Auswirkungen der Umwandlung von Regenwäldern in Ölpalmplantagen auf Silicium-Pools in Böden

DFG-Projekt Nr. 391702217, Laufzeit: 2018-2021

Antragstellerinnen: Prof. Dr. Daniela Sauer, Dr. Barbara von der Lühe

Doktorandin: Britta Greenshields

Dieses Projekt ist assoziiert mit dem SFB 990 'Ecological and Socioeconomic Functions of Tropical Lowland Rainforest Transformation Systems' (EFForTS) der Georg-August-Universität Göttingen

Projektbeschreibung auf der EFForTS-Homepage

Projektbeschreibung in GEPRIS

Die Ausweitung von Ölpalmplantagen hat seit Mitte des 20. Jh. erheblich zum Verlust von Regenwäldern in Südostasien beigetragen, wobei Indonesien sich zum weltgrößten Ölpalmproduzenten entwickelt hat. Mehrere aktuelle Studien, auch im SFB 990, haben gezeigt, dass der Ölpalmanbau zum Verlust von organischem Kohlenstoff und Nährstoffen in Böden führen kann. Bislang gibt es jedoch keinerlei Untersuchungen zum Einfluss auf verschiedene Pools von Silicium (Si) in Böden. Diese Wissenslücke soll in diesem Projekt geschlossen werden, denn (i) Ölpalmen zählen zu den Si-Akkumulatoren, weshalb erhebliche Auswirkungen des Ölpalmanbaus auf Si-Kreisläufe zu erwarten sind, (ii) Ölpalmen werden auf tropischen Böden angebaut, die durch ausgeprägte natürliche Desilifizierung gekennzeichnet sind. Gerade für diese Böden ist die Si-Rückführung im System Boden-Pflanze besonders wichtig, um eine langfristige Si-Versorgung zu gewährleisten.
Vier Hypothesen (H1-H4) werden in diesem Projekt geprüft. H1) Ölpalmen produzieren mehr biogene Kieselsäure (BSi) als Regenwaldbäume. Dieses BSi wird nur unter den langen Palmwedelmieten, die in jeder zweiten Ölpalm-Zwischenreihe angelegt werden, wieder in die Böden zurückgeführt. Auf der sonstigen Plantagenfläche findet keine BSi-Rückführung aus oberirdischer Ölpalm-Biomasse in die Böden statt. Das aus den verrottenden Palmwedeln freigesetzte BSi bildet die leichtlöslichste Si-Quelle in den Böden. BSi-Lösung und Auswaschung des freigesetzten Si führt zu einem Netto-Verlust an Si aus dem System. H2) Böden in tiefgelegenen, flussbegleitenden Gebieten wird gelöste Kieselsäure aus höher gelegenen Gebieten zugeführt. Sie sind daher nicht der Gefahr der Si-Verarmung ausgesetzt. H3) Phytolithen akkumulieren v.a. in Oberböden. Da sie eine geringere Dichte haben als Mineralkörner, werden sie bevorzugt mit dem Oberflächenabfluss abgetragen, was zu Si-Export führt. H4) Ölpalmen akkumulieren BSi auch in ihren Fruchtständen. Daher führt die Ernte ebenfalls zu BSi-Export.
Diese Hypothesen werden geprüft mittels (i) sequentieller Si-Extraktion aus Acrisols unter Ölpalmplantagen und Regenwäldern im Vergleich, sowohl in höher gelegenen, gut dränierten Gebieten als auch in flussbegleitenden Gebieten (Prüfung von H1 und H2), (ii) Analyse von BSi in Oberböden sowie in unterhalb von Erosionsplots aufgefangenen Sedimenten (Prüfung von H3), (iii) Analyse von BSi in Ölpalm-Fruchtständen, Früchten, Kernen, holzigen Teilen, Wedeln (Prüfung von H4). Die Projektergebnisse bilden eine wissenschaftliche Grundlage zur Gefährdungseinschätzung hinsichtlich einer langfristigen Si-Verarmung in Acrisolen unter Ölpalmplantagen sowie zur Entwicklung von Gegenmaßnahmen (z. B. Rückführung der leeren Fruchtstände, bevorzugte Nutzung flussbegleitender Standorte). Das Projekt wird eng mit dem SFB 990 kooperieren. Alle Analysen werden auf SFB-Plots durchgeführt, um zu gewährleisten, dass die Ergebnisse unmittelbar in die Gesamtergebnisse des SFB 990 integriert werden können.