2.2 Chemische Eigenschaften
Die chemischen Eigenschaften beziehen sich auf die Zusammensetzung und Reaktionen des Bodens. Diese Eigenschaften bestimmen, wie gut der Boden Pflanzen und andere Bodenorganismen mit lebenswichtigen Elementen versorgen und Schadstoffe abpuffern kann.
Hier schlagen wir vor, den gesamten Kohlenstoffgehalt und Stickstoffgehalt im Boden sowie den pH-Wert des Bodens zu messen. Weitere Eigenschaften, die für die Beurteilung des chemischen Zustands des Bodens von Interesse sein könnten, sind die Kationenaustauschkapazität (KAK), da sie die Fähigkeit des Bodens widerspiegelt, Nährstoffe zu speichern und abzugeben, die elektrische Leitfähigkeit (EC), da sie den Salzgehalt des Bodens anzeigt, und der Zustand des Bodens hinsichtlich bestimmter Nährstoffe, die Pflanzen zum Wachsen benötigen (z. B. NO3-, NH4+, P, K, basische Kationengehalte).
Messen Boden Kohlenstoff hilft dabei, zu verfolgen, wie viel Kohlenstoff Wälder binden und wie Umweltveränderungen diese Rolle beeinflussen. Außerdem ist Kohlenstoff im Boden eng mit der Fruchtbarkeit, Struktur, Wasserspeicherung und biologischen Aktivität des Bodens verknüpft. Bei SUPERB wurde für Kohlenstoff dieselbe Methode verwendet wie für die Probenahme zur Bestimmung der Schüttdichte (FunDivEUROPE, 2011). Kohlenstoff im Boden kommt sowohl in organischen Molekülen als auch in anorganischen Karbonaten vor. Je nach Art des zu messenden Kohlenstoffs werden unterschiedliche Analysetechniken verwendet. Methoden zur Bestimmung des Gesamtkohlenstoffs sind Trockenverbrennung oder Nassoxidation (Vogt et al., 2015). Bei SUPERB wurde der Gesamtkohlenstoff analysiert. Bodenproben wurden getrocknet und zerkleinert, um fein gemahlenen Boden zu erhalten, und mit dem Flash 2000 Organic Elemental analysiert. Diese Analyse funktioniert über Trockenverbrennung (T = 950 °C), gefolgt von Gaschromatographie (Robertson, 1999). Wenn im Boden Karbonate vorhanden waren, wurde der Bodenprobe zunächst Salzsäure zugesetzt, um nur den organischen Kohlenstoff im Boden zu erhalten.
Boden pH ist möglicherweise der wichtigste Faktor für die Bodenfruchtbarkeit und ein entscheidender Indikator für die Bodenqualität. Er beeinflusst die Waldgesundheit und das Funktionieren des Ökosystems erheblich, indem er verschiedene biologische und chemische Prozesse beeinflusst. Er spielt auch eine entscheidende Rolle für die Aktivität und Vielfalt von Bodenbakterien und -pilzen und ist wesentlich für die spezifischen pH-Präferenzen verschiedener Baumarten. (O'Neill et al., 2005; Singh et al., 2011; Thomas, 1996; Vogt et al., 2015). Der pH-Wert des Bodens wurde mit der gleichen Methode wie für Bodenkohlenstoff und pH-Wert bestimmt (FunDivEUROPE, 2011). Für die Laboranalyse gibt es kein Standardverfahren zur Messung des pH-Werts und dieser kann von Labor zu Labor variieren. Der pH-Wert kann mit schnellen Feldmethoden oder präziseren Labortechniken gemessen werden: pH-H2O und pH-KCL. pH-H₂O wird durch Zugabe von Wasser aus dem Boden bestimmt und misst nur die freien Wasserstoffionen (H⁺) in der Bodenlösung. Wasserstoffionen, die an Ton und organische Stoffe gebunden sind, werden dabei nicht berücksichtigt. Der pH-KCl-Wert wird durch Mischen des Bodens mit einer Kaliumchloridlösung bestimmt. Die Kaliumionen (K⁺) ersetzen die an Ton und Humus gebundenen Wasserstoffionen, sodass pH-KCl sowohl die freien als auch die austauschbaren Wasserstoffionen im Boden misst (Van Ranst et al., 1999). In SUPERB misst pH-H2O wurde in einem 1 g:10 ml Boden:Flüssigextrakt für die Waldbodenproben und in einem 1 g:5 ml Boden:Flüssigextrakt für die Mineralbodenproben gemessen (Van Ranst et al., 1999). Diese Verhältnisse gelten auch bei Verwendung der pH-KCl-Methode mit 1 M KCl.
