Humusauflagen von Waldböden speichern eine Reihe natürlicher, kosmogener und künstlicher Radionuklide. Da der Zeitpunkt des Eintrags, die Eintragsmenge sowie die Umwandlungszeitkonstante für die Mehrzahl der Radionuklide bekannt sind, gibt die Ermittlung der Tiefenverteilung und der zeitabhängigen Verlagerung von Radionukliden mittels hochauflösender Low-level-Gammaspektrometrie Aufschluss über Transferprozesse im Boden. Die Migrationseigenschaften verschiedener Elemente in der ungesättigten Bodenzone wurden mit Hilfe ihrer radioaktiven Isotope sehr spezifisch untersucht. Die Migration der Mehrzahl der eingetragenen Radionuklide findet, infolge ihrer Einbindung in Metall-Organische-Chelat-Komplexe, gekoppelt an die Umsatzprozesse der organischen Substanz und deren Tiefenverlagerung durch Mikroorganismen statt. Auf diese Weise ist der Migrationspfad von Organikmolekülen während ihres Abbau- bzw. Umwandlungsprozesses durch atmosphärisch eingetragene Radionuklide markiert. In Verbindung mit dem Zeitgesetz des radioaktiven Zerfalls und der Eintragsmodalitäten der Radionuklide wurden Datierungen zur Widerspiegelung der zeitlichen Abläufe von Bodenprozessen durchgeführt. Das so ermittelte Alter organischer Horizonte stellt ein Maß für die Abbaugeschwindigkeit des organischen Materials dar.

Der Bericht enthält einen Vergleich von Kohlenstoff-Vorräten in Böden, die unter Nutzung von atmosphärischen Messungen und Bodenprobenahmen bestimmt wurden. Danach sind Bodenproben allein zur zeitnahen Erkennung von Veränderung nicht geeignet. Ein detailliertes Konzept für das Monitoring der Kohlenstoff-Vorräte in land- und forstwirtschaftlich genutzten Böden wurde entwickelt. Dieses beinhaltet die Harmonisierung von Zeitpunkten und Tiefen der Bodenprobenahmen sowie die kontinuierliche Fortsetzung der atmosphärischen Messungen. Der Bericht richtet sich an Fachbehörden und Wissenschaft. Redaktionsschluss: 03.02.2021

Humusauflagen von Waldböden speichern eine Reihe natürlicher, kosmogener und künstlicher Radionuklide. Da der Zeitpunkt des Eintrags, die Eintragsmenge sowie die Umwandlungszeitkonstante für die Mehrzahl der Radionuklide bekannt sind, gibt die Ermittlung der Tiefenverteilung und der zeitabhängigen Verlagerung von Radionukliden mittels hochauflösender Low-level-Gammaspektrometrie Aufschluss über Transferprozesse im Boden. Die Migrationseigenschaften verschiedener Elemente in der ungesättigten Bodenzone wurden mit Hilfe ihrer radioaktiven Isotope sehr spezifisch untersucht. Die Migration der Mehrzahl der eingetragenen Radionuklide findet, infolge ihrer Einbindung in Metall-Organische-Chelat-Komplexe, gekoppelt an die Umsatzprozesse der organischen Substanz und deren Tiefenverlagerung durch Mikroorganismen statt. Auf diese Weise ist der Migrationspfad von Organikmolekülen während ihres Abbau- bzw. Umwandlungsprozesses durch atmosphärisch eingetragene Radionuklide markiert. In Verbindung mit dem Zeitgesetz des radioaktiven Zerfalls und der Eintragsmodalitäten der Radionuklide wurden Datierungen zur Widerspiegelung der zeitlichen Abläufe von Bodenprozessen durchgeführt. Das so ermittelte Alter organischer Horizonte stellt ein Maß für die Abbaugeschwindigkeit des organischen Materials dar.

