Re-wetting of fen soils and changes in water quality - experimental results and further research needs

Meissner, R.; Rupp, H.; Leinweber, P.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Re-wetting of fen soils and changes in water quality - experimental results and further research needs

Autorzy

Meissner R. , Rupp H. , Leinweber P.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wtórne nawadnianie gleb bagiennych i zmiany jakości wody - wyniki doświadczalne i potrzeba dalszych badań

Języki publikacji

Abstrakty

Fen soil cultivation in north-east Germany resulted in sufficiently severe peat degradation for the introduction of schemes to restore such degraded sites by re-wetting. However, little is known about the impact of these restoration schemes on the nutrient dynamics in soil and water. We investigated the effects of changes in land use and rising of the groundwater table on nitrogen, phosphorus, and carbon in soil solution, groundwater and surface water at six sites with variable land use and management in a case study in the "Droemling" fen area. The re-wetting of Histosols contributed to a decrease of total inorganic nitrogen and an increase in phosphorus content in soil solution, groundwater and surface water due to decrease redox potential. High groundwater table will result in an increase of dissolved organic carbon concentration in groundwater. The site specific management of the water table is of crucial importance for preventing increased solubilisation and transport of soil P from site and therefore to diminish an accelerated eutrophication and deterioration of water quality.

Uprawa gleb bagiennych w północno-wschodnich Niemczech doprowadziła do degradacji torfu na tyle poważnej, aby rozpocząć rekultywację zdegradowanych siedlisk metodą wtórnego nawadniania. Niewiele jednak wiadomo o wpływie takiego sposobu rekultywacji na dynamikę pierwiastków biogennych w glebie i wodzie. Badaliśmy wpływ zmian sposobu użytkowania ziemi i podniesienia poziomu wód gruntowych na stężenia azotu, fosforu i węgla w roztworach glebowych, wodzie gruntowej i powierzchniowej na 6 stanowiskach o różnym sposobie zagospodarowania na przykładzie obszaru bagiennego "Droemling". Wtórne nawodnienie histosoli przyczyniło się do spadku stężenia całkowitego nieorganicznego azotu i do wzrostu poziomu fosforu w roztworze glebowym oraz w wodzie powierzchniowej i gruntowej co wiązało się ze spadkiem potencjału redox. Wysoki poziom wód gruntowych spowodował wzrost stężeń rozpuszczonego węgla organicznego w wodzie gruntowej. Zarządzanie poziomem wód dostosowane do danego stanowiska ma kluczowe znaczenie w zapobieganiu wzmożonej rozpuszczalności i transportu glebowego fosforu, a przez to - w hamowaniu tempa eutrofizacji i pogarszania jakości wód.

Słowa kluczowe

re-wetting fens water quality eutrophication sustainable management

wtórne nawadnianie bagna jakość wód eutrofizacja zrównoważona gospodarka (zarządzanie)

Wydawca

Wydawnictwo ITP

Czasopismo

Journal of Water and Land Development

Rocznik

2003

Tom

no. 7

Strony

75--91

Opis fizyczny

Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Meissner R.

meissner@soil.lysi.ufz.de

UFZ Centre for Environmental Research, Dept. of Soil Science, Research Station Falkenberg, Dorfstrasse 55,D-39615 Falkenberg

autor

Rupp H.

UFZ Centre for Environmental Research, Dept. of Soil Science, Research Station Falkenberg, Dorfstrasse 55,D-39615 Falkenberg

autor

Leinweber P.

University of Rostock, Agricultural and Environmental Faculty, Institute of Soil Science and Plant Nutrition, Justus-von-Liebig-Weg 6, D-18051 Rostock

