Quantifizierung, Modellierung und Regionalisierung der Phosphor-Verluste mit dem Sickerwasser aus Waldböden

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Lutz Breuer; Dr. Dorit Julich
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Forstwissenschaften ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240939206

Entsprechend der grundlegenden Hypothese des SPP 1685 führt die Verarmung von Phosphor (P) in Böden zu einer Entwicklung von akquirierenden Waldökosystemen (effiziente P-Mobilisierung aus der mineralischen Phase) hin zu recycelten Systemen (hoch effizientes P-Recycling). Die Charakterisierung der P-Flüsse ist dabei ein wesentlicher Indikator, um den Ernährungsstatus eines Ökosystems zu bestimmen. Aufgrund fehlender Detailstudien ist jedoch das quantitative Verständnis der P-Flüsse in temperierten Wäldern stark begrenzt. Für den P-Austrag gibt es insbesondere hinsichtlich der dynamischen Entwicklung der P-Verluste, die durch starke Regenereignisse verursacht werden, bisher für Waldökosysteme lediglich vereinzelte Untersuchungen. Eine frühere Studie unserer Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass Starkregenereignisse der dominante Einflussfaktor für den P-Austrag aus Waldböden darstellen. Als Hauptaustragspfade werden dabei präferentielle Fließwege (PFP) durch den Boden angenommen. Daher werden wir im beantragten Projekt den präferentiellen Fluss an SPP-Standorten in situ erfassen und sowohl quantitativ als auch qualitativ (chemische Analyse der Bodenlösung) bestimmen. Des Weiteren werden wir unsere Feldmethode auf den Testplots des N x P-Düngeexperiments (koordiniert durch das SPP 1685-Zentralprojekt) anwenden, um den P-Austrag in Abhängigkeit veränderter Nährstoff-Versorgungsbedingungen zu bestimmen. Alle Daten der Experimente auf der Plot-Skala werden in einem neuen Modellansatz CMF-P integriert, um die P-Flüsse über PFPs bzw. Bodenmatrix zu simulieren. Hierbei werden neben allen SPP-Standorten auch die Testflächen der N x P-Düngeexperimente einbezogen. Außerdem fließen in die Modellierung die Ergebnisse zur Verteilung der PFPs in Waldböden, zu P-Fraktionen in PFPs und der Bodenmatrix der ersten Phase des SPP 1685 ein. Im dritten Arbeitsschritt soll eine Regionalisierung des gewonnenen Prozessverständnisses mit Hilfe des Modells CMF-P erfolgen, um P-Austräge für Fichten- und Buchenbestände in Deutschland zu simulieren und Szenarien, z.B. zur N-Deposition und deren Einfluss auf die P-Verfügbarkeit, zu rechnen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1685: Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Karl-Heinz Feger; Dr. Philipp Kraft