The effects of reafforestation with seedlings of spruce, birch, mountain-ash, beech and larch, partially in combination with liming and removal of the topsoil layer before planting, on the community of saprophagous invertebrates (lumbricids, enchytraeids, oribatids, collembolans) were examined. The study area was located on plateau sites of the eastern Ore Mountains (Saxonia, Germany). Investigations were carried out on study sites exposed to high sulphur dioxide immissions and reforested 3 respectively 10 years ago. Invertebrates were sampled by the extraction of soil cores and by the ?electro-octett-method? (lumbricids). Additionally, the ?minicontainer method? was used to investigate decomposition rates of different types of litter. On the control area, a diedback spruce stand, the decomposer community showed high adaptations to the acidic soil substrate and was dominated by few enchytraeid species. Long-termed loss of tree shelter, liming and topsoil removal before planting resulted in a severe decline of most saprophagous species. However, changes in invertebrate community pattern due to different plantations were not found. A comparison of leaf and needle litter decomposition rates resulted in the following order: birch (k = 0.50) > mountain-ash (0.40) > spruce (0.30) >> larch (0.12). Considering all investigated taxa, the metabolic decomposing capacity of the larch litter reached 39 %, that the spruce litter 54 % of the foliage litter results. / Anläßlich des kompletten Ausfalls der Fichte in den extrem immissionsbelasteten Kammlagen des Osterzgebirges (Sachsen) wurden im Rahmen eines interdisziplinären Verbundprojektes verschiedene Waldbaukonzepte hinsichtlich ihrer Einflüsse auf die saprophage Invertebratenfauna (Enchytraeidae, Lumbricidae, Oribatida, Collembola) untersucht. Zur Disposition standen Verfahren zur Waldneugründung (Kulturparzellen mit Reihenpflanzung von Birke, Eberesche oder Fichte; zusätzlich waldbaulich unbeeinflußte Sukzessionsparzellen) und zum Waldumbau (Kulturparzellen mit Reihenpflanzung von Buche oder Lärche nach Abtrieb und flächigem Oberbodenabschub). Ein absterbender Fichtenreinbestand in fortgeschrittener Auflösung diente als Referenz- bzw. Korrelationsmaßstab. Die Erfassung der Mesofauna erfolgte über die Extraktion von Stechrohrproben. Lumbriciden wurden mit der Elektrooktett-Methode aufgenommen. Neben der flächenbezogenen Datenerfassung wurden 1.200 mit Blattstreu von Birke, Eberesche, Fichte und Lärche befüllte Minicontainer über 19 Monate auf einer Sukzessionsparzelle exponiert, um substratspezifische Abbaugeschwindigkeiten zu ermitteln und faunistische Sukzessionsverläufe zu studieren. Die Referenzfläche zeichnete sich durch eine stark enchytraeendominierte Zersetzergemeinschaft aus, die deutliche Anzeichen einer kalkungsbedingten Überprägung erkennen ließ. Der Enchytraeenanteil an den potentiellen Umsatzleistungen der untersuchten Destruententaxa (berechnet über metabolische Äquivalenzwerte) lag bei über 90 %. Hiervon ausgehend zeigten die Zersetzergemeinschaften der Versuchsanlagen "Waldneugründung" und "Waldumbau" stark divergierende Entwicklungsrichtungen. Als ausschlaggebende Faktoren konnten Schirmverlust, Kalkung und Oberbodenbeseitigung wahrscheinlich gemacht werden. Dagegen waren Einflüsse der unterschiedlichen Kulturbaumarten kaum nachzuweisen. Die streuspezifischen Dekompositionsgeschwindigkeiten unterschieden sich wie folgt: Birke (k = 0,50) > Eberesche (0,40) > Fichte (0,30) >> Lärche (0,12). Diese vergleichsweise geringen Abbauraten stehen überwiegend mit dem rauhen Montanklima in Zusammenhang. Enchytraeen besiedelten alle Streutypen zügig, während Collembolen vor allem die Ebereschenstreu verzögert aufsuchten und mit geringster Dichte bevölkerten. Oribatiden zeigten die geringste Besiedlungsgeschwindigkeit und hatten wie die Enchytaeen in der Laubstreu signifikant höhere Wohndichten. Nur Steganacarus spinosus zeigte eine besondere Affinität für Nadelstreu. Das metabolische Leistungspotential des Destruentenbesatzes der Lärchenstreu erreichte 39 %, das der Fichtenstreu 54 % der Laubstreuresultate.

In der Umwelt vorkommende Radionuklide wurden als Tracer für Migrationsverhalten verwendet. Low-level-γ-Spektrometrie und zusätzliche Plutoniumanalysen ermöglichten den Nachweis sehr geringer Konzentrationen radioaktiver Nuklide. Der atmosphärische Eintrag wurde über Regenwasser- und Staubfilterproben gemessen. Untersuchungen an Filterstäuben ermöglichten eine nachträgliche Charakterisierung der Eintragssituation vor und nach dem Tschernobyl-Unfall im Freiberger Raum. Die Radionuklidtiefenverteilungen in Fichtenwald- und Hochmoorböden und deren weiterführende Analyse erlaubten Aussagen zum Stofftransport und zu bodenbildenden Prozessen. Die Migrationsdynamik in weitgehend ungestörten Hochmooren unterscheidet sich von der anthropogen überprägter Moore. Die Eignung verschiedener Radionuklide zur Datierung bzw. zeitlichen Markierung von Moorbodenschichten und damit zur Verwendung in der Moorstratigraphie wurde geprüft. Eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse verschiedener Datierungs- und Markierungsmethoden zeigte sich v. a. für die Profile der ungestörten, rezent wachsenden ombrogenen Hochmoore.

