Sedimente stehender Binnengewässer als Senken und Geoarchive für den Si-Haushalt terrestrischer Biogeosysteme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Auf Grundlage eines hydrochemischen Monitoring-Programms konnten Silizium-Input-Output-Bilanzen der Trinkwassertalsperre Lehnmühle im Osterzgebirge über einen zweijährigen Meßzeitraum berechnet und mit subrezenten Massenakumulationsraten von biogenem Silizium in das Sediment verglichen werden. Der Einsatz eines modifizierten Exktraktions- und Aufschlussverfahrens ermöglichte hierbei die Separierung von seeinternen (z.B. Algenproduktion) von seeexternen Signalen (v.a. Mineraleintrag aus dem Einzugsgebiet). Durch den Vergleich von Si-Bilanzen mit bSi-Akkumulationsraten konnte dargestellt werden, dass die monatliche Eintrag-/Bilanz von gelöstem Si für die Talsperre Lehnmühle auf ähnlichem Niveau liegt wie die Akkumulationsrate von biogenem Si in das Sediment (3 t bSi pro Monat im Vergleich zu 2,5 t bSi pro Monat). Höhere Akkumulationsraten von bSi in den älteren Sedimentabschnitten der Talsperre lassen ein damals intensiveres Diatomeenwachstum vermuten, was mit höheren P-Einträgen aus Landwirtschaft und Abwässern zusammenhängen dürfte. Anhand der geochemischen Analyse eines datierten Sedimentlangkerns vom Herrenwieser See (Buntsandstein-Nordschwarzwald) wurden Informationen über die holozäne Umweltgeschichte eines bewaldeten Einzugsgebiets abgeleitet. Die Verläufe des biogenen Siliziums als Temperaturproxy und des klastischen Siliziums als Erosionsweiser stehen in Einklang mit für dieses Gewässer vorliegenden Pollendiagrammen. So zeigten sich deutliche Erosionsphasen im frühen Holozän mit spärlicher Tundrenvegetation und einem erhöhten Einträg von klastischem Material. Die sukzessive Vegetationsentwicklung und das Aufkommen von Klimaxbaumarten im mittleren Holozän durch gleichbleibend hohe Temperaturen deckt sich gut mit einem Anstieg des biogenen Siliziums im gleichen Zeitraum. Ein weiterer Auslöser des bSi-Anstieg im Sediment könnte die ebenfalls durch die hohen Temperaturen gesteuerte Gesteinsverwitterung sein, was ein erhöhtes Si-Angebot für das Algenwachstum bedeutete. Der anschließende Rückgang, sowohl im jüngeren Teil des Langkernes, als auch im gesamten Kurzkern, dürfte somit verringerte Primärproduktion im See infolge Temperaturrückganges widerspiegeln. Ein weiterer Grund dafür könnten zusätzlich auch höhere Einträge von gelöstem organischem Material aus dem Einzugsgebiet als Folge einer verstärkten sein. Dafür sprechen auch die Tiefenverläufe von TOC bzw. des TOC/TN-Verhältnisses). Durch die erhöhten Huminstoffeinträge kam es zu einem ungünstigeren Lichtangebot in der Freiwasserzone des Sees und somit einer geringeren Primärproduktion. Zur Prüfung dieser Hypothese können weitere statistische Auswertungen der Sedimentchemie (Elementverhältnisse in der detritischen Fraktion) sowie eine artbezogene Analyse der fossilen Diatomeen-Gesellschaften zur Rekonstruktion der früheren Umweltbedingungen in See und Einzugsgebiet dienen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2009). Akkumulation von amorphem Silizium in holozänen Seesedimenten des Herrenwieser Sees (Nordschwarzwald). Berichte der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, Jahrestagung der DBG 2009, Bonn, 5.-13. September 2009
Jacob, F.; K.H. Feger, T. Klinger & M. Rösch
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(2009). Geochemical and vegetational changes during the postglacial: Sediment record from a glacial cirque lake in the Northern Black Forest (SW Germany). EGU Hauptversammlung, Wien, Österreich 19.-24. April 2009
Jacob, F.; K.H. Feger, T. Klinger & M. Rösch
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(2011). Sediment imprint of flood events of different magnitudes in the Lehnmühle reservoir (eastern Erzgebirge). 5th International Limnogeological Congress, Konstanz, Aug 31 - Sept 3, 2012
Kämpf, L.; P. Dulski, F. Jacob, K.H. Feger, E. Klemt, A. Brauer
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(2011). The geochemical fingerprint of runoff events during the last 70 years in sediments of Lehnmühle reservoir (Ore Mountains/NE Germany). 5th International Limnogeological Congress, Konstanz, Aug 31- Sept 3, 2011
Jacob, F.; L. Kämpf, P. Dulski, A. Brauer, K.H. Feger
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(2012). Sediment imprint of the severe 2002 summer flood in the Lehnmühle reservoir, Eastern Erzgebirge (Germany). Quaternary Science Journal 64, 3-15
Kämpf, L.; A. Brauer, P. Dulksi, K.H. Feger, F. Jacob, E. Klemt, K. Speth
