Linking soil architecture formation with changing permafrost regime to carbon turnover in high latitude soils at multiple spatial scales

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Im Laufe der Bodenentwicklung bilden die meisten Böden eine charakteristische Bodenstruktur aus. Organischer Kohlenstoff (SOC) wird dabei in einem hierarchisch aufgebauten System aus mineral-organischen Assoziationen und Aggregaten gespeichert. Permafrostböden speichern große Mengen Kohlenstoff, aufgrund des dauerhaft gefrorenen Unterbodens und aufgrund eines Mangels an Sauerstoff in der aktiven Lage. Sie zeigen jedoch keine komplexe Bodenstruktur. Steigende Bodentemperatur und -durchlüftung könnte deren Aufbau allerdings begünstigen, wodurch die Kohlestoffmineralisierung zumindest teilweise ausgeglichen werden könnte. Mit diesem Forschungsvorhaben soll die Entwicklung von mineral-organischen Assoziationen und Aggregaten bei unterschiedlich starkem Permafrosteinfluss, sowie deren Bedeutung für die SOC-Stabilisierung untersucht werden. Die Untersuchungsergebnisse sollen auf Faktoren bezogen werden, die den Kohlenstoffumsatz auf der Pedon- und Bestandesskala steuern, um Skalenübergänge zu überbrücken. Der analytische Ansatz beruht auf einer Kombination von in situ mikro(spektro)skopischen Techniken mit etablierten Fraktionierungsmethoden. Mittels multivariater Statistik und Semivariogrammanalysen soll der Range von Prozessen, die den Kohlenstoffumsatz auf der (Sub-)aggregat-, Pedon- und Bestandesskala bestimmen, erfasst werden. Es sollen Proben einer Toposequenz von Permafrostböden mit zunehmender Auftautiefe sowie 13C markierte Proben eines Inkubationsversuchs analysiert werden. Mit Hilfe dieses Projektes wollen wir das Wissen um den Aufbau einer hierarchischen Bodenstruktur mit fortschreitender Entwicklung von Permafrostböden hin zu terrestrischen Böden vertiefen und ein skalenübergreifendes Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs in Permafrostgebieten erlangen.