The effects of reafforestation with seedlings of spruce, birch, mountain-ash, beech and larch, partially in combination with liming and removal of the topsoil layer before planting, on the community of saprophagous invertebrates (lumbricids, enchytraeids, oribatids, collembolans) were examined. The study area was located on plateau sites of the eastern Ore Mountains (Saxonia, Germany). Investigations were carried out on study sites exposed to high sulphur dioxide immissions and reforested 3 respectively 10 years ago. Invertebrates were sampled by the extraction of soil cores and by the ?electro-octett-method? (lumbricids). Additionally, the ?minicontainer method? was used to investigate decomposition rates of different types of litter. On the control area, a diedback spruce stand, the decomposer community showed high adaptations to the acidic soil substrate and was dominated by few enchytraeid species. Long-termed loss of tree shelter, liming and topsoil removal before planting resulted in a severe decline of most saprophagous species. However, changes in invertebrate community pattern due to different plantations were not found. A comparison of leaf and needle litter decomposition rates resulted in the following order: birch (k = 0.50) > mountain-ash (0.40) > spruce (0.30) >> larch (0.12). Considering all investigated taxa, the metabolic decomposing capacity of the larch litter reached 39 %, that the spruce litter 54 % of the foliage litter results. / Anläßlich des kompletten Ausfalls der Fichte in den extrem immissionsbelasteten Kammlagen des Osterzgebirges (Sachsen) wurden im Rahmen eines interdisziplinären Verbundprojektes verschiedene Waldbaukonzepte hinsichtlich ihrer Einflüsse auf die saprophage Invertebratenfauna (Enchytraeidae, Lumbricidae, Oribatida, Collembola) untersucht. Zur Disposition standen Verfahren zur Waldneugründung (Kulturparzellen mit Reihenpflanzung von Birke, Eberesche oder Fichte; zusätzlich waldbaulich unbeeinflußte Sukzessionsparzellen) und zum Waldumbau (Kulturparzellen mit Reihenpflanzung von Buche oder Lärche nach Abtrieb und flächigem Oberbodenabschub). Ein absterbender Fichtenreinbestand in fortgeschrittener Auflösung diente als Referenz- bzw. Korrelationsmaßstab. Die Erfassung der Mesofauna erfolgte über die Extraktion von Stechrohrproben. Lumbriciden wurden mit der Elektrooktett-Methode aufgenommen. Neben der flächenbezogenen Datenerfassung wurden 1.200 mit Blattstreu von Birke, Eberesche, Fichte und Lärche befüllte Minicontainer über 19 Monate auf einer Sukzessionsparzelle exponiert, um substratspezifische Abbaugeschwindigkeiten zu ermitteln und faunistische Sukzessionsverläufe zu studieren. Die Referenzfläche zeichnete sich durch eine stark enchytraeendominierte Zersetzergemeinschaft aus, die deutliche Anzeichen einer kalkungsbedingten Überprägung erkennen ließ. Der Enchytraeenanteil an den potentiellen Umsatzleistungen der untersuchten Destruententaxa (berechnet über metabolische Äquivalenzwerte) lag bei über 90 %. Hiervon ausgehend zeigten die Zersetzergemeinschaften der Versuchsanlagen "Waldneugründung" und "Waldumbau" stark divergierende Entwicklungsrichtungen. Als ausschlaggebende Faktoren konnten Schirmverlust, Kalkung und Oberbodenbeseitigung wahrscheinlich gemacht werden. Dagegen waren Einflüsse der unterschiedlichen Kulturbaumarten kaum nachzuweisen. Die streuspezifischen Dekompositionsgeschwindigkeiten unterschieden sich wie folgt: Birke (k = 0,50) > Eberesche (0,40) > Fichte (0,30) >> Lärche (0,12). Diese vergleichsweise geringen Abbauraten stehen überwiegend mit dem rauhen Montanklima in Zusammenhang. Enchytraeen besiedelten alle Streutypen zügig, während Collembolen vor allem die Ebereschenstreu verzögert aufsuchten und mit geringster Dichte bevölkerten. Oribatiden zeigten die geringste Besiedlungsgeschwindigkeit und hatten wie die Enchytaeen in der Laubstreu signifikant höhere Wohndichten. Nur Steganacarus spinosus zeigte eine besondere Affinität für Nadelstreu. Das metabolische Leistungspotential des Destruentenbesatzes der Lärchenstreu erreichte 39 %, das der Fichtenstreu 54 % der Laubstreuresultate.

In der Umwelt vorkommende Radionuklide wurden als Tracer für Migrationsverhalten verwendet. Low-level-γ-Spektrometrie und zusätzliche Plutoniumanalysen ermöglichten den Nachweis sehr geringer Konzentrationen radioaktiver Nuklide. Der atmosphärische Eintrag wurde über Regenwasser- und Staubfilterproben gemessen. Untersuchungen an Filterstäuben ermöglichten eine nachträgliche Charakterisierung der Eintragssituation vor und nach dem Tschernobyl-Unfall im Freiberger Raum. Die Radionuklidtiefenverteilungen in Fichtenwald- und Hochmoorböden und deren weiterführende Analyse erlaubten Aussagen zum Stofftransport und zu bodenbildenden Prozessen. Die Migrationsdynamik in weitgehend ungestörten Hochmooren unterscheidet sich von der anthropogen überprägter Moore. Die Eignung verschiedener Radionuklide zur Datierung bzw. zeitlichen Markierung von Moorbodenschichten und damit zur Verwendung in der Moorstratigraphie wurde geprüft. Eine gute Übereinstimmung der Ergebnisse verschiedener Datierungs- und Markierungsmethoden zeigte sich v. a. für die Profile der ungestörten, rezent wachsenden ombrogenen Hochmoore.

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