Abstract:
Um das Vorhandensein und den Transport chemischer Elemente auf der Erde zu beschreiben, wird das Konzept der biogeochemischen Kreisläufe angewandt. Ein solches Element ist Phosphor, das wegen seiner Wichtigkeit als limitierendes oder co-limiterendes Element für das Pflanzenwachstum in tropischen Regenwäldern ausgewählt wurde. Am Beispiel eines Einzugsgebietes im tropischen Bergregenwald von Ecuador wird untersucht, wie sich die Phosphorkonzentrationen und Phosphorflüsse entlang des wassergebundenen Kresilaufs vom Freilandniederschlag bis hin zum Oberflächenabfluss sowohl zeitlich wie auch räumlich verhalten. Die untersuchten Daten umfassen die Wasserflüsse und die Konzentrationen von Orthophosphat und totalem gelösten Phosphat zwischen 1998 und 2010 als monatliche Mittel. Die räumliche Verteilung wird mit der Darstellung der Messwerte in Boxplots und der Suche nach räumlichen Mustern analysiert. Um nach saisonalen Prozessen zu suchen, wird einerseits ein lineares Modell, bestehend aus einer Sinus- und einer Cosinus-Funktion gebildet und auf Signfikanz und Aussagekraft, d.h. Erklärung der Variabilität durch das Modell anhang des Anteils an der Gesamtvariation getestet. Anderseits wird die Autokorrelation der Daten auf ein saisonales Muster untersucht. Ein allfälliger langfristiger Trend wird mit dem saisonalen Kendall-Test gesucht. Bei der Analyse der räumlichen Verteilung zeigt sich, dass sich die größten Phosphor-Konzentrationen und -Flüsse zwischen Bestandesniederschlag und organischer Auflage bewegen. Zudem ist der Eintrag durch den Freilandniederschlag größer als der Austrag im Oberflächenabfluss. Bei allen Wasserflüssen wurde eine jährliche Saisonalität festgestellt. Bei den Konzentrationen ist ein antizyklisches Verhalten zu den Wasserflüssen zu erkennen. Der Freilandniederschlag weist keine Saisonalität auf. Die größten Saisonalitäten sind zwischen Krone und organischer Auflage zu finden. Die Konzentrationen in den Saugkerzen und im Oberflächenabfluss sind nur schwach durch saisonale Prozesse geprägt. Bei den Flüssen zeigt nur der Bestandesniederschlag deutlich jährliche Saisonalität. Die Analyse der zeitlichen Trends zeigte keine langfristigen Trends, die auf eine Änderung externer Faktoren zurückzuführen sind. Interne Veränderungen im Pflanzenwachstum könnten für eine Zunahme im Stammabfluss und eