Langfristige Waldökosystemforschung LWF

(45) Gasaustausch

Installierter Kunststoffzylinder mit aufgesetztem Deckel und angeschlossener Spritze zur Gasentnahme. Die Gasproben werden in Glasröhrchen mit einem Vakuum abgefüllt und zur Analyse ins Labor gebracht.
Abb. 1. Installierter Kunststoffzylinder mit aufgesetztem Deckel und angeschlossener Spritze zur Gasentnahme. Die Gasproben werden in Glasröhrchen mit einem Vakuum (rechts) abgefüllt und zur Analyse ins Labor gebracht.
Schema: Der in den Boden reichende Teil des Zylinders begrenzt das Bodenvolumen, welches zum Gasaustausch beiträgt.
Abb. 2. Der in den Boden reichende Teil des Zylinders begrenzt das Bodenvolumen, welches zum Gasaustausch beiträgt.
Grafik: Messung von CO2- und N2O-Austritt aus dem Boden, respektive CH4-Gasverbrauch
Abb 3. Dreimal zu vorgegebenen Zeitpunkten, nach Verschliessen des Zylinders, werden Gasproben entnommen. Die Veränderung der Konzentration über die Zeit ist ein Indikator für das Entweichen von CO2 und N2O aus dem Boden in die Atmosphäre (Produktion) bzw. des Gasverbrauchs im Fall von CH4.

Verschiedene Gase werden zwischen der Bodenluft und der Atmosphäre über dem Boden ausgetauscht. Im Boden produzieren Mikroorganismen und Wurzeln Kohlendioxid (CO2). Bei der Umwandlung von Stickstoffverbindungen entsteht im Boden Lachgas (N2O). Je nach Feuchtigkeitszustand des Bodens leben in ihm verschiedene Mikroorganismen. Diese produzieren oder konsumieren Methan (CH4), wobei unter anderem die Bodenverdichtung eine Rolle spielt (vgl. Abb. 4)

Alle genannten Gase sind klimarelevant, d.h. sie tragen zum Treibhausgaseffekt und damit zur globalen Erwärmung bei.

Die Messungen erfolgen in einem Kunststoffzylinder. Bevor die Gasproben entnommen werden, wird der Zylinder mit einem Deckel abgeschlossen. Anschliessend erfolgt die Probenahme der Luft im Zylinder drei Mal in definierten Zeitabständen. Die Veränderung der Konzentration der Gase ist ein Indikator für den Gasaustausch zwischen Boden und Atmosphäre.

Ziele der Messung:

  • Aufzeigen der Entwicklung der Gasflüsse im Jahresverlauf sowie die Variation zwischen unterschiedlichen Standorten.
  • Quantifizierung des Beitrags dieser Gase zum biogeochemischen Kreislauf von Kohlenstoff und Stickstoff.
  • Nachweis der Relevanz von Waldböden als Quelle bzw. Senke von Treibhausgasen.

Die ersten Messungen werden zur Zeit ausgewertet.

Grafik: Ein unverdichteter Boden (Kontrolle) oder schwach verdichteter Boden nimmt Methan (CH4) auf. Ein stark verdichteter Boden kann hingegen Methan produzieren und in die Atmosphäre ausstossen.
Abb 4. Ein unverdichteter Boden (Kontrolle) oder schwach verdichteter Boden nimmt Methan (CH4) auf. Ein stark verdichteter Boden kann hingegen Methan produzieren und in die Atmosphäre ausstossen.

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