Austausch von reduzierten Schwefelverbindungen, Ammoniak und organischen Saeuren zwischen Atmosphaere und terrestrischen Oekosystemen Schlussbericht

Reduzierte Schwefelverbindungen: In Feldexperimenten konnte mit Hilfe der Gradientenmethode der Einfluss der Vegetation auf den Austausch von reduzierten Schwefelverbindungen gezeigt werden. Das klimarelevante Carbonylsulfid (COS) wird eindeutig von der Vegetation in enger Korrelation zur photosynthetischen CO_2-Assimilation aufgenommen und unschaedlich gemacht. Dieser Zusammenhang kann bei der im Rahmen von BIATEX geplanten Kartierung von Stoff-Fluessen eine wertvolle Hilfe sein, da sich hier vielleicht eine Moeglichkeit ergibt, COS-Fluesse mit der Nettoprimaerproduktion der jeweiligen Vegetation zu vergleichen. Wir konnten erstmalig den Metabolismus von COS in hoeheren Pflanzen experimentell nachweisen. Diese Befunde bestaetigen die bei den Feldversuchen beobachteten Zusammenhaenge zwischen CO_2-Assimilation (Photosynthese) und COS-Deposition. Laborversuche zur Emission reduzierter Schwefelverbindungen aus Blaettern verschiedener landwirtschaftlich genutzter Pflanzenarten zeigen, dass das Hauptemissionsprodukt immer Dimethylsulfid (DMS) ist. Die Ergebnisse zur COS-Deposition belegt werden. Von besonderer Bedeutung sind die Ergebnisse zum Einfluss der Aussenluft. Versuche mit gereinigter Luft oder die Begasung mit hohen Konzentrationen (wie oft durchgefuehrt) sind fuer die Uebertragung auf natuerliche Bedingungen nicht geeignet. Organische Saeuren/NH_3: Fuer den Austausch von Ammoniak zwischen Fichten und Atmosphaere wurde ein Kompensationspunkt nachgewiesen. Dieser Kompensationspunkt liegt im Falle des Fichtenbestandes im Nationalpark Bayerischer Wald im Bereich von 0,4 ppbv NH_3. Dies bedeutet, dass bei Ammoniakkonzentrationen von mehr als 0,4 ppbv in der Atmosphaere eine Deposition in oder auf die Fichten diskutiert werden muss. Weiterhin kann man diese Daten so interpretieren, dass NH_3-Emissionen aus landwirtschaftlichen Gebieten von ungeduengten Waeldern aufgenommen werden. Emissions-Messungen an lebenden Fichten-Zweigen mit Hilfe einer Teflonkuevette weisen auf eine direkte Emission von Essig- und Ameisensaeure durch Fichtenzweige hin und bestaetigen die Ergebnisse von Gradientenmessungen. Die enge Korrelation zwischen Photosynthese kann fuer Modellrechnungen zur Ermittlung von Fluessen auf regionaler oder sogar globaler Ebene fuer spezielle Vegetationstypen verwendet werden. (orig.)The influence of the vegetation on the exchange of reduced sulfur compounds was demonstrated through field tests by means of the gradient method. Carbonyl sulfide (COS), which influences the climate, is absorbed and neutralized by the vegetation in close correlation to the photosynthetic assimilation of CO_2. The correlation may be a valuable help in BIATEX mass transfer mapping because it may open up possibilities of comparing the COS flow with the net primary production of the respective vegetation. For the first time the COS metabolism in higher plants was proved experimentally. The findings verify the field test correlation between CO_2 assimilation (photosynthesis) and CO_2 deposition. The emission of reduced sulfur compounds from leaves of different agricultural plants was tested in the laboratory. Dimethyl sulfide (DMS) was found to be the main emission product. The COS deposition results were verified. The results of the effects of ambient air were found to be significant. Purified-air experiments or exposure to high concentrations of gases are not suited for application to the natural conditions. A compensation point was detected for the exchange of ammonia between spruce trees and the atmosphere. For stands of spruce trees in the Bavarian Forest this point is in the range of 0.4 ppbv NH_3, which means that depositions in or on the spruce trees must be scrutinized when ammonia concentrations are greater than 0.4 ppbv. The data obtained indicate that NH_3 emissions from agricultural areas are absorbed by nonfertilized forests. Teflon cell measurements of emissions from branches of spruce show a direct emission of ethanoic acid and formic acid by the branches of spruce and prove the results of the gradient measurements. The close photosynthesis correlation can be applied to model calculations for determination of the investigated processes at the regional or even at the global level for special types of vegetation. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F94B0251+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman