@article{JochheimLuettschwagerRiek2022, author = {Jochheim, Hubert and L{\"u}ttschwager, Dietmar and Riek, Winfried}, title = {Stem distance as an explanatory variable for the spatial distribution and chemical conditions of stand precipitation and soil solution under beech (Fagus sylvatica L.) trees}, series = {Journal of Hydrology}, journal = {Journal of Hydrology}, number = {608}, publisher = {Elsevier}, issn = {0022-1694}, doi = {10.1016/j.jhydrol.2022.127629}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:eb1-opus-5306}, year = {2022}, abstract = {The partitioning of bulk precipitation (PR) in forest ecosystems and its chemical composition depends on both meteorological factors, such as precipitation amount and intensity, evaporation rate, and wind speed, and stand structural factors, such as stand density, canopy structure, bark texture, and spatiotemporal distribution and density of foliage. We analysed fluxes of water and element contained therein of a mature European beech (Fagus sylvatica L.) forest stand on sandy soils in northeastern Germany. We applied a radially symmetrical setup within a stem distance gradient to measure stand precipitation (SP) with its components of throughfall (TF) and stemflow (SF), as well as to measure soil moisture, the chemical composition of the soil solution, the soil chemistry, and the fine root distribution. The chemical analysis of the constituents covered the macroelements (Ca, Mg, K, Na, Al, Fe, Mn, Si, S, P), the cations and anions NH4+, NO3-, Cl-, SO42-, and a few heavy metals (Cu, Pb, Zn). With an average PR of 620 mm a-1, the partitioning resulted in 79\% TF, 6\% SF, and 15\% canopy interception. TF volume increased with distance to stem during summer, but decreased during winter. Clear spatial gradients with increasing concentrations from PR, to different classes of TF as the distance from the trunk decreased, to SF were observed for nearly all elements. The contact of precipitation with leaves and the canopy structures alters the chemical composition of TF and SF by transferring elements from dry deposition or leaching of intracellular materials from the canopy and leads to the input of larger amounts of macroelements and heavy metals with the SP into the soil. Spatial patterns of canopy structures thus affect the spatial variation of TF and its constituents, which also affects the spatial distribution of roots and, at least in phases, the chemical composition of the topsoil solution.}, language = {en} } @misc{ZicheGruenebergRieketal.2022, author = {Ziche, Daniel and Gr{\"u}neberg, Erik and Riek, Winfried and Wellbrock, Nicole}, title = {Vergleich der Daten der LUCAS 2015-Inventur und der zweiten Bodenzustandserhebung im Wald : Untersuchungen zur Vergleichbarkeit und Repr{\"a}sentanz zweier bodenkundlicher Inventuren in Deutschland}, series = {Th{\"u}nen Report; 94}, journal = {Th{\"u}nen Report; 94}, editor = {Johann Heinrich von Th{\"u}nen-Institut,}, publisher = {Th{\"u}nen-Institut, Bundesforschungsinstitut f{\"u}r L{\"a}ndliche R{\"a}ume, Wald und Fischerei}, isbn = {978-3-86576-239-9}, issn = {2196-2324}, doi = {10.3220/REP1651759791000}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:eb1-opus-5314}, pages = {62}, year = {2022}, abstract = {Die Produktivit{\"a}t von Wald{\"o}kosystemen wird durch die Bereitstellung von N{\"a}hrstoffen und Wasser gew{\"a}hrleistet. Somit ist das Wissen {\"u}ber die chemischen und physikalischen Eigenschaften der B{\"o}den essentiell sowohl zur Beurteilung des Bodenzustands als auch der G{\"u}te des Waldstandorts. Hierf{\"u}r k{\"o}nnen Daten aus zwei bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE-Wald) von {\"u}ber 1.800 Probepunkten eines 8 x 8 km-Grundrasters herangezogen werden. Die Erhebungen fanden zwischen 1986 bis 1994 (BZE I-Wald) und 2006 bis 2008 (BZE II-Wald) nach einheitlichem Aufnahmeverfahren statt. Das LUCAS-Projekts zielt auf die Erstellung eines harmonisierten Datensatz zur Landbedeckung und Landnutzung innerhalb der Europ{\"a}ischen Union (EU). Das Europ{\"a}ische Datenzentrum (ESDAC) stellt 265.000 georeferenzierte Punkte auf einem 2 x 2 km-Raster bereit, die jeweils in den Jahren 2009 