Fragestellung: Humus als Bestandteil von Böden ist Träger zahlreicher wichtiger Bodenfunktionen (z. B. Wasserspeicherfähigkeit, Bodenfruchtbarkeit, Schadstoffrückhaltevermögen). Klimaänderungen wirken sich unmittelbar auf den Humusvorrat und seine Zusammensetzung aus und damit auch auf die damit verknüpften Bodenfunktionen. Im Rahmen des Projekts wurde eine Methodik zur Differenzierung des Humuskörpers in Fraktionen unterschiedlicher Stabilität entwickelt, um die durch Klimawandel zu erwartenden langfristigen Humusveränderungen erkennen und einer Ursache zuordnen zu können.

Ergebnis: Bei der Dichtefraktionierung von Böden zur Gewinnung verschiedener organischer Fraktionen gibt es verschiedene Steuerungsgrößen, welche die Trennung der verschiedenen Fraktionen beeinflussen. Die wichtigsten Steuerungsgrößen sind hierbei die Trenndichte der Dichtelösung sowie die Ultraschall-energie, die zur Zerstörung der Aggregate angewendet wird. Diese Steuerungsgrößen wurden an verschiedenen Böden Baden-Württembergs variiert, um eine optimale Trenndichte und Ultraschallenergie zu bestimmen. Darüber hinaus wurde der Einfluss verschiedener Vorbehandlungen der Bodenprobe auf die Dichtefraktionierung untersucht. Dazu gehörten unterschiedlich gesiebtes Probenmaterial sowie verschiedene Trocknungsgrade. Die Untersuchungen zeigen, dass die unterschiedliche Vorbereitung der Probe keinen signifikanten Einfluss auf die Massenverteilung zwischen den Fraktionen hat, was positiv hinsichtlich einer Standardisierung zu werten ist. Als optimale Trenndichte konnte für die überwiegend schluffigen mineralischen Böden 1,6 g cm^-3 identifiziert werden, als die am besten geeignete Ultraschall-energie erwies sich 60 J ml^-1. Organische Böden wie die Niedermoorböden stellten sich aufgrund ihrer Dominanz an organischem Material als prinzipiell ungeeignet für diese Methode heraus. Des Weiteren konnten klimatische Einflüsse anhand eines Temperatur- und Höhengradienten auf den Kohlenstoffanteil der okkludierten leichten Fraktion festgestellt werden. Der Grund für die Klimaabhängigkeit der Kohlenstoffspeicherung wird in der höheren Bioaktivität unter wärmeren Klimaten vermutet.

Fazit: Hinsichtlich der Eignung der Dichtefraktionierung als Instrument zur Früherkennung von Humusveränderungen lässt sich feststellen, dass eine Standardisierung der Methode problematisch scheint, da unterschiedliche Aggregatstabilitäten auch unterschiedliche Ultraschallenergien zur Dispergierung der Aggregate erfordern. Die Dichtefraktionierung ist allerdings sehr gut zur vergleichenden Untersuchung archivierter Proben geeignet. Dies eröffnet eine Möglichkeit zur Analyse klimatisch bedingter Veränderungen der Humusvorräte im Zeitraum von Dekaden.