Das Projekt "Fallstudie Zierenberg: Stress in einem Buchenwaldoekosystem in der Phase des Stickstoffvorratabbaus" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hessische Landesanstalt für Forsteinrichtung, Waldforschung und Waldökologie durchgeführt. In einem 140jaehrigen geschlossenen Buchenaltholz hat sich eine starke nitratophile Bodenvegetation ausgebildet, die durch Urtica dioica dominiert wird. Gearbeitet wird an der Frage einer Belastung von Buchenwaldoekosystemen, deren N-Mineralisierung die N-Neubildung des Humus uebersteigt. Bodenchemisch ist der Standort durch eine sehr hohe Basensaettigung mit Basalt ueber Muschelkalk als Ausgangssubstrat der Bodenbildung gekennzeichnet.
Das Projekt "Analytik von Aluminiumspezies in Waldbodensickerwaessern - Speziierungsverfahren mit Hilfe der ICP-MS-Kopplung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hessische Landwirtschaftliche Versuchsanstalt Kassel durchgeführt. Die oekotoxische Bedeutung des Aluminiums, welches durch saure Depositionen aus dem Waldboden freigesetzt wird, ist wesentlich von der Spezies abhaengig, in der das Aluminium vorliegt. Die Speziierung des Aluminiums in Waldbodensickerwaessern ist daher von erheblichem Interesse im Rahmen der Waldschadensforschung. Fuer die Phytotoxizitaet des Aluminiums, zB seine wurzelschaedigende Wirkung, sind die anorganischen Aluminiumspezies verantwortlich. Die Aluminiumspezies mit der groessten Phytotoxizitaet stellen dabei die polymeren Aluminiumhydroxide dar. Besonders AlO4Al12(OH)24(H2O)127plus, welches ueblicherweise als Al13 bezeichnet wird, weist ein hohes pflanzenschaedigendes Potential auf. Demgegenueber weisen organische Aluminiumspezies (Alorg.) keine phytotoxische Wirkung auf. Allerdings wird vermutet, dass Aluminium durch die Komplexierung mit niedermolekularen Humusbestandteilen deren Polymerisierung zu hoehermolekularen Huminstoffen behindern koennte (Humusdisintegration). Nitrat und Ammonium, die beim Humusaufbau an hoehermolekulare organische Bodenbestandteile gebunden wuerden, laegen in erhoehten Konzentrationen vor. Daraus wuerden sich erhebliche negative Folgen fuer das Waldoekosystem, zB eine Behinderung der natuerlichen Verjuengung, ergeben. Im Rahmen vorliegender Arbeit wurden leistungsfaehige Verfahren zur Aluminiumspeziierung entwickelt, indem unterschiedliche chromatographische Trennmethoden online an ein ICP MS-System als elementselektiven nachweisstarken Detektor gekoppelt wurden. Die anorganischen Aluminiumspezies konnten aufgrund ihrer Sorptionseigenschaften auf einer Kationenaustauschersaeule von den organischen Aluminiumspezies getrennt werden. Weiterhin war der Nachweis der polymeren Aluminiumhydroxide durch vorherige Komplexierung mit Pyrocatechol Violett (PCV) moeglich. Ausserdem wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem eine Groessenfraktionierung der organischen Aluminiumspezies ueber SEC ICP MS gelang. Die Speziierungsverfahren wurden eingesetzt, um im Verlauf des Jahres 1997 innerhalb festgelegter Probenintervalle Sickerwaesser der Fallstudie Zierenberg auf ihren Gehalt an unterschiedlichen Aluminiumspezies zu untersuchen. Dazu wurden mit Hilfe von Saugkerzenanlagen Sickerwasserproben genommen und zu gemischten Sickerwasserproben vereinigt. Dabei wurde ein Teilbereich des Untersuchungsgebietes, in dessen Sickerwaessern erhoehte Konzentrationen an Nitrat im Jahresverlauf eine erhebliche Stoerung der Humusdynamik (fortgeschrittene Humusdisintegration) vermuten lassen, einer Teilflaeche mit weitestgehend intakter Humusdynamik (nitratarme Teilflaeche) gegenuebergestellt. Dadurch sollte der Einfluss des Aluminiums bei der Humusdisintegration untersucht, und bisherige Vorstellungen ueberprueft werden. Um Austragungseffekte feststellen zu koennen, wurde gleichzeitig hinsichtlich unterschiedlicher Bodentiefen (20, 60, 100 cm) differenziert.