Forest soils are considered sinks for atmospheric C. Many studies revealed that tree species and their mycorrhizal association affect forest floor and topsoil organic C (OC) and total N, while the knowledge of their effect on subsoil OC and N is still scarce. We will present results of a study in which we aimed to identify (1) tree species and mycorrhizal association effects on forest floor, topsoil (0–30 cm) and subsoil (30–80 cm) OC and N stocks and vertical distribution and (2) drivers for soil OC and N distribution. For that, we sampled forest floor, topsoil and subsoil under four broadleaved tree species, namely European beech (Fagus sylvatica L.), pedunculate oak (Quercus robur L.), sycamore maple (Acer pseudoplatanus L.) and European ash (Fraxinus excelsior L.) in four Danish common garden experiments along a gradient in soil texture and determined OC and N stocks. Total N (forest floor + soil) was higher under oak than beech, while total OC was unaffected by species. Forest floor C and N were higher under oak and beech, both ectomycorrhizal species (ECM), compared to under maple and ash, which are both arbuscular mycorrhizal species (AM). Relatively more OC and N were transferred to the topsoil under AM than ECM species, and this could be explained by greater endogeic earthworm biomass in AM species. In contrast, a higher proportion of OC was stored under ECM than AM species in the subsoil, and here OC correlated negatively with anecic earthworms. Subsoil N was highest under oak. Concluding, tree species and in particular their mycorrhizal association affected the vertical distribution of soil OC and N. Tree species differences in topsoil OC and N were not mirrored in the subsoil, and this highlights the need to address the subsoil in future studies on AM- versus ECM-mediated soil OC and N stocks.

Totholz kann einen Beitrag zur Anreicherung von organischem Kohlenstoff in Böden leisten. Wenig untersucht ist die Standortabhängigkeit dieser Speicherfunktion. Hierbei meint
der Standortbegriff jene Faktoren, die Einfluss auf das Zer – und Freisetzungsgeschehen des Totholzes bzw. des Verbleibs des Kohlenstoffes nehmen. Neben bodenkundlichen Faktoren (pH, Wärmehaushalt etc.) werden im Projekt TotC/Livewood zusätzlich biotische Faktoren erhoben, die erstgenannte modifizieren (Baumarten, Bestandesdichte etc.). Letztere sind auch als mögliche anthropogene Steuerungsgrößen von Belang. Auf Grundlage eines Datensatzes von 20 Messplots (je 3 bis 4 Totholzstämmen) wird die Anreicherung von organischem Kohlenstoff und deren Abhängigkeit von oben genannten Faktoren betrachtet. Hierzu werden volumengetreue Bodenproben (Stamm/Kontrolle) bis 30 bzw. 60 cm Tiefe entnommen. Es wird der Gehalt an organischem Kohlenstoff analysiert und hieraus der Vorrat bestimmt. Die Analyse erfolgt quantitativ (Stamm – Kontrolle) und qualitativ (Dichtefraktionierung-> Stabilität/Vulnerabilität). Ergänzend werden weitere bodenchemische Parameter (BS, KAK etc.) betrachtet. Die bisherigen Auswertungen zeigen erhöhte C - Gehalte am Stamm, insbesondere oberhalb von hangparallel liegendem Totholz. Dies lässt neben der Freisetzung aus der Holzbiomasse auch auf eine erosionsmindernde/stauende Wirkung schließen. Aus Untersuchungen des Projektpartners FVA – BW sind erhöhte Konzentrationen von organischem Kohlenstoff, im Sickerwasser (DOC) unter Totholz bekannt. Beide Sachverhalte passen mit einer Erhöhung der leichten Fraktion im Ober- und der schweren Fraktion im Unterboden zusammen. Abnehmende Strahlungsintensität, als Produkt aus Exposition, Hangneigung und Kronenschlussgrad hat einen positiven Effekt auf den Gesamt-Boden-C-Speicher. Gleichzeitig scheint eine dichtere Bestockung, vermutlich durch höhere Streumengen den Totholzeffekt anteilig zu vermindern. Auf Grundlage der Ergebnisse sollen Vorrangflächen, auf denen das Belassen von Totholz einen positiven Effekt auf die Mitigation der Treibhausgasbelastung haben kann identifiziert werden. Die Untersuchung der Kohlenstoffpools kann die Bilanzierung des Ökosystemspeichers gegenüber anderen Nutzungsketten schärfen.

