PUTZ 4/01

Forschung

Böden als Quellen oder Speicher

Uni-Wissenschaftler untersuchen Bindung von Kohlenstoff

“WINE Klimakonferenz gescheitert”, so oder ähnlich stand es im November vergan­genen Jahres in vielen Zei­tungen. Vertreter aus 160 Staaten waren in Den Haag zusammen gekommen, um konkrete Maßnahmen zum Klimaschutz zu Vereinbaren. Dass das Treffen scheiterte, lag unter anderem daran, dass keine Einigung möglich war, inwieweit Wälder und land­wirtschaftliche Nutzflächen als Kohlendioxid-Speicher be­trachtet werden können. Neben Ozeanen und Vege­tation sind es auch die Böden selbst, die als Kohlendio­xidquellen oder-speicher wir­ken.

gebunden, nur rund 19 Prozent in der Vegetation.

Eine Schlüsselrolle spielt hier der Humus, der durch die Verrot­tung organischer Substanzen entsteht, aber auch selbst einer ständigen chemischen, physika­lischen und mikrobiellen Umwandlung unterworfen ist. Der Humus kann Kohlenstoff binden. Bei seiner Umwandlung kann es aber auch zur Freiset­zung von Kohlendioxid(CO2) kommen.

Wenn es gelingt, die dabei wirk­samen Mechanismen zu verste­hen, wäre eines Tages vielleicht eine aktive Gestaltung der CO2­Abgabe über die Böden

möglich. Böden könnten dann gezielt genutzt werden, um dem

stoff tatsächlich als CO2 bei der Umwandlung des Humus freigesetzt wird.

Umgekehrt kann auch der CO2­Gehalt der Luft einen Einfluss auf die Vorgänge im Boden haben. Auskunft über die dabei vorliegenden Zusammenhänge erhoffen sich die Wissenschaftler unter anderem von Boden­proben aus einem Dauerver­such, der in der Nähe von Halle läuft. Dort werden, im so ge­nannten“Ewigen Roggenbau”, Felder seit 1878 ausschließlich mit Roggen bepflanzt. Die regelmäßig entnommenen Pro­ben zeigen, wie sich der Boden bei immer gleicher Bebauung aufgrund variierender Umwelt­bedingungen verändert hat.

Unser Foto zeigt ein Lasersystem zur empfindlichen Analyse mehrerer Gase auf der Basis von Laserdioden in einem äußeren Quelle: Joachim Sacher Lasertechnik, Marburg

Resonator.

Mit dieser Thematik beschäftigt sich ein im vergangenen Jahr gestarteter Forschungsschwer­punkt. der Deutschen. For­schungsgemeinschaft, Wissen­schaftler aus mehr als 20 Universitäten und Forschungs­instituten- darunter auch die Uni Potsdam— wollen dabei in knapp dreißig Einzelprojekten der Frage auf den Grund gehen, welche Mechanismen bei der Bindung von Kohlenstoff im Boden eine Rolle spielen.

Immerhin sind etwa 81 Prozent der Kohlenstoffvorräte, die auf dem Festland vorkommen und am aktiven Kohlenstoffkreislauf teilnehmen, in den Böden

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Treibhauseffekt wirken.

Bis dahin ist allerdings noch ein weiter. Weg. zurückzulegen. Zunächst müssen viele grundle­gende Fragen geklärt werden. Zum Beispiel wie sich Bepflan­zung oder Düngung auf die Einlagerung des Kohlenstoffs in die organische Bodensubstanz auswirken oder welche Rolle mechanische und physikalische Eigenschaften sowie die chemi­sche Zusammensetzung der nicht-organischen Bodenanteile bei der Kohlenstoffbindung spielen. Von besonderer Bedeu­tung sind daneben Arbeiten, die untersuchen, wie viel Kohlen­

entgegenzu­

Die Potsdamer Chemiker um Professor Hans-Gerd Löh­mannsröben und Dr. Frank Schael interessieren sich unter anderem für die Stabilität des Humus. Sie wollen der Frage nachgehen, wie sich ein erhöhter CO2-Gehalt‘ der Bodenluft darauf auswirkt. Dazu werden sie Böden unterschiedlicher chemischer und(mikro)biolo­gischer Zusammensetzung, aber auch Böden mit unterschiedli­cher Bepflanzung analysieren.

Die Experimente werden mit einem laserspektroskopischen Messsystem in einer so genann­ten Bodenkammer durchge­führt, in der gezielt das Verhal­

ten verschiedener Böden in Luft mit unterschiedlichem CO2­Gehalt untersucht werden kann. Außerdem besteht die Mög­lichkeit, in unterschiedlichen Höhen der_Bodenproben Laserlicht mittels einer Glasfaser einzukoppeln. Analysiert wird,

wie das Licht mit der Bodenprobe reagiert. Die Wissenschaftler messen zum

Beispiel, wie hoch die Licht­absorption ist oder ob Fluoreszenz auftritt. Aus diesen Messungen kann dann auf räum­liche oder zeitliche Veränderun­gen des Humus geschlossen werden. Darüber hinaus ist es mit dem Laser-Spektrometer möglich, die Konzentrationen verschiedener Gase, wie Kohlen­dioxid, Sauerstoff, Wasserdampf oder Methan, in der Bodenluft zu messen. Dazu werden spezielle Lasersysteme mit großem Wellenlängenbereich eingesetzt, um das Gas über den Böden zu analysieren, Die Bodenluft in den Böden selbst kann mit optischen Sensoren, die an Glasfasern angebracht sind, verfolgt werden. So wollen die Wissenschaftler die Stabilität des Humus unter verschiedenen Bedingungen ermitteln— eine Eigenschaft, die direkt mit der Funktion der Böden als Quellen oder Senken für CO2 gekoppelt ist.

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Erfolg

OpTecBB ist eine Initiative von etwa 60 Firmen und' wis­senschaftlichen Einrichtungen in Berlin und Brandenburg aus dem Bereich Optische Technologie, darunter auch Siemens, Infineon, Osram, die drei Berliner Universitäten und die Universität Potsdam. Gemeinsam wollen sie. den Begriff Optische Technologie aus Berlin und Brandenburg zu einem international bekannten Markenzeichen entwickeln und die besonderen Stärken der Region betonen. Einen ersten Erfolg kann die Op Tec-Initiative schon. verbuchen: Im bun­desweiten Wettbewerb um die besten Kompetenznetze Optische Technologien zählt sie zu den sieben Siegern.

ar Weitere Informationen: http: //www.optecbb.de