PDF / 53,9 MB - Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft

Bericht des Instituts für Agrarrelevante Klimaforschung (AK)
In Kombination mit einem Chemilumineszenz-Detektor (CLD),
einem Ultraschall-Anemometer sowie einer Kalibriereinheit mit
entsprechenden Eichgasen wird das System derzeit auf die Möglichkeit
von Flussratenbestimmungen auf Basis der Eddy-Kovarianz-Methode
(EC) getestet. Das im TRANC entstandene NO wird
im CLD mit einer Frequenz von 20 Hz bestimmt und kann so mithilfe
der Anemometer-Daten über den turbulenten Luftaustausch
zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre als Basis für Flussberechnungen
herangezogen werden. Die Kalibrierung des TRANC
erfolgt mit einem Multigas-Kalibrator, der NO und NO 2 in Konzentrationen
zwischen 0 und 150 ppbv bereitstellt. NO 2 wird zur
Bestimmung der Konversionseffizienz des Konverters verwendet.
Lachgas (N 2 O) wird im TRANC nicht zu NO umgewandelt und
kann daher nicht bestimmt werden.
Diverse Validierungskampagnen sind bereits mit dem TRANC in
der jetzigen Konfiguration bzw. mit Vorgängermodellen durchgeführt
worden. Da es keine andere marktgängige Methode zur
Messung von N r gibt, sind jeweils die Summen der Konzentrationsmessungen
einzelner N-Spezies aus etablierten Messverfahren
in die Validierungsstudien eingegangen.
Abb. 5 zeigt beispielhaft die Korrelation (r 2 = 0.85) der mit dem
TRANC gemessenen Halbstundenmittel der N r -Konzentrationen
mit der Summe aus einzelnen Messverfahren erhaltener Konzentrationen
der quantitativ wichtigsten N-Spezies, welche im Rahmen
einer Tagesmesskampagne am Agrarstandort Oensingen in
der Schweiz ermittelt wurden. Die NO x -Konzentrationen wurden
ebenfalls mithilfe eines CLDs gemessen, NH 3 und HNO 3 mithilfe
eines Denuder-Systems mit anschließender Ionenchromatographie
sowie das partikuläre NH 4 NO 3 mit einem Steam-Jet-Kollektor
mit ebenfalls anschließender Ionenchromatographie.
30-min Mittel von N [ppbv]
r
42
40
30
20
10
TRANC vs. CLD+GRAEGOR
y = 0,99x+1,5
2
r = 0,85
RMSE = 3,426
n = 23
0
0 10 20 30 40
30-min Mittel der Σ(NO , NH , HNO , pNH NO ) [ppbv]
X 3 3 4 3
Abb. 5: Korrelation der mit dem TRANC gemessenen Halbstundenmittel
der N r -Konzentrationen mit der Summe aus einzelnen Messverfahren
erhaltenen Konzentrationen der quantitativ wichtigsten
N-Spezies ermittelt im Rahmen einer Tagesmesskampagne am
Agrarstandort Oensingen, Schweiz – Correlation of 30-min means
of N r with the sum of quantitatively relevant and most abundant Nspecies
from different techniques; the campaign was conducted at
an agricultural research site near Oensingen, Switzerland
Gute Übereinstimmungen mit etablierten Messverfahren für
einzelne N-Spezies im Rahmen der bislang durchgeführten Validierungskampagnen
zeigen, dass der TRANC verlässliche Ergeb-
nisse liefert und somit als neue Messmethode gerade im Bereich
intensiv gedüngter Agrarstandorte sowie im Einflussbereich von
Tierhaltungsanlagen, an denen erhöhte N r -Emissionen und Depositionen
auftreten, eingesetzt werden kann. In Kombination
mit einem CLD und Ultraschall-Anemometer bietet der TRANC
die Möglichkeit zur permanenten Flussbestimmung von N r zwischen
Biosphäre und Atmosphäre und hat somit den großen
Vorteil, dass eine nachgelagerte Laboranalytik entfällt. Weitere
Validierungskampagnen und Tests zur Konversionseffizienz sowie
einer verbesserte Wärmeisolation werden folgen, um den
TRANC als neues, leistungsstarkes Gerät im Bereich des Umwelt-
Monitoring zu etablieren.
3 Bodenkunde
3.1 Bodenzustandserhebung Landwirtschaft: Ermittlung
der Kohlenstoffvorräte in landwirtschaftlich genutzten
Böden Deutschlands – German Agricultural Soil Inventory: Assessing
the carbon stock of agricultural soils in Germany
Michaela Bach, Arne Heidkamp, Clemens Siebner, Annette
Freibauer, Sven Evertsbusch, Stefanie Reddecker
Böden sind einerseits Emittenten klimawirksamer Gase, andererseits
bieten sie das Potenzial, über die Speicherung von Kohlenstoffverbindungen
als Senke für atmosphärisches CO 2 zu dienen.
Für eine Quantifizierung der Treibhausgasemissionen aus Böden
im allgemeinen und landwirtschaftlich genutzten Böden im Besonderen,
wie sie auf Grundlage der Klimarahmenkonvention
(UNFCCC) auch für den Sektor Landwirtschaft verpflichtend ist,
sind belastbare Datengrundlagen für die Berichterstattung notwendig.
In Deutschland existiert derzeit keine konsistente, aktuelle
und flächendeckende Datengrundlage zu den Kohlenstoffvorräten
in landwirtschaftlich genutzten Böden.
Phase 1 Phase 2 Phase 3
Geländearbeiten
&
Probenahme
Methodenentwicklung
Analytik
Laboraufbau
Endergebnis
Auswertung
&
Zwischenergebnisse
Vorstudien
Inventur Labor Auswertung
Abb 6: Struktur und Projektphasen der Bodenzustandserhebung
Landwirtschaft – Topology and project phases of the German Agricultural
Soil Inventory
Die Bodenzustandserhebung (BZE) Landwirtschaft hat zum
Zweck, diese Lücke zu schließen und als Ergänzung zur BZE im
Forst, mit Hilfe einer systematischen und repräsentativen Bestimmung
der aktuellen Bodenkohlenstoffvorräte eine konsistente
und flächendeckende Datengrundlage für die Emissionsbericht-