Ermittlung der (potenziell) zu erwartenden Signalstärke von ...

Signalstärke von Bodenveränderungen
In einer der seltenen Untersuchungen von Elementbudgets einzelner Plots (im
Gegensatz zu Einzugsgebietsstudien) haben Ukonmaanaho et al. (2001) untersucht,
welcher Anteil der Schwermetalleinträge in der Humusauflage gebunden wird. Dies
ist für die Detektion von Veränderungen im Rahmen der BZE II entscheidend, da bei
der BZE I nur Vorräte in der organischen Auflage untersucht wurden. Sie kamen
dabei zu dem Ergebnis, dass auf den untersuchten Flächen 65 bis 81 % der Cu-
Einträge in der Humusauflage gebunden wurden, wo sie vermutlich stabile
metallorganische Komplexe bilden. Blei wurde dagegen stärker im Mineralboden
gebunden. Nur 30 und 50 % der Einträge verblieben in der Humusauflage und im
oberstem Mineralboden. Die gleichen Autoren fanden bei Zink sowohl Speicherung
von bis zu 40 % der Einträge als auch Auswaschung aus der Humusauflage.
Bergkvist et al. (1989) berichten aus Südschweden, dass über 70 % der Zink-
Einträge aus Deposition und Streufall in Humusauflage und oberstem Mineralboden
gebunden wurden.
Auf den von Ukonmaaanaho et al. (2001) untersuchten Flächen verblieben zwischen
50 % und 78 % der Cadmium-Einträge in der Humusauflage. Ein Großteil davon
nahm in austauschbarer, pflanzenverfügbarer Form am Stoffkreislauf der Plots teil.
Im Gegensatz dazu wurde Cadmium aus dem oberen Mineralboden (0-20 cm)
ausgewaschen. Eine Auswaschung aus dem obersten Mineralboden könnte auch die
wesentlich geringere Netto-Retention von 16 % in Humusauflage und oberstem
Mineralboden erklären, die et al. (1989) in Südschweden fanden – hier wurden bei
der Erstellung der Elementbudgets Auflage und oberster Mineralboden zusammen
erfasst.
Zur Abschätzung der potentiellen Änderungsraten und ihrer Detektierbarkeit in
zwanzig Jahren kann man daher modellhaft von einer Speicherung von 50 % der
Blei-Einträge und 80 % der Kupfer-Einträge in der Humusauflage ausgehen. Unter
der Annahme eines maximalen Blei-Eintrages von 100 g ha -1 a -1 (nach
Modellrechnungen von Dutchak und Ilyin, 2005) könnten somit ca. 1000 g ha -1 Pb in
zwanzig Jahren in der Humusauflage gebunden werden. Dieser (hohe) Wert liegt in
allen Straten unterhalb der kritischen Differenz für die Detektion von Veränderungen.
Nimmt man die wesentlich höheren gemessenen Werte aus den siebziger und
achtziger Jahren bei Bergkvist et al. (1989, siehe Tab. 33) als Grundlage der
Schätzung, könnte die Änderung um das zweifache über der kritischen Differenz
liegen. Damit wäre die potentielle Änderung zumindest in einigen Straten
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