Collaboratrici e collaboratori

Für ein intaktes Bodensystem spielen Bodenorganismen eine zentrale Rolle, da sie für die Aufrechterhaltung von Bodenfunktionen wie die Regulierungs- und Produktionsfunktion hauptverantwortlich sind. In der Schweiz werden Zustand und Entwicklung dieser Organismen durch die bodenbiologischen Summenparameter, mikrobielle Biomasse und Basalatmung erfasst. Um diese Informationen sowohl im Vollzug als auch im Rahmen der Langzeit-Bodenbeobachtungsprogramme nutzen zu können, ist die qualitative Beurteilung der erhobenen Messwerte essentiell. Eine Möglichkeit, diese Bewertung vorzunehmen, ist die Referenzierung der gemessenen Werte anhand standorttypischer Eigenschaften. Ein Ansatz zur Ableitung solcher standortspezifischer Referenzwerte ist die Referenzwertgleichung, mit welcher anhand von Standorteigenschaften entsprechende Erwartungswerte abgeschätzt werden können. Für die Schweiz stehen Referenzwertgleichungen für die mikrobielle Biomasse und Basalatmung zur Verfügung, welche die standortspezifischen Bodenvariablen organischer Kohlenstoff, pH-Wert, Ton- und Sandgehalt, als erklärende Variablen beinhalten (VBB/BSA, 2009). Allerdings sind die Referenzwertgleichungen bislang lediglich für Ackerstandorte hergeleitet worden, während entsprechende Gleichungen für Graslandstandorte nur für die mikrobielle Biomasse mit der Messmethode Substrat-induzierte Respiration vorlagen. Dies liegt daran, dass für Gras-landstandorte bislang noch nicht genügend Daten für die Herleitung von Gleichungen für die Basalatmung und die mikrobielle Biomasse (Fumigations-Extraktionsmethode) vorhanden waren. Neben der Überprüfung der Referenzwertgleichungen für Ackerstandorte wurden in dieser Studie neue Referenzwertgleichungen für Graslandstandorte erarbeitet. Zu diesem Zweck wurden bestehende Datensätze, welche mikrobielle Summenparameter und standorttypische Bodenvariablen umfassen, zusammengestellt. Diese Daten wurden nach gleichen oder ähnlichen Methoden erhoben wie die Daten, die für die bestehenden Referenzwertgleichungen genutzt wurden. Für die Graslandstandorte wurden zudem zwei verschiedene Bodentiefen – 0-10 cm und 0-20 cm – berücksichtigt, welche in der Schweiz je nach Monitoringprogramm angewendet werden. Die Datengrundlage umfasste 111 Ackerstandorte, 62 Graslandstandorte für die Beprobungstiefe 0-20 cm, sowie 33 Graslandstandorte für 0-10 cm. Mit diesem neuen umfassenden Datensatz wurde untersucht, inwieweit die Referenzwertgleichungen eine robuste Schätzung der gemessenen Daten liefern, welche erklärenden Variablen den grössten Einfluss auf die Erwartungswerte haben und wie viele Standorte für eine Ableitung von robusten Referenzwertgleichungen erforderlich sind. Dazu wurden lineare Regressionen mit den gleichen Inputvariablen wie bei den bestehenden Gleichungen basierend auf einer Kreuzvalidierungsmethode durchgeführt und es wurde die Gleichung mit dem kleinsten Standardfehler der Regression (RMSE) gewählt. Für die Gleichungen der Ackerstandorte konnten die bestehenden mit den neuen Gleichungen mittels Korrelationen verglichen werden. Die Überprüfung der bestehenden Referenzwertgleichungen für Ackerstandorte ergab, dass diese als robust bewertet werden können. Die neu hergeleiteten Referenzwertgleichungen für Graslandstandorte zeigten für die mikrobielle Biomasse eine hohe Übereinstimmung von berechneten und gemessenen Werten für beide Beprobungstiefen (beide mit einem R2 = 0.86). Für die Basalatmung war die Güte der Übereinstimmung insgesamt deutlich niedriger und zudem für die beiden Beprobungstiefen verschieden (0–20 cm: R2 = 0.69; 0–10 cm: R2 = 0.56). Im Vergleich zu den Referenzwertgleichungen für Ackerstandorte ermöglichten die Referenzwertgleichungen für Graslandstandorte eine genauere Abschätzung der mikrobiellen Biomasse und eine ähnlich genaue Abschätzung der Basalatmung. Die wichtigsten erklärenden Variablen waren für beide Landnutzungen der organische Kohlenstoff und der Ton-Gehalt für die mikrobielle Biomasse und der organische Kohlenstoff und pH-Wert für die Basalatmung. Die Abschätzung der benötigten Datenmenge für eine robuste Herleitung von Referenzwertgleichungen ergab, dass für Ackerstandorte und Graslandstandorte (0-20 cm Beprobungstiefe) ausreichend viele Daten vorhanden sind. Für die Referenzwertgleichung für Graslandstandorte (Beprobungstiefe 0-10 cm) hingegen ist die Datenmenge noch zu knapp. Die neu hergeleiteten Referenzwertgleichungen für Grasland erlauben eine erste qualitative Beurteilung der mikrobiellen Biomasse und der Basalatmung für die Beprobungstiefe 0-20 cm. Für eine robustere Gleichung für die Beprobungstiefe 0-10 cm sind jedoch weitere Messdaten erforderlich. Des Weiteren kann angenommen werden, dass sich die Genauigkeit der hergeleiteten standorttypischen mikrobiellen Referenzwerte durch die Erweiterung der Re-ferenzwertgleichungen mit weiteren erklärenden Variablen, wie beispielsweise klimatische Bedingungen, verbessern lässt.