und 2015 an 10 \% der Punkte am gleichen Standort beprobt wurden. Angesichts von zwei parallellaufender Bodeninventuren stellt sich die Frage einer potentiellen Verkn{\"u}pfung miteinander. In dieser Studie werden die LUCAS-Bodendaten der Inventur des Jahres 2015 mit den entsprechenden bundesweiten BZE-Daten verglichen und auf ihre Repr{\"a}sentativit{\"a}t {\"u}berpr{\"u}ft. Um eine fl{\"a}chengewichtete Hochrechnung f{\"u}r Deutschland zu erm{\"o}glichen, erfolgte eine Zordnung der Inventurpunkte des LUCAS-Programms anhand ihrer Koordinaten zu den bei der bundesweiten BZE-Auswertung verwendeten 16 BZE-Substratklassen. Alle Klassen wurden hinsichtlich signifikanter und systematischer Unterschiede zwischen beiden Inventuren {\"u}berpr{\"u}ft. Dar{\"u}ber hinaus wurden die BZE-Daten dahingehend evaluiert, inwieweit die ausschließlich im LUCAS Programm verwendete Tiefenstufe 0-20 cm im Vergleich zum Mineralboden bis in 90 cm Tiefe und der Humusauflage bei der Berechnung von Vorr{\"a}ten zukommt. Der Vergleich der bodenchemischen Kennwerte ergab deutliche Unterschiede zwischen den Inventuren. Sowohl die pH(H2O)-Werte als auch die C/N-Verh{\"a}ltnisse waren bei LUCAS 2015 niedriger, die Konzentrationen von C und N jedoch h{\"o}her als bei der BZE II. Die Vorr{\"a}te an Kohlenstoff und Sticksoff weisen noch gr{\"o}ßere Abweichungen gegen{\"u}ber der BZE II aufgrund der Unsicherheiten bei der Ableitung von Trockenrohdichten aus Kartenmaterial auf. Im Gegensatz dazu erfolgte durch die BZE II eine volumenbezogene Beprobung an fast allen Standorten. Eine Ableitung von Trockenrohdichten aus Kartenmaterial f{\"u}hrt bei der LUCAS-Inventur zu einer hohen Unsicherheit der Ergebnisse und zu einer {\"U}bersch{\"a}tzung von Vorrats{\"a}nderungen. Die h{\"o}heren Kohlenstoff- und Stickstoffkonzentrationen bei der LUCAS-Inventur k{\"o}nnte an einer unzureichend genauen Trennung der organischen Auflage vom Mineralboden liegen, da dieser durch Bestandteile der Auflage aufkonzentriert w{\"u}rde. W{\"a}hrend der Erhebung der BZE-Wald wurde explizit auf die systematische Trennung beider Kompartimente geachtet. Weiterhin steht die Anzahl der beprobten LUCAS-Waldpunkte im Missverh{\"a}ltnis zur Waldfl{\"a}che, da in Nord- und S{\"u}ddeutschland zu wenig Probepunkte vorkamen. Allerdings sind die Waldanteile der LUCAS-Gesamtinventur mit denen der dritten Bundeswaldinventur vergleichbar. Die Stichprobengr{\"o}ße von LUCAS 2015 umfasst etwa 25 \% der BZE II-Stichprobe. Hierdurch sind einige Substrattypen nur unzureichend belegt, weshalb zum einen wesentliche Bodeneigenschaften unber{\"u}cksichtigt blieben und andererseits eine fl{\"a}chengewichtete Hochrechnung erschwert werden w{\"u}rde. Infolge der geringeren Stichprobe weichen die bodenchemischen Kennwerte der einzelnen Substratgruppen zwischen den Messnetzen ab. Außerdem erh{\"o}hen sich die Unsicherheiten durch die Reduzierung der Stichprobe. Somit ließen sich Bodenver{\"a}nderungen bei einer Wiederholungsinventur schwerer detektieren. Die Daten aus den Bodeninventuren sind f{\"u}r die Treibhausgasberichterstattung relevant, da Kohlenstoffvorr{\"a}ten f{\"u}r die organische Auflage und f{\"u}r den Mineralboden bis zu einer Tiefe von mindestens 30 cm zu berichten sind. Im Mittel werden nach den Daten der BZE II 16 \% des bis 90 cm Tiefe vorkommenden Kohlenstoffs in der Auflage gespeichert, wobei diese mit der LUCAS-Inventur nicht beprobt wurde. Der in der organischen Auflage gebundene Kohlenstoff ist vulnerabel gegen{\"u}ber Klima- und Umwelteinfl{\"u}ssen, so dass eine Auswertung diesbez{\"u}glich nicht m{\"o}glich ist. Weiterhin wurde bei LUCAS 2015 nur die oberen 20 cm des Mineralbodens beprobt und damit lediglich 42 \% des bei der BZE II abgesch{\"a}tzten Kohlenstoffs erfasst. Durch das Fehlen der Auflage und die geringere Tiefe sind die Daten aus LUCAS 2015 nur eingeschr{\"a}nkt f{\"u}r die Treibhausgasberichterstattung nutzbar. Aufgrund einer geringeren Repr{\"a}sentativit{\"a}t sowie gr{\"o}ßeren Unsicherheiten und Diskrepanzen von LUCAS 2015 gegen{\"u}ber der BZE im Wald w{\"u}rde eine Vereinigung beider Datens{\"a}tze keine zus{\"a}tzlichen Synergien erzeugen.}, language = {de} }