Die Hauptmotivation
für Dietrich Hertel und Hermann Jungkunst für die Installation des Hainich-Experiments (HainichEx) lag darin, ein experimentelles Pendant zu den vergleichenden Feldstudien im Nationalpark Hainich zu schaffen. (Zu den Vor- und Nachteilen vergleichender Studien und Experimenten siehe auch Leuschner et al. doi:10.1016/j.baae.2008.06.001). ). Im Fokus steht dabei, die Mechanismen der Speicherung von Kohlenstoff, der aus den Wurzeln unterschiedlicher Baumarten stammt, im Boden zu erforschen. HainichEx bietet zusätzlich die Möglichkeit für Abschlussarbeiten und Untersuchungen unter vielen Aspekten, die auch im Nationalpark Hainich im Rahmen des GK 1086 untersucht werden.
Der Pfad von atmosphärischem CO2 über die Pflanze in den Boden (vereinfacht)
Bäume binden durch ihre Photosyntheseleistung CO2 aus der Atmosphäre und bauen daraus ihre pflanzliche Biomasse (Blätter, Stamm, Wurzeln) auf (1). Durch ihre hohe Masse und Lebensdauer (z. T. mehrere hundert Jahre) speichern Bäume längerfristig beträchtliche Mengen an atmosphärischem CO2 in ihrer Biomasse (2). Zusätzlich führen Bäume Kohlenstoff dem Boden als "Streu" aus Blättern und Zweigen zu (3).Das Streumaterial wird durch die bodenlebenden Mikroorganismen über den Zeitraum von wenigen Monaten bis zu mehreren Jahren zersetzt. Dabei wird ein Teil des enthaltenen Kohlenstoffs in den Boden eingearbeitet, der größere Teil davon wird jedoch durch diese Organismen wieder als CO2 an die Luft abgegeben. Weitaus weniger untersucht ist der zweite Pfad des Kohlenstoffs von der Pflanze in den Boden. Auch durch absterbende Wurzeln gelangt kohlenstoffhaltiges Streumaterial in den Boden (4). Im Unterschied zur Blatt- und Zweigstreu ist der Abbau von Wurzelmaterial im Boden u. a. durch O2-Mangel gehemmt, so dass es hierdurch zu einer bedeutenderen Festlegung von atmosphärischem CO2 im Boden durch Wurzeln als durch oberirdische Streu kommen kann (5). Bislang ist allerdings über die Größenordnung, in der das aus den Wurzeln stammende C im Boden gespeichert wird, ebenso wenig bekannt wie darüber, ob sich unterschiedliche Baumarten in ihrer Zufuhr an Kohlenstoff aus dem Wurzelsystem zum Boden unterscheiden. Als sicher gilt jedoch, dass im Boden deutlich mehr und auch über längere Zeiträume Kohlenstoff festgelegt wird als in den Bäumen selbst.