Der Einfluss der forstlichen Bewirtschaftung auf Biodiversität und Kohlenstoffspeicherung in Wäldern wird in der Literatur kontrovers diskutiert. Aktuelle Studien zeigen, dass die Bestandesstruktur in Wäldern viele Ökosystemfunktionen und auch die Diversität verschiedener taxonomischer Gruppen prägt. Wie stark diese Beziehungen von Standorteigenschaften (z.B. Waldentwicklungsphase, Bodentyp) beeinflusst werden und sich auf die Kohlenstoffspeicherung in der organischen Auflage und im Mineralboden auswirken, ist bisher kaum erforscht.
Für die Untersuchungen wurden vier in NRW und bundesweit flächenmäßig bedeutsame Standorttypen ausgewählt: 1) Buchenwälder (stark) saurer Standorte, 2) Buchenwälder (mäßig) nährstoffreicher Standorte, 3) Eichen-Hainbuchenwälder wechselfeuchter Standorte und 4) Eichen-Mischwälder bodensaurer Standorte. In jedem Untersuchungsgebiet wurden 50 Probekreise (engerer Probekreis 1000 m²) entlang eines Nutzungsgradienten (Bestockung (standortheimisch / standortfremd), Totholz (natürlich / geerntet)) angelegt, um sowohl die ober- (Vögel, Pflanzen, Moose, Flechten, Käfer) als auch unterirdische Diversität (Collembolen, Regenwürmer, Mikrobielle Biomasse, Nährstoffumsätze) sowie die Humusformen und Kohlenstoffvorräte zu erfassen.
Fokus der Präsentation liegt auf den aktuellen Auswertungen zu den Interakationen zwischen Standorttyp (1, 2) und Nutzungsintensität auf Biodiversität und Kohlenstoffvorräte in den Böden (Humusauflage und Mineralboden 0-60 cm).

Projekthomepage
http://bico2.de/

Zur Weiterentwicklung von Monitoringverfahren für die Bewertung bodenökologischer Eigenschaften in Feuchtwäldern kann die Indikatorfunktion von Humusformen einen wichtigen Beitrag leisten. Im Projekt BioFeuchtHumus werden insbesondere die Feuchthumusformen (aerohydromorphe Humusformen) betrachtet. Diese treten u.a. im atlantisch geprägten Münsterland in Eichenmischwäldern mit darunterliegendem Pseudogley auf und reagieren durch ihre Abhängigkeit vom Niederschlag und der Evapotranspiration besonders sensitiv auf Klimaveränderungen. Auf den ausgesuchten Waldflächen im südlichen Münsterland werden im Projekt BioFeuchtHumus Messungen zur Bodenwasserspannung und -temperatur direkt an der Grenze von Mineralboden und Auflagehorizonten durchgeführt, um den Wassereinfluss in der organischen Auflage zu erfassen. Dazu sind Bodenfeuchtesensoren (Tensiomarks) an 8 Mikrostandorten in drei verschiedenen Tiefen installiert worden. In den Ergebnissen wird deutlich, dass Feuchthumusformen im Münsterland auftreten und eindeutige Klassifizierungsmerkmale herausgearbeitet werden können. Außerdem wird sichtbar, dass die Bodenwasserspannung im Jahresverlauf schwankt. Vor allem in den Wintermonaten sind die Standorte bis in die organische Auflage wassergesättigt (pF = 0). In den Sommermonaten August und September erreichen die Standorte pF-Werte von bis zu 4,2. Durch die Zusammenhänge zwischen Humusform und den gemessenen Bodenparametern pF, Corg, Nt und pH lässt sich die Entwicklung der Feuchtwälder unter veränderten Klimabedingungen flächenhaft darstellen. Somit können die zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels auf den Bodenwasserhaushalt und auf die Verbreitungsmuster von Feuchthumusformen besser vorhergesagt werden. Dies wird zudem Aufschluss über die zukünftige Funktionalität der heutigen Feuchtwald-Ökosysteme geben, was für die forstliche Praxis bezüglich notwendiger und sinnvoller Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel von großer Bedeutung ist.

Weiterführende Poster (die auch angemeldet werden):
-Untersuchungen der Anneliden-Fauna (Regenwürmer und Kleinringelwürmer) von Feuchthumusformen im Münsterland
-Vorkommen von Feucht- und Nasshumusformen in der Westfälischen Bucht und im Niederrheinischen Tiefland
-Feuchthumusformen und Bodenvegetation in Waldökosystemen im Münsterland

Projektlink „BioFeuchtHumus“ in Kooperation mit dem Landesbetrieb Wald & Holz, NRW gefördert durch den Waldklimafonds, FNR https://www.waldklimafonds.de/index.php?id=13913&fkz=2219WK41A4