Bibliografia

1. ALTERMANN M„ REFIOR K., 1997. Die Moorbóden des Dromlings - gegenwartiger Zustand - Prognose - Bodenschutz. Mittlgn. Deutsch. Bodenk. Gesell. 85: 1091-1094.
2. ANONYMUS, 1997. Landschaftsoekologische Grundlagen und Ziele zum Moorschutz in Mecklenburg-Vorpommern. Landesamt ftir Umwelt und Natur Mecklenburg-Vorpommern H. 3/97, Giilzow.
3. AUGUSTIN J., MERBACH W., STEFFENS L., SNELINSKI B., 1998. Nitrous oxide fluxes of disturbed minerotrophic peatlands. Agribiol. Res. 51: 47-57.
4. BALLA, D., GENSIOR, A., 2000. FlieBpfade ftir wassergeloeste Stoffe in wieder vemdssten Niedermooren Nordostdeutschlands. Wasser Boden 52 (11): 17-23.
5. DIETRICH O., TAUSCHKE R., BALLA D., 2000. Wicdervemassung eines tiefgriindigen Niedermoores durch Uberrieselung. Wasser Boden 52 (11): 9-16.
6. Filterwirkung von Uferstreifen fur Stoffeintrage in Gewasser in unterschiedlichen Landschaftsrau- men, 1997. DVWK-Mitteilungen H. 28.
7. FEICHTINGER F., 1999. Reduzierte Grundwasserbefrachtung durch veranderte landwirtschaffliche Bodennutzung im NO. Alpenvorland. 8. Gumpensteiner Lysimetertagung, 13-14.4.1999, Proc., Gumpenstein: 121-123.
8. HECKRATH G., BROOKS P.C., POULTON P.R., Goulding K.W.T., 1995. Phosphorus leaching from soils containing different phosphorus concentrations in the Broadbalk experiment. J. Environ. Qual. 24: 904-910.
9. KALBITZ K., GEYER S., GEHRE M., 2000. Land use impacts on the isotopic signature (13C, l4C, l5N) of water-soluble fulvic acids in a German fen area. Soil Sci. 165 (9): 728-736.
10. KALBITZ K., KNAPPE S., RUPP H., GEYER S., GEYER W., MEISSNER R., SCHACHEL L., 1998. Unter- suchungen zum EinfluB von Nutzung und von Nutzungsumwidmungen sowie von Renaturierungs- maBnahmen auf die wasserldsliche organische Substanz, auf Nahrstoffc und Schwermetalle in Bodenlósung, Grund- und Oberflachenwasser im Droemling. Forschungsbericht des LAU Sachsen- Anhalt, Wasserwirtschafl, Halle: 1-119.
11. KALBITZ K„ RUPP H., MEISSNER R„ 2001. N-, P- and DOC-dynamics in soil and groundwater after restoration of intensively cultivated fens. In: Wetlands in Central Europe. Soil organisms, soil ecological processes and trace gas emissions. Eds. G. Broil, W. Merbach, E.-M. Pfeiffer. Springer, Berlin: 99-116.
12. KALBITZ K., RUPP H., MEISSNER R., BRAUMANN F., 1999. Folgewirkungen der Renaturierung eines Niedermoores auf die Stickstoff-, Phosphor- und Kohlenstoffgehalte im Boden- und Grundwasser. Z. Kulturtechnik u. Landentwicklung 40: 22-28.
13. KALBITZ K., WENNRICH R., 1998. Mobilization of heavy metals and arsenic in polluted wetland soils and its dependence on dissolved organic matter. Sci. Total Environ. 209: 27-39.
14. KOERSCHENS M., SCHULZ E., BEHM R„ 1990. HeiBwasserloeslicher C und N im Boden als Kriterium ftir das N-Nachlieferungsvermoegen. Zentralbl. Mikrobiol. 45: 305-311.
15. LUCKNER L., THIEMER K., 1998. Sicherung der Nachhaltigkeit der Trinkwassergewinnung aus der Colbitz- Letzlinger Heide. Gutachten im Auftrag der Trinkwasserversorgung Magdeburg GmbH. Grundwasserforschungsinstitut GmbH, Dresden: 1-182.
16. MARTIN H.W., IVANOFF D.B., GRAETZ D.A., REDDY K.R., 1997. Water table effects on histosol drainage water carbon, nitrogen, and phosphorus. J. Environ. Qual. 26: 1062-1071.
