Der Vorrat an organisch gebundenem Kohlenstoff im Boden steht im Zusammenhang mit vielen essenziellen Ökosystemdienstleistungen. Ein Rückgang dieses Vorrats kann auf eine Verschlechterung bzw. sogar auf den Verlust von Böden hindeuten. Daher wird ihm eine besondere Rolle als möglicher Indikator bei der Umsetzung der bodenbezogenen globalen Nachhaltigkeitsziele zugeschrieben. Mit dem organisch gebundenen Kohlenstoff im Boden (engl.: Soil Organic Carbon – SOC) sind viele wichtige Ökosystemdienstleistungen des Bodens wie die Filterung und Speicherung von Wasser, der Aufbau und Erhalt der Bodenstruktur, die Sicherung der Nährstoffversorgung sowie die Festlegung und der Abbau von Schadstoffen verbunden. Er spielt zudem eine wesentliche Rolle beim Klimaschutz – in Bodenprofilen der eisfreien Landoberfläche sind geschätzte 3000 Gigatonnen Kohlenstoff gebunden. Aber was passiert, wenn der Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff im Boden abnimmt? Ein Rückgang des SOC-Vorrates kann auf eine Verschlechterung bzw. sogar auf den Verlust von Land und Böden hindeuten. Hierzu gehören beispielsweise Wind- und Wassererosion, Verdichtung, verminderte Wasserspeicherung und Nährstoffverfügbarkeiten sowie der Verlust an Lebensraum für Bodenorganismen, die u.a. zu vermindertem Pflanzenwachstum und Ernteeinbußen führen können. Daher wird dem Vorrat an organischem Bodenkohlenstoff eine besondere Rolle als möglicher Indikator bei der Umsetzung der bodenbezogenen globalen Nachhaltigkeitsziele (engl. Sustainable Development Goals – SDGs ) zugeschrieben. Diese 17 globalen Nachhaltigkeitsziele und zugehörigen 169 Unterziele, welche die Armut beenden, den Planeten schützen und allen Menschen Wohlstand sichern sollen, wurden im September 2015 von den Vereinten Nationen verabschiedet. Aufgrund ihrer vielfältigen Funktionen werden Land und Böden direkt und indirekt von verschiedenen SDGs und Unterzielen adressiert. Zu nennen ist hier insbesondere das SDG-Unterziel 15.3 zur Erreichung einer „landdegradationsneutralen Welt“ bzw. „Welt ohne Nettobodenverlust“. Das Gutachten „Soil Organic Carbon – An Appropriate Indicator to Monitor Trends of Land and Soil Degradation within the SDG Framework?“ beleuchtet die Bedeutung des organisch gebundenen Kohlenstoffs und sein Potenzial als Indikator für Land- und Bodendegradation.
The 17 Sustainable Development Goals (SDGs) and related 169 Targets, adopted by the United Nations in September 2015, aim to end poverty, protect the planet, and to ensure prosperity for all. Due to their various functions, land and soil are addressed by several SDGs and Targets. However, soil related indicators for the implementation of the SDGs are still lacking.This report takes a close look at the importance of soil organic carbon (SOC) and illustrates challenges to be met and conditions to be created in order to establish the SOC stock as a globally relevant and feasible indicator for the implementation of the SDGs.
Das Projekt "Effect of drought on C cycling in the plant-soil system - which roles play lignin and lipids?" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Zürich, Geographisches Institut.Drought events are predicted to occur more frequently and for a longer duration due to climate change. Especially, severe droughts most likely increase in Central Europe during the summer season, when commonly plants actively grow. Due to this drought C uptake by plants and its translocation towards soil can be expected to decrease. Thus, this has a strong influence on the plant driven sequestration of C in soil and also drought might promote C loss in the soil. Furthermore, it remains questionable, if the plant-soil system can adapt to drought to further resist to severe droughts. Strong effects of drought were described for the regulation of lipid formation in plants including fatty acids as part of cell membranes and alkanes as part of the wax layer, whereas so far no information is available, if lipid incorporation into soils and lipid turnover therein is also influenced by drought. For another part of plant tissues like lignin a response on drought cannot be expected as lignin formation is not directly connected to the regulation of the stomata and the wax formation. However, as influences of drought on lignin and lipid cycling in the plant-soil system remain largely unknown, but they are part of intermediate stable C pool in soil, it should be known, whether drought might improve their mineralisation or storage in soils. In this proposal, we will determine CO2 uptake by plants, translocation of C from plants to soil and soil C fluxes of two different plant communities (grass and heath) that are exposed to a severe drought of 14 weeks under field conditions. Additionally, plots are differentiated that were previously exposed to annual drought or control conditions. C cycling is investigated under field conditions by help of a triple 13CO2 pulse labeling experiment and subsequent analyses of the isotope label in plant and soil samples. The whole experiment was performed under rainout shelters installed on the Bayreuth EVENT I experiment in summer 2011. Further, a laboratory experiment will be conducted, where under controlled conditions only soil moisture is regulated to drought and control conditions, respectively and via a continuous 13CO2 labeling C cycling in the plant-soil system is determined. All samples from the EVENT I experiment and the laboratory experiment will be analysed for their d13C isotopic values to trace the bulk C fluxes. In addition to the bulk C, lipids including fatty acids, alkanes and alcohols and lignin monomers will be monitored for the whole sample set to determine the regulation of lipid and lignin formation in plants under drought and especially to investigate the incorporation and mineralisation of bulk C and at a molecular level for lipids and lignin during the drought. This research will serve the following central goals: 1. Determine effect of increasing drought on C uptake by plants and bulk C, lipid and lignin translocation towards soil. usw.
