Prozesse und Regulation der N2O- und N2-Freisetzung aus Waldböden
Processes and Regulation of Nitrous Oxide and Dinitrogen Emission from Forest Ecosystems
by Anne-Sophie Koch
Date of Examination:2000-10-30
Date of issue:2001-04-18
Advisor:Prof. Dr. Friedrich Beese
Referee:Prof. Dr. Michael Runge
Referee:Prof. Dr. Hartmut Dierschke
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Description:Dissertation
Abstract
Keywords: N2; N2O; <sup>15</sup>N; denitrification; nitrification; forest soil; microwave equilibration
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Durch die globale Veränderung der
Atmosphäre hat die Bedeutung der Emission klimarelevanter
Stickstoffgase aus Böden zunehmend an Interesse gewonnen. Aufgrund
der anthropogen bedingten Bodenversauerung sowie der
Stickstoffsättigung von Waldökosystemen erhebt sich die Frage,
inwieweit veränderte Freisetzungen von N2O -auch als Lachgas
bekannt- und molekularem Strickstoff (N2) zu erwarten sind.
Distickstoffoxid stellt aufgrund der langen atmosphärischen
Verweildauer ein sehr wirksames Treibhausgas in der Troposphäre dar
und ist zudem an der Zerstörung der Ozonschicht in der Stratosphäre
beteiligt. Als bedeutende terrestrische N2O-Quellen sind, neben der
N-Freisetzung infolge industrieller Prozesse, mikrobielle
N-Umsetzungen der Denitrifikation und der Nitrifikation zu nennen.
Die Untersuchung emittierten molekularen Stickstoffs, welche vor
dem Hintergrund hoher atmosphärischer N2-Gehalte besonders
problematisch ist, kann unter Anwendung der sog.
15N-Online-Equilibrierung vorgenommen werden. Nach einer
15N-Markierung des Bodens ist eine differenzierte Quantifizierung
gasförmiger N-Verbindungen möglich, welche eine wesentliche
Voraussetzung zur Vervollständigung der N-Bilanzen in
Waldökosystemen darstellt. Der methodische Ansatz ermöglicht zudem
die Identifikation der Bildungsprozesse des N2O. Zur Klärung der
Ursachen kleinräumig, aber auch saisonal variierender
N2O-Emissionen kann der Einfluß regulierender Faktoren herangezogen
werden. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung der
N2O-freisetzenden Prozesse, die Höhe der N2- und N2O-Emissionen,
sowie das N2/N2O-Verhältnis unter Anwendung einer störungsfreien
Methode (15N-Tracer-Technik) zu erfassen. Zudem sollte der Einfluß
ausgewählter Steuerungsparameter als Kriterium variierender
Stickstofffreisetzungsraten bestimmt werden. Anhand von
Laborversuchen wurde die N-Emission von drei Buchenwaldökosystemen
untersucht, welche durch unterschiedliche bodenchemische
Charakteristika gekennzeichnet waren. Während die Bedeutung der
wesentlichen Steuerungsparameter der N-Emission an homogenisiertem
Bodenmaterial erfaßt wurde, erfolgten die Prozessstudien im Rahmen
eines Mikrokosmenversuchs an ungestörten Bodensäulen.