Читать книгу Jahrbuch der Baumpflege 2021 - Группа авторов - Страница 63

Um die genannte Hypothese überprüfen zu können, muss die Belüftungssituation des Bodens beurteilt werden. Übliche bodenphysikalische Strukturparameter wie die Lagerungsdichte oder das Porenvolumen charakterisieren die Transportkapazität eines Bodens für Gase nur unzureichend. Dies mag das Beispiel einer auf den Boden gelegten Folie verdeutlichen: Ohne nennenswerte Änderung bodenphysikalischer Strukturparameter wird der Gastransport in den Boden unterbunden. So einen Plastikfolieneffekt finden wir häufig infolge von Verschmierungen der Bodenoberfläche oder infolge oberflächennaher Strukturstörungen.

Zur Charakterisierung der Belüftungssituation bieten sich zwei Messgrößen an:

 der Gasdiffusionskoeffizient des Bodens (DS/D0) und

 die Kohlendioxidkonzentration der Bodenluft.

Für den Gasaustausch zwischen der Bodenluft und der freien Atmosphäre ist die Diffusion der bedeutendste Transportprozess (GLINSKI und STEPNIEWSKI 1985). Der Gasdiffusionskoeffizient gibt Auskunft darüber, um wie viel die Geschwindigkeit der Gasdiffusion durch den Boden im Vergleich zur Diffusion durch die freie Atmosphäre verringert ist. Ein Gasdiffusionskoeffizient (DS/D0) des Bodens von beispielsweise 0,1 besagt, dass der Gasfluss durch diesen Boden bei gleichem Konzentrationsgradienten 10 % des Gasflusses in der freien Atmosphäre beträgt. Der Gasdiffusionskoeffizient wird bestimmt, indem gemessen wird, wie schnell ein Tracer gas in den Boden bzw. durch eine ungestörte Boden probe diffundiert. Damit steht ein aussagekräftiger Parameter zur Beurteilung der Belüftungssituation des Bodens zur Verfügung.

Als ein einfaches Verfahren zur Beurteilung der Belüftungssituation hat sich die Messung der CO₂-Konzentration im Wurzelraum erwiesen. Obwohl hohe CO₂-Konzentrationen theoretisch auch auf hohe Produktionsraten hinweisen können, konnten in zahlreichen Untersuchungen hohe Respirationsraten nur dann gemessen werden, wenn das produzierte CO₂ auch entsorgt werden kann (SCHACK-KIRCHNER 1994, GAERTIG et al. 2002). QI et al. (1994), BURTON et al. (1997) sowie MCDOWELL et al. (1999) konnten sogar nachweisen, dass hohe CO₂-Konzentrationen im Boden die Wurzelrespiration von Baumwurzeln hemmen.

In Abbildung 1 ist der Zusammenhang zwischen dem Gasdiffusionskoeffizienten (DS/D0) des Oberbodens und der CO₂-Konzentration der Bodenluft in 5 cm Tiefe an verschiedenen Standorten in drei Vegetationszeiten dargestellt. Die CO₂-Konzentration der Bodenluft wird offensichtlich maßgeblich vom Gasdiffusionskoeffizienten gesteuert. Solange sich die Gasdurchlässigkeit des Oberbodens oberhalb einer kritischen Grenze befindet, liegen die CO₂-Konzentrationen der Bodenluft unter 0,6 %. Sinkt der Gasdiffusionskoeffizient des Bodens auf Werte unter 0,08 bis 0,06 steigt die CO₂-Konzentration in der Bodenluft exponentiell mit der Abnahme des Gasdiffusionskoeffizienten (vgl. GAERTIG 2001).

Abbildung 1: Zusammenhang zwischen dem Gasdiffusionskoeffizienten (D _S /D ₀ ) und der Konzentration der Bodenluft in 5 cm Bodentiefe