Masterarbeit

Wie Silicium die Ökosystemleistung von Mooren reguliert

Gloria Reithmaier (05/2015-08/2016)

Betreuer: Jörg Schaller, Britta Planer-Friedrich, Sebastian Arnhold, Thomas Koellner

Moore erbringen wichtige Ökosystemdienstleistungen, wie beispielsweise Kohlenstoffspeicherung, Nährstoffrückhalt und Wasserqualitätsregulierung, welche durch Torfzersetzung beeinflusst werden. Kürzlich wurde herausgefunden, dass die Zersetzung von organischem Material durch Silizium (Si) beschleunigt wird. Ziel dieser Studie ist es daher zu untersuchen wie Si die Ökosystemdienstleistungen von Mooren beeinflusst. Zu diesem Zweck wurde ein Siliziumdüngeexperiment in einem deutschen Niedermoor durchgeführt. Unter erhöhter Siliziumverfügbarkeit stiegen die Konzentrationen von gelöstem organischem Kohlenstoff, Kohlenstoffdioxid und Methan im Porenwasser signifikant, was auf einen negativen Einfluss von Si auf die Kohlenstoffspeicherung von Mooren schließen lässt. Desweitern waren unter erhöhter Siliziumverfügbarkeit die Konzentrationen von gelöstem Stickstoff, Phosphor, Eisen, Mangan, Kobalt, Zink und Arsen vervielfacht. Die gesteigerte Elementmobilisation ist höchstwahrscheinlich auf die Konkurrenz durch Si an den Bindungsplätzen und auf stärker reduzierende Bedingungen, welche durch die erhöhte Torfzersetzung verursacht wurden, zurückzuführen. Zudem förderten die stärker reduzierenden Bedingungen die Reduktion von Arsenat zu Arsenit. Basierend auf den biogeochemischen Ergebnissen wurde die Stickstoff- und Phosphorbilanz mit dem Soil and Water Assesment Tool (SWAT) modelliert. Dabei wurden gesteigerte Exporte unter erhöhter Siliziumverfügbarkeit ermittelt. Folglich beeinträchtigen erhöhte Siliziumkonzentrationen den Nährstoffrückhalt und die Wasserqualitätsregulation von Mooren. Ein weiter Konzentrationsbereich von gelösten Si wurde in 18 nahegelegenen Niedermooren gemessen, was darauf hinweist, dass Si die Ökosystemdienstleistungen von Mooren möglicherweise stark beeinflusst.