedenen Tiefenstufen. Betrachtet man nur die DOC-Konzentrationen unter Totholz kann man höhere Werte unter Buchen- im Vergleich zu Fichtentotholz erkennen und auf dem südexponierten im Vergleich zum nordexponierten Hang. Unterschiede in den DOC-Konzentrationen bezogen auf den Versauerungszustand sind aktuell noch nicht zu erkennen.

CO2-Emissionen aus dem Totholz

An den einzelnen Messdaten sind, wie zu erwarten, deutlich höhere CO2-Flüsse aus dem Totholz im Vergleich zur Kontrollfläche messbar. Ebenfalls erkennbar sind jahreszeitliche Unterschiede. Die Emissionen in den Sommermonaten liegen deutlich über denen in den Wintermonaten. Dies deutet auf eine verminderte mikrobielle Aktivität bei sinkenden Temperaturen hin.