Bayreuth - Forscher der Universität Bayreuth haben unter experimentell simulierten Witterungsbedingungen die Lachgas-Flüsse zwischen Erdboden und Atmosphäre sowie die Lachgas-Konzentrationen entlang von Bodenprofilen untersucht. Lachgas - wissenschaftlich Distickstoffmonoxid (N₂O) - gehört zu den stärksten Treibhausgasen. Die Nutzung fossiler Brennstoffe und der vermehrte Einsatz von Kunstdünger in der Landwirtschaft haben dazu beigetragen, dass die Lachgas-Konzentration in der Atmosphäre in den vergangenen 200 Jahren um rund 18 Prozent gestiegen ist. Die steigende Konzentration spielt für den globalen Klimawandel eine Rolle.

Gerhard Gebauer, Leiter des Labors für Isotopen-Biogeochemie an der Universität Bayreuth, und seine Mitarbeiterin Stefanie Goldberg haben N₂O-Flüsse in Fichtenwaldböden untersucht, um herauszufinden, wie größ diese Rolle sein könnte. Dabei haben sie die Böden per Simulation zunächst einer verlängerten Trockenperiode und anschließend heftigen Regenfällen ausgesetzt. Diese Wetterlagen werden Klimaprognosen zufolge in ganz Mitteleuropa künftig immer häufiger auftreten. Die Wissenschaftler sind zum Schluss gekommen, dass Trockenheit den mikrobiellen Nettoabbau des N₂O im Boden fördert, und zwar entgegen bisherigen Annahmen insbesondere dann, wenn die Trockenperiode in die Vegetationszeit der Wälder fällt. Während die Lachgas-Konzentration tief im Erdboden wesentlich höher ist als in der Atmosphäre, erreicht das Gas im Boden nahe der Oberfläche niedrigere Konzentrationen.

"Lachgassenke"

Diese geringe Konzentration im Oberboden bewirkt, dass verstärkt N₂O aus der Atmosphäre in den Erdboden eindringt. Der Boden nimmt mehr Lachgas auf, als er an die Atmosphäre abgibt. Einen solchen Zustand bezeichnen Forscher als "Lachgassenke". Interessanterweise kehrt sich diese Bilanz jedoch wieder um, wenn der Boden hinreichend durchfeuchtet ist. Dann fungiert der Boden wieder als Quelle des Gases. Sowohl die Nettoaufnahme des Gases während der Trockenperiode als auch die Lachgas-Nettoabgabe im Zustand der Durchfeuchtung sind gering und von der bisherigen Forschung daher vernachlässigt worden. Doch ist die Nettoaufnahme in der Trockenzeit immerhin so hoch, dass der Boden nach dem Einsetzen der Regenperiode nahezu vier Monate benötigt, um infolge der mikrobiellen Prozesse wieder zum Netto-N₂O-Erzeuger zu werden.

Die beiden Forscher haben für ihre Untersuchungen die anspruchsvolle Analysetechnik der Häufigkeitsbestimmung stabiler Stickstoff-Isotope verwendet. Die beiden Biogeochemiker wollen ihre Forschungsarbeiten weiter fortsetzen, um den N₂O-Austausch zwischen Erdboden und Atmosphäre noch präziser beschreiben und erklären zu können. Diese Arbeiten sollen dazu beitragen, in Zukunft die Konzentrationen dieses Treibgases in der Atmosphäre und die daraus resultierenden Klimaveränderungen mit umso größerer Zuverlässigkeit prognostizieren zu können. (pte/red)