Bodenatmung beschreibt den Prozess des Gasaustausches zwischen Bodenorganismen und ihrer Umwelt (Lou und Zhou 2006). Dabei diffundiert CO2 aus dem Boden in die Atmosphäre. Dies geschieht aufgrund von Dichteunterschieden. Der Partialdruck bzw. der Gehalt von CO2 ist in der Bodenluft in der Regel höher als in der Atmosphäre. Das zum Druckausgleich bestrebte Gas diffundiert daher vom höheren Druck zum geringeren. O2 hingegen diffundiert aus der Atmosphäre in den Boden, da der Partialdruck von O2 in der Atmosphäre höher ist als im Boden. Der CO2-Gehalt ist höher, je feinkörniger ein Boden ist. Mit zunehmender Feinkörnigkeit nimmt die Luftkapazität einer Bodens ab und somit der CO2-Gehalt zu. Dies gilt ebenso für nasse Böden, je nässer ein Boden ist, desto höher ist sein CO2-Gehalt in der Regel. (Blume et al. 2010) Der Gasaustausch des Bodens mit der Atmosphäre besteht aus zwei Komponenten, der Wurzelatmung und der Atmung durch Bodenorganismen. Die Atmung der Bodenorganismen kann man weiterhin in die CO2-Freisetzung durch den Abbau der organischen Substanz, die Atmung der Boden- und Mikroorganismen und die mikrobielle Atmung in der Rhizosphäre unterteilen. (Comsted et al. 2009) Pflanzen und Bodenorganismen nutzen den Prozess der Atmung zur Gewinnung von Energie. Mit Ausnahme der Mikroorganismen können alle Pflanzen und Bodentiere nur die aeroben Atmungsprozesse nutzen, einige Mikroorganismen können nur oder zusätzlich zur aeroben Atmung die anaerobe Atmung nutzen. Bei der aeroben Atmung wird bspw. Glucose mit Sauerstoff zu Kohlendioxid und Wasser unter der Entstehung von ATP umgesetzt. Bei der anaeroben wird statt Sauerstoff HNO3 genutzt und es entstehen Acetat, Kohlendioxid und Ammoniak. Wenn also ein Boden nicht ausreichend belüftet wird und nicht genügend O2 in den Boden diffundieren kann, ist die aerobe Atmung nicht mehr möglich und der Boden kann anaerob werden. (Fuchs 2007)
Inhaltsverzeichnis
- Parameter Bodenatmung
- Methodenübersicht
- Methodenbeschreibung
- geschlossene statische Kammersysteme
- geschlossene dynamische Kammersysteme
- offene dynamische Kammersysteme
- CO2-Quellen-Methode
- Substrat-induzierte-Messungen
- automatisierte Systeme zur Bodenatmungsmessung
- Methodenvergleich
- Anwendungsbeispiel
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Arbeit befasst sich mit der Messung der Bodenatmung im Freiland. Sie erläutert verschiedene Methoden und ihre Vor- und Nachteile. Das Ziel ist es, ein Verständnis für die verschiedenen Ansätze zur Bestimmung der Bodenatmung zu schaffen und die Komplexität des CO2-Austausches zwischen Boden und Atmosphäre zu beleuchten.
- Die verschiedenen Methoden zur Messung der Bodenatmung
- Die Vorteile und Nachteile der einzelnen Methoden
- Die Bedeutung der Bodenatmung im Kontext des Klimawandels
- Die Anwendung der Methoden zur Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Bodenatmung
- Die Interpretation der Messergebnisse im Hinblick auf die ökologische Bedeutung der Bodenatmung
Zusammenfassung der Kapitel
- Kapitel 1 erläutert den Prozess der Bodenatmung und die wichtigsten Einflussfaktoren. Es werden die beiden Komponenten der Wurzelatmung und der Atmung durch Bodenorganismen beschrieben.
- Kapitel 2 gibt eine Übersicht über die verschiedenen Methoden zur Bestimmung der Bodenatmung. Es werden die statischen und dynamischen Kammermethoden sowie die Erdgasmethode und die Substrat-induzierte-Messungen vorgestellt.
- Kapitel 3 beschreibt die einzelnen Methoden im Detail. Es werden die Funktionsweise der geschlossenen statischen und dynamischen Kammersysteme, der offenen dynamischen Kammersysteme, der CO2-Quellen-Methode, der Substrat-induzierten-Messungen sowie der automatisierten Systeme erläutert.
- Kapitel 4 stellt einen Vergleich der verschiedenen Methoden vor. Es werden die Vor- und Nachteile der jeweiligen Methoden im Hinblick auf ihre Genauigkeit, ihren Aufwand und ihre Eignung für verschiedene Anwendungen diskutiert.
- Kapitel 5 präsentiert ein Anwendungsbeispiel, in dem die Methoden zur Untersuchung der CO2-Abgabe von Grünland und Waldböden im Westallgäuer Hügelland eingesetzt werden.
Schlüsselwörter
Bodenatmung, CO2-Austausch, Klimawandel, Kammermethoden, Substrat-induzierte-Messungen, automatisierte Systeme, Einflussfaktoren, Ökologie, Landwirtschaft, Wald, Grünland.
- Quote paper
- Lucie Rimpel (Author), 2012, Feldmessung der Bodenatmung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/204915
