Ein einfaches Routineverfahren zur Beurteilung des Remobilisierungspotentials von Waldböden für Sulfat-Schwefel aus atmosphärischen Einträgen

Zusammenfassung

Es wird ein einfaches praxistaugliches Verfahren zur Bestimmung des Remobilisierungspotentials für in Waldböden akkumuliertes Sulfat aus atmosphärischer Deposition vorgestellt. Mit Hilfe von drei parallelen Batch-Extraktionen kann für jeden Boden (i) das dem Gesamt-Sulfat-Pool entsprechende totale Mobilisierungspotential (PTOT: Extraktion mit 0,5 M NH₄F), (ii) das maximale Mobilisierungspotential bei starkem Rückgang der Sulfatkonzentrationen im Sickerwasser auf präindustrielle Werte (PMAX: Extraktion mit dest. Wasser im Lösungs:Boden-Verhältnis 50:1) sowie (iii) das Mobilisierungspotential bei gegenwärtig herrschenden Sulfatkonzentrationen (PREAL: Extraktion mit dest. Wasser im Lösungs:Boden-Verhältnis 5:1) mit geringem Aufwand erfaßt werden. Die Methode wurde an insgesamt 25 Horizonten verschiedenartiger süddeutscher Waldböden getestet. Das maximale SO₄ ²⁻-Mobilisierungspotential PMAX betrug in den untersuchten Böden im Durchschnitt nur rund 60% von PTOT; der Rest ist unter Standortsbedingungen weitgehend irreversibel gebunden. Auf der Basis des Mobilisierungspotentials PMAX und des Verhältnisses von PREAL zu PMAX wird ein Beurteilungsrahmen für die Höhe und Art des SO₄ ²⁻-Mobilisierungspotentials von Waldböden unter Standortsbedingungen vorgestellt. Extrahierbare Sulfatmengen von 5 bis über 100 kmol_c ha⁻¹ pro m⁻¹ Bodentiefe lassen für viele Profile eine anhaltende Befrachtung des Sickerwassers mit SO₄ ²⁻ erwarten. Ein Teil des Bodensulfat-Pools wird jedoch erst dann mobilisiert werden, wenn die SO ²⁻₄ -Konzentrationen in der Bodenlösung deutlich zurückgehen.

Summary

A simple method to assess the SO₄ ²⁻ remobilization potential of forest soils for accumulated sulfatesulfur from atmospheric deposition is presented. On the basis of three parallel batch extractions, (i) the total potential of sulfate mobilization equal to the pool of inorganic sulfate (PTOT: extraction with 0.5 M NH₄F), (ii) the maximum potential of sulfate mobilization under conditions of a strong decrease of the sulfate concentration in the seepage water to pre-industrial values (PMAX: extraction with deionized water at a solution:soil ratio of 50:1), and (iii) the present potential of sulfate mobilization at current sulfate concentrations in the seepage water (PREAL: extraction with deionized water at a solution:soil ratio of 5:1) can easily be assessed for any soil. The method was tested with 25 horizons of different Southern German forest soils. On average, the maximum potential of SO₄ ²⁻) mobilization of the studied soils was only 60% of PTOT; indicating an irreversible retention of the remaining S pool under site conditions. Based on the maximum SO₄ ²⁻ mobilization potential PMAX and the ratio PREAL/PMAX, an evaluation scheme characterizing the intensity and type of SO₄ ²⁻ mobilization from forest soils is presented. For most profiles, the amounts of extractable SO₄ ²⁻ ranged between 5 and >100 kmole_c ha⁻¹ m⁻¹ soil depth, indicating a long-lasting future SO₄ ²⁻ loading of forest soil seepage water by remobilization of soil-accumulated SO₄ ²⁻. A significant portion of the soil SO₄ ²⁻ pool will not be mobilized unless SO₄ ²⁻ concentrations in the seepage water decrease considerably.