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Die organische Bodensubstanz ist für zahlreiche Funktionen des Bodens von zentraler Bedeutung. Wie lange Kohlenstoff im Boden verbleibt, ist dabei zwar entscheidend, bisher aber nur schlecht verstanden. Samuel Abiven und sein Team wollen das Verständnis für die Dynamik des Bodenkohlenstoffs erhöhen. Insbesondere beschäftigen sie sich mit der Reaktion der organischen Bodensubstanz auf den Klimawandel und auf Änderungen der Landnutzung.

Lay summary

Die organische Bodensubstanz besteht aus einem bunten Gemisch von Molekülen, die von Überresten von Pflanzen stammen, aber auch von Mikroorganismen, die diese Überreste im Boden zersetzen und neu zusammensetzen. Die organische Bodensubstanz beinhaltet einen wichtigen Teil des Kohlenstoffs, global mengenmässig fast dreimal so viel, wie in der Atmosphäre in Form von Kohlendioxid und Methan enthalten ist. Im Boden wird der Kohlenstoff jedoch viel langsamer umgesetzt als in der Atmosphäre oder mit der pflanzlichen Biomasse. Böden können deshalb eine Senke für Kohlenstoff sein, aber ebenso eine Quelle, wenn sich die Bedingungen ändern und der Abbau beschleunigt wird. Der Klimawandel beispielsweise kann die Aktivität der Mikroorganismen verändern, aber auch die Struktur der organischen Bodensubstanz. Änderungen in der Landnutzung können die physikochemischen Eigenschaften des Bodens verändern, aber auch die Art des Streuematerials, das in den Boden gelangt. Die Untersuchungen erfolgen koordiniert zusammen mit den Forschungsteams von Frank Hagedorn (WSL) und Tim Eglinton (ETH Zürich).

 
Die Entwicklung der organischen Bodensubstanz, die diesen Veränderungen unterliegt, lässt sich heute nur schwer charakterisieren. Sie hängt wesentlich von der Anfälligkeit der organischen Bodensubstanz auf diese Veränderungen ab. Das Projekt untersucht die Anfälligkeit von Böden, die – wie etwa Waldböden – über einen sehr hohen Anteil an organischer Substanz verfügen und deshalb ein höheres Risiko aufweisen, als Folge von Klima- und Landnutzungsänderungen Bodensubstanz zu verlieren. Das Team sucht dabei nach Möglichkeiten, die Anfälligkeit der Böden anhand ihrer Eigenschaften zu erkennen. Dadurch soll möglich werden, die am meisten gefährdeten Böden zu identifizieren und geeignete Schutzmassnahmen zu ergreifen.