17. MEISSNER R., RUPP H., KLAPPER H., 2001. Erfahrungen bei der Wiedervernassung von Niedermooren in Nordostdeutschland. KA- Wasserwirtschafl, Abwasser, Abfall 48: 1127-1134.
18. MEISSNER R., SEEGER J., RUPP H., 1998. Lysimeter studies in East Germany concerning the influence of set aside of intensively farmed land on seepage water quality. Agricult. Ecosys. Environ. 67: 161-173.
19. Methodenbuch, 1991. B. 1. Die Untersuchung von Boeden. VDLUFA-Verlag, Darmstadt.
20. MUENCHMEYER U., 1996. Bodenbiologische und standortkundliche Untersuchungen an Wald- und Wiesenstandorten des Niedermoores Friedlander GroBe Wiese. Thesis, University of Greifswald.
21. PFADENHAUER J., KLOETZU F., 1996. Restoration experiments in middle European wet terrestrial ecosystems: an overview. Vegetation 126: 101-115.
22. PROEBSTLE P.F., 1998. Auswirkungen von Erlen auf Boeden und Sickerwasser. 7. Jahrb. Gesellsch. Ingenieurbiol. e. V. Aachen, Ingenieurbiologie - Die mitteleuropaischen Erlen: 183-197.
23. Qualitative Hydrologie der Flieβgewasser, 1996. LAWA- AK „Zielvorgaben": Nahrstoffkonzen- trationen (Phosphor/Stickstoff) in Flieβgewassern der Bundesrepublik Deutschland. UBA- Texte 76/96.
24. RUPP H., KALBITZ K., MEISSNER R., 2002. Impact of land use changes in the Dromling fen area on nutrient fluxes to the groundwater. In: Agricultural Effects on Ground and Surface waters: Research at the Edge of Science and Society. Eds. J. Steenvoorden, F. Claessen, J. Willems. IAHS Publication no. 273: 261-265.
25. SAUERBREY R., ZEITZ J., 1999. Moore. In: Handbuch der Bodenkunde. Ed. H.-P. Blume Ecomed. Landsberg 6. Erg. Lfg. 7/99: 1-24.
26. SCHEFFER F., SCHACHTSCHABEL P., 1989. Lehrbuch der Bodenkunde. Ferdinand Enke Verag, Stuttgart: 1-480.
27. SIMS J., SIMRAD R., JOERN B., 1998. Phosphorus loss in agricultural drainage: historical perspective and current research. J. Environ. Qual. 27: 277-293.
28. Soil map of the world. Revised Legend, 1990. World Soil Resources Report 60. FAO, Rom.
29. TEICHERT A., BOTTCHER J., DUIJNISVELD W.H.M., 2000. Redox measurements as a quantitative indicator of spatial and temporal variability of redox state in a sandy forest soil. In: Redox, fundamentals, processes and applications. Eds. H.D. Schuring, H.D. Schulz, W.R. Fischer, J. Bottcher, W.H.M. Duijnisveld. Springer, Berlin, Germany: 95-110.
30. TREPEL M., 1999. Spatiotemporal simulation of water and nitrogen dynamics as a tool in fen restoration. Intern. Peat J. 9: 45-52.
31. VIDAL-BEAUDET L., CHARPENTIER S., 2000. Percolation theory and hydrodynamics of soil-peat mixtures. Soil Sci. Soc. Am. J. 64: 827-835.
32. WICHTMANN W., KNAPP M., JOOSTEN H., 2000. Verwertung der Biomasse aus der Offenhaltung von Niedermooren. Zeitschr. f. Kulturtechnik u. Landeskultur 41: 32-36.
33. ZECH W., GUGGENBERGER G., HAUMAIER L., POEHHACKER R., SCHAEFER D., AMELUNG W., MILTNER A., KAISER K., ZIEGLER F., 1996. Organic matter dynamics in forest soils of temperate and tropical ecosystems. In: Humic substances in terrestrial ecosystems. Ed. A. Piccolo. Elsevier, Amsterdam: 101-170.
34. ZEITZ J., 1996. Kartierung und Bewertung von Niedermooren als Grundlage fur Flachenplanungen. Wasser Boden 48 (4): 58-64.
35. ZSOLNAY A., 1996. Dissolved humus in soil waters. In: Humic substances in terrestrial ecosystems. Ed. A. Piccolo. Elsevier, Amsterdam: 171-223.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAT9-0021-0020