Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N4: Oberirdische Stickstoffaufnahme" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Baeume in anthropogen beeinflussten Zentraleuropa koennen Stickstoff aus verschiedenen Quellen nutzen: a) aus der Bodenloesung und b) aus der Atmosphaere. Es liegen oxidierte (NO, NO2, HNO3, NO3-) und reduzierte stickstoffhaltige Verbindungen vor (NH3, NH4+). Oxidierten Spezies werden ueberwiegend bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen freigesetzt. Reduzierten Spezies stammen zu mehr als 90 Prozent aus der Landwirtschaft. Die Aufnahme von stickstoffhaltigen Spezies aus der Atmosphaere kann durch eine Veraenderung der natuerlichen Stickstoffisotopenzusammensetzung im Pflanzengewebe in Abhaengigkeit von der Expositionsdauer, der Konzentration und der Stickstoffiosotopenzusammensetzung der zur Deposition beitragenden Spezies quantifiziert werden. Die Stickstoffisotopenzusammensetzung in Pflanzengeweben, bodenbuertigem Stickstoff und von NH3 in der Atmosphaere des Fichtelgebirges ist bekannt. Eine schnelle und zuverlaessige on-line Methodik zur Stickstoffisotopenbestimmung im Bereich natuerlicher Anreicherungen von NH3, NO und NO2 muss entwickelt werden. Um einer Messung mittels IR-MS zugaenglich zu werden, muessen die Spurengase quantitativ zu N2 umgesetzt werden. Die folgenden Umsetzungstechniken wurden entwickelt: (1) Oxidation von NH3 zu N2 an einer NiO Oberflaeche bei 1150 Grad Celsius und Reoxidation mit O2 vor jeder Analyse (11,7 bis 58,8 nmol NH3, plus/minus 0.20 Promille). (2) Reduktion von NO zu N2 an einer Ni Oberflaeche (16,7 bis 133,3 nmol NO, plus/minus 0,30 Promille. (3) NO2 wurde an einer Mo Oberflaeche zu NO reduziert und danach behandelt wie NO (26,0 bis 129,9 nmol NO2, plus/minus 1,15 Promille). Fuer eine Stickstoffisotopenbestimmung im Bereich natuerlicher Isotopenzusammensetzungen von NH3, NO and NO2 aus Umgebungsluft werden ca 100 l Luft benoetigt. Fixierungstechniken dieser Gase auf Molekularsieben und mittels Kuehlfallen befinden sich in der Entwicklungsphase. Die Adsorptionseigenschaften aus Umweltluft und die Charakteristika der thermischen Desorption von NH3, NO und NO2 muessen ermittelt werden. Spaeter folgt eine Analyse der Stickstoffiosotopenzusammensetzung von NH3, NO und NO2 in Umgebungsluft am Waldstein (Fichtelgebirge).
Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N5: Ammonium und Nitrataufnahme bei Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Pflanzenökologie durchgeführt. Im Mai 1996 wurde in fuenf Buchenbestaenden (Fagus sylvatica L.) im Alter zwischen 10 und 140 Jahren ein 15N-Tracer-Puls-Experiment begonnen, um die Auswirkungen kontinuierlicher atmosphaerischer Eintraege von Stickstoff (N) auf Laubwaldoekosysteme zu untersuchen. Ziel dieses Projektes ist es, aufbauend auf entsprechenden Untersuchungen im Rahmen frueherer BITOeK-Projekte an Fichtenbestaenden bzw aufbauend auf einem Vorversuch in einem 30 jaehrigen Buchen/Eichen-Mischbestand, (1) die Aufnahme von Mineral-N durch Buchen und Begleitvegetation; (2) die Fluesse und Umsetzungen von N im Buchenwaldoekosystem; (3) den saisonalen Effekt auf N-Aufnahme und Verteilungsmuster und (4) den Einfluss des Bestandesalters auf N-Aufnahme und Verteilungsmuster sowohl qualitativ als auch quantitativ zu klaeren. Die bisherigen Ergebnisse zeigen: (1) Buche nutzt Ammonium und Nitrat ueber die ganze Wachstumsperiode hinweg. Dies steht im Einklang mit den Ergebnissen aus Untersuchungen an Nadelwaeldern. Die untersuchten Buchenbestaende zeigen eine sehr geringe Deckung durch Bodenvegetation. In Fichtenwaeldern stellt die Begleitvegetation einen starken Konkurrenten um Mineral-N, insbesondere fuer Nitrat dar. Die Bodenvegetation spielt daher eine bedeutende Rolle in der Kompensation von N-Eintraegen in Fichtenwaelder. Eine spaerliche Bodenbedeckung in den Buchenbestaenden koennte daher Auswirkungen auf die Nitrataustraege haben. Im Gegensatz zu Fichte nutzt Buche mehr Nitrat als Ammonium. Es gibt gute Hinweise darauf, dass die N-Nutzung von Buchen insgesamt hoeher ist als die von Fichten. Eine hoehere N-Nutzung in Verbindung mit bevorzugter Nutzung von Nitrat koennte, zumindest zum Teil, hoehere Nitrifikationsraten in Laubwaldboeden sowie geringere Beitraege der Begleitvegetation an der N-Aufnahme kompensieren, verglichen mit Nadelwaldoekosystemen. Ein bedeutender Faktor fuer eine effektive Kompensation von N-Eintraegen auf Bestandesebene ist die Bestandesdichte, dh die lebende Biomasse pro Flaeche sein. Daher koennte den Laubbaeumen im Hinblick auf nachhaltiges Forstmanagement in Zukunft eine wichtige Rolle zukommen. (Forschungsbericht 1998).