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Vegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs of NE Germany
(2010)
ErlenwĂ€lder auf Moorstandorten werden oft als Zeichen von Moordegradation und Torfoxidation gewertet, aber erlenholzreiche Moorablagerungen (teilweise mehrere Meter tief) sind unter anderem in Nordostdeutschland weit verbreitet. Die Genese von Erlen-Holztorfen wurde bisher ĂŒberwiegend durch das Konzept der âVerdrĂ€ngungstorfbildungâ erklĂ€rt. Hierbei wird ein von gehölzfreier Vegetation akkumulierter Torf nach einer Grundwasserabsenkung durch nachtrĂ€glich einwachsende Baumwurzeln verĂ€ndert. Dieses Prinzip ist aber auf tiefgrĂŒndige Erlen-Holztorfe nicht ĂŒbertragbar, da Alnus glutinosa auf naturnahen Moorstandorten meist nur wenige Dezimeter tief wurzelt. Anliegen der vorliegenden Dissertation mit dem Titel âVegetation dynamics and carbon sequestration of Holocene alder (Alnus glutinosa) carrs in NE Germanyâ war die Identifizierung torfbildender ErlenwĂ€lder. Die torfbildende Vegetation, die WasserstĂ€nde wĂ€hrend der Torfbildung und die Vegetationsdynamik dieser bewaldeten Niedermoore wurden durch Analysen von Makrofossilien, Pollen und sonstigen Mikrofossilien (u.a. Pilz-, Pflanzen-, und tierische Reste) rekonstruiert. Hierbei wurden in enger Kooperation mit dem Promotionsvorhaben von Frau Anja Prager (Non-pollen palynomorphs [NPPs] from modern alder carrs [NE Germany] - Tools for reconstructing past vegetation and site conditions) ca. 150 bisher unbekannte Mikrofossilien beschrieben und teilweise identifiziert. Die Datenauswertung wurde anhand von Fossilien-Diagrammen und statistischen Methoden (DCA, Clusteranalysis; Broken Stick Analysis) durchgefĂŒhrt. Zur Altersbestimmung erfolgten 14C-AMS-Datierungen und der Kohlenstoffgehalt wurde ĂŒber die Bestimmung der Trockenrohdichte ermittelt, wobei ein durchschnittlicher Kohlenstoffanteil von 56% angenommen wurde. Die untersuchten Erlen-Holztorfe wurden ĂŒberwiegend direkt in ErlenwĂ€ldern abgelagert (âEchter Bruchwaldtorfâ); sind aber auch teilweise als VerdrĂ€ngungstorfe aus vorherigen Seggentorfen entstanden oder in von Weiden dominierten Gehölzen gebildet worden. Die jĂ€hrlichen MedianwasserstĂ€nde der torfbildenden ErlenwĂ€lder lagen einerseits ĂŒber Flur (âsehr nassâ-âvery wetâ) und zum anderen 0 bis 10 cm unter Flur (ânassâ - âwetâ). Die Vegetationszusammensetzung der sehr nassen ErlenwĂ€lder Ă€hnelte teilweise dem Wasserfeder-Erlen-Wald und in einem Fall dem Zweizahn-Erlen-Bruchgehölz. Die nassen ErlenwĂ€lder konnten nicht auf der Ebene von Vegetationsformen rekonstruiert werden; charakteristisch war das hĂ€ufige Auftreten von Urtica und eine Carex-dominierte Krautschicht. Ăber einen Vergleich der Mikrofossilien der Erlenholz-Tofe mit Mikrofossilien von OberflĂ€chenproben aus rezenten ErlenwĂ€ldern konnten die MedianwasserstĂ€nde nasser, torf-akkumulierender ErlenwĂ€lder auf 0-10 cm unter Flur festgelegt werden. Alle untersuchten Profile zeigten eine zyklische Bewaldung mit Zwischenphasen von Offenvegetation (meist Seggenriede). Als Bindeglieder zwischen Erlenwald und Seggenried traten teilweise WeidengebĂŒsche auf, welche sich mitunter auch langfristiger etablieren konnten. Die zyklische Vegetationsentwicklung von Seggenrieden, WeidengebĂŒschen und ErlenwĂ€ldern basierte fast ausschlieĂlich auf einem schwankenden Wasserangebot im Moor. Dieses war fast immer die Folge von zyklischen Ent- und Wiederbewaldungen der umliegenden, grundwasserfernen Standorte durch den Menschen. Die âEchten Bruchwaldtorfeâ sind unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen entstanden (Verlandungs-, Versumpfungs-, Ăberrieselungs- und Ăberflutungsmoor). Die Kohlenstoff-Akkumulationsraten (âLORCAâ-long-term apparent rate of carbon accumulation) liegen zwischen 31-44 g C m-2 yr-1 in sehr nassen und 50-81 g C m-2 yr-1 in nassen ErlenwĂ€ldern. Die höheren Akkumulationsraten in nassen ErlenwĂ€ldern können durch die deutlich steigende ProduktivitĂ€t von Erlen-WĂ€ldern schon bei leicht sinkenden mittleren WasserstĂ€nden erklĂ€rt werden. Eine Verringerung der durchschnittlichen WasserstĂ€nde von ĂŒber Flur zu leicht unter Flur fĂŒhrt annĂ€hernd zu einer Verdopplung der PrimĂ€rproduktion von oberirdischem Holz und Wurzelholz. Dadurch gelangt auch ein gröĂerer Anteil von Wurzelholz in den dauerhaft wassergesĂ€ttigten Bereich. Da mit sinkenden WasserstĂ€nden auch die oxidative Zersetzung zunimmt, ist fĂŒr die teilweise sehr hohen Torfakkumulationsraten in ErlenwĂ€ldern die Zersetzungsresistenz von Holz (Lignin) von zentraler Bedeutung. Die Akkumulationsraten nasser ErlenwĂ€lder ĂŒbersteigen die borealer Waldmoore deutlich und erreichen die GröĂenordnung der Kohlenstoffakkumulation in den tropischen Waldmooren SĂŒddostasiens. Die vorliegende Dissertation belegt die weitverbreitete und oft umfangreiche Torf- bzw. Kohlenstoffakkumulation in HolozĂ€nen Erlen-WĂ€ldern Nordostdeutschlands.