| AutorIn | | Name: | Jan Bockholt | Beurteilende(r)| Name: | Univ.Prof. Dr.phil. Sophie Zechmeister-Boltenstern | | Herkunftsbetrieb: | | | 1.Mitwirkender | | Name: | Dr. Michael Zimmermann | | Herkunftsbetrieb: | | | 2.Mitwirkender | | Name: | Dipl.-Geow. Dr.nat.techn. Andreas Schwen | | Herkunftsbetrieb: | | | Arbeit | | Typ der Arbeit: | Masterarbeit | | Sprache der Arbeit: | Englisch | | Titel der Arbeit in Originalsprache: | RAINFALL PARTITIONING AND SOLUTE FLUXES IN A PURE BEECH STAND AND THE EFFECT OF DROUGHTS AND HEAVY RAIN EVENTS AT PLOT SCALE | | Titel der Arbeit in deutsch: | Niederschlagsverteilung und Nährstoffflüsse in einem reinen Buchenbestand und der Effekt von Trockenstress und Starkniederschlägen. | | Titel der Arbeit in englisch: | | | Publikationsmonat: | 05.2014 | | Seitenanzahl: | 82 | | Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur | | AC-Nummer: | AC11695285 | | Abstract | | Abstract in Deutsch: | Im Zuge des Klimawandels wird ein Anstieg der Häufigkeit und Intensität von Starkniederschlägen und Dürreperioden erwartet. Dies könnte zu einer veränderten Bodenwasserdynamik und zur Nährstoffauswaschung in temperierten Waldökosystemen führen. In einem Feldversuch wurden Wasser- und Nährstoffflüsse in einem Buchenbestand (Fagus Sylvatica L.) untersucht. Mithilfe von Bewässerungsanlagen und Dächern wurden zwei Versuche mit unterschiedlicher Regen- und Trockenintensität sowie -frequenz durchgeführt. Der erste Versuch (T1) umfasste sechs, der zweite (T2) drei Trockenstress- und Bewässerungszyklen. Die Bestimmung der Wasserflüsse und des Nährstoffeintrags erfolgte mit Hilfe von Kronendurchlass- und Stammabflussmessungen. Zusätzlich wurden die Effekte von Austrocknung und Befeuchtung des Bodens mit Hilfe der Simulationssoftware HYDRUS-2D untersucht. Kronendurchlass (TF), Stammabfluss (SF) und Interzeptionsverlust (I) trugen einen Anteil von jeweils 59.5, 10.4 und 30.1 Prozent am Gesamtniederschlag. Der Nettoniederschlag wies eine Anreicherung der Nährstoffkonzentrationen für DOC, PO4-, SO42-, NO3-N, NO2-N und eine Abnahme für Cl-, TN und NH4-N auf. Signifikante Unterschiede zwischen LP, SW, TF, SF und Gesamtniederschlag wurden für NH4-N, NO3-N, TN, PO4- und DOC detektiert. T1 und T2 zeigten im Vergleich keine signifikanten Unterschiede der Nährstoffkonzentrationen. Für die längere Trockenphase mit stärkeren Niederschlägen nahm die Gesamtnährstoffverlagerung ab. Für einzelne Regenereignisse ergaben sich jedoch höhere Nährstoffverlagerungsraten, besonders für NO3-N. Die beste Modellgüte wurde bei der Simulation der Wasserflüsse des Kontrollfeldes (RMSE 0.02 cm3 cm-3) erreicht. Bei T1 (RMSE 0.03 cm3 cm-3) und T2 (RMSE 0.04 cm3 cm-3) nahm die Modellgüte im Vergleich jeweils ab. Wir vermuten, dass präferenzielle Fließpfade und Hydrophobizität durch Trocken- und Feuchtestress hervorgerufen wurden und eine akkurate Simulation der Wasserflüsse verhinderte. | | Abstract in Englisch: | Frequency and intensity of droughts and heavy rain events are predicted to increase because of climate change and might influence soil water dynamics and nutrient leaching in temperate forest ecosystems. We investigated nutrient leaching and water fluxes by means of a throughfall manipulation experiment in a pure beach stand (Fagus Sylvatica L.) for 6 months. By installing roofs and an irrigation system we applied two treatments of different rain and drought frequencies and intensities. Treatment 1 (T1) received 6 drought-stress cycles and treatment 2 (T2) received 3 drought-stress cycles. After each drought-stress cycle we irrigated the soil with 75 l m-2 (T1) and 150 l m-2 (T2), respectively. The determination of water fluxes and nutrient input to the control plot was assessed by throughfall (TF) and stemflow (SF) measurements. Litter percolate (LP) and soil water (SW) were measured biweekly. Additionally, the effect of drying and rewetting was simulated by using the soil water model HYDRUS-2D. TF, SF and interception accounted for 59.5%, 10.4% and 30.1% of total precipitation, respectively. Net rainfall enrichment was found for DOC, PO4-, SO42, NO3-N and NO2-N, whereas Cl-, TN and NH4-N showed depletion. Significant differences in nutrient concentration were found among LP, SW, TF, SF and bulk precipitation for the control plot but not for T1 and T2. Cumulative nutrient fluxes were found to decrease with longer droughts and higher rainfall intensities, whereas for single rain events an elevated nutrient translocation was found particular for NO3-N. Simulated water contents revealed best results for the control plot (RMSE 0.02 cm3 cm-3), whereas the goodness-of-fit between modeled and observed water content decreased for T1 (RMSE 0.03 cm3 cm-3) and T2 (RMSE 0.04 cm³ cm-3). We presume that drying and rewetting resulted in preferential flow and soil water repellency which could not be projected accurately by the soil water simulations. | | Schlagworte | | Schlagwörter Deutsch: | Starkniederschläge, Trockenstress, Nährstoffauswaschung, HYDRUS simulation | | Schlagwörter Englisch: | heavy rain events, droughts, nutrient leaching, HYDRUS siumulation | | Sonstiges | | Signatur: | D-16954 | | Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H91100 Institut für Bodenforschung (IBF) | |
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