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Ermittlung von Dekompositionsraten mittels des Tea Bag Index in einem subtropischen Waldökosystem in China

Käppeler, Kathrin Maria (2017) Ermittlung von Dekompositionsraten mittels des Tea Bag Index in einem subtropischen Waldökosystem in China.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Glatzel, Stephan

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DOI: 10.25365/thesis.46630
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-28817.87810.328669-9

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Abstract in German

Dekompositionsprozesse sind maßgeblich an den Kohlenstoff- und Nährstoffumsätzen in ter-restrischen Ökosystemen beteiligt. Während die Primärproduktion von Pflanzen CO2 aus der At-mosphäre festsetzt, wird CO2 durch die Dekomposition im Boden freigesetzt. Die Geschwindig-keit der Dekomposition hängt von verschiedenen abiotischen und biotischen Einflussfaktoren ab und variiert dadurch in verschiedenen Ökosystemen. In einem subtropischen Waldökosystem in China wurden im Rahmen des BEF-China-Forschungs-projekts Dekompositionsraten mittels des Tea Bag Index nach der Methode von KEUSKAMP et al. (2013) ermittelt. Dafür wurden zwei Teesorten – Grüntee und Rooibostee –als Substrate ver-wendet, welche die Laubstreu repräsentieren. Es stellte sich heraus, dass die Streuqualität von entscheidender Bedeutung in Bezug auf die Umsetzgeschwindigkeit und die prozentuale Zerset-zung des Materials ist. Grüntee wurde nach einer Inkubation von 90 Tagen im Boden durch-schnittlich zu 76 % zersetzt, während Rooibostee durchschnittlich zu 22 % zersetzt wurde. Zusätzlich wurden die Zersetzungsraten des Tees in Zusammenhang mit potentiellen Einflusspa-rametern im Untersuchungsgebiet gebracht und analysiert. Zur Verfügung standen plotbasierte Daten zu pH-Wert, TOC (Total Organic Carbon), N (Stickstoff) sowie zur Hangneigung, Höhen-lage, Exposition und weitere topographische Parameter. Die Auswertung mittels Klassifikationsbäumen (Classification And Regression Trees, CART und Classification And Regression Training, CART) ergab, dass Stickstoff im umgebenden Boden der einflussreichste Parameter ist. Dies wurde durch die Auswertung der Rangkorrelationskoeffi-zienten ρ nach Spearman bestätigt. Hohe Stichstoffgehalte im Boden sind für eine hohe A-bundanz und Aktivität der Bodenorganismen verantwortlich und ermöglichen dadurch eine schnellere Dekomposition. Hohe Temperaturen und eine hohe relative Luftfeuchtigkeit beein-flussen die Zersetzung ebenfalls positiv. Des Weiteren wurden verschiedene Standorte inner-halb der Plots verglichen. Totholz oder lebende Bäume in unmittelbarer Umgebung beeinflussen die Dekomposition der Streu demnach nicht signifikant. Die Ermittlung von Dekompositionsraten mittels des Tea Bag Index soll eine globale Vergleich-barkeit schaffen. Die Methode ist jedoch kritisch zu bewerten, da sie in ihrer Aussagekraft stark limitiert ist. Schwankungen in den Umweltbedingungen, v. a. Temperaturänderungen während der Inkubationszeit, können Verzerrungen der Dekompositionsrate k hervorrufen. Dadurch ist der Zeitpunkt der Durchführung des Experimentes entscheidend und eine globale Vergleichbar-keit aufgrund der Saisonalität nicht möglich. Es wird vorgeschlagen Dekompositionsraten wei-terhin mit Litterbags mit Laubstreu aus dem jeweiligen Ökosystem zu ermitteln. Dadurch können aussagekräftigere Daten zur Dekomposition im Ökosystem gewonnen werden.

Schlagwörter in Deutsch

Dekomposition / Zersetzungsraten / Tea Bag Index / Kohlenstoffdioxid / Subtropen in China

Abstract in English

Decomposition processes control carbon and nutrient turnover in terrestrial ecosystems and thus play an important role in terrestrial ecosystems. While primary production of plants accu-mulates CO2 from the atmosphere, CO2 is released by decomposition in soils. The speed of de-composition depends on different abiotic and biotic influencing factors and thus varies in differ-ent ecosystems. Decomposition rates were calculated in a subtropical forest ecosystem in China using a method by KEUSKAMP et al. (2013), so-called Tea Bag Index. The experiment is part of the BEF-China re-search project. Two types of tea – green tea and rooibos tea – were used as substrates, which represent the leaf litter. It turned out that the litter quality is crucial in terms of the decomposi-tion rate. Green tea was decomposed by an average of 76 % after an incubation of 90 days in the soil, while rooibos tea was decomposed by an average of 22%. In addition, the decomposition rates of the tea were investigated and analyzed regarding poten-tial influencing parameters. Plot-based data were available for pH, TOC (total organic carbon), N (nitrogen), slope, altitude and exposure, as well as other topographical parameters. The evaluation by classification and regression trees (CART) and classification and regression training (CARET) revealed that nitrogen in surrounding soils is the most influential parameter. This was confirmed by rank correlation coefficient ρ (Spearman). High concentrations of N in soils are responsible for high abundance and activity of soil organisms, and thus enable a faster decomposition. Additionally, high temperatures and high relative humidity influence the decom-position positively. Furthermore, different locations within the plots were compared. Deadwood or living trees in immediate vicinity do not significantly influence the decomposition of litter. Determination of decomposition rates using the Tea Bag Index is intended to create global com-parability. The method, however, is to be assessed critically since it is strongly limited in its power of expression and comparability. Variations in environmental conditions, in particular temperature changes during the incubation period, can cause distortions of the decomposition rate k. Therefore, the date of the experiment is decisive and a global comparability is not possi-ble due to seasonality. It is suggested to determine decomposition rates with litter bags with foliage from the ecosystem of interest. In this way, more accurate data for decomposition in a specific ecosystem can be obtained.

Schlagwörter in Englisch

Decomposition / Tea Bag Index / Carbon dioxide / Subtropics in China

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Käppeler, Kathrin Maria
Title: Ermittlung von Dekompositionsraten mittels des Tea Bag Index in einem subtropischen Waldökosystem in China
Subtitle: BEF-China-Forschungsprojekt
Umfangsangabe: XVII, 83 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Geographie
Publication year: 2017
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Glatzel, Stephan
Assessor: Glatzel, Stephan
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.95 Umweltgeologie, Geoökologie
AC Number: AC13714193
Item ID: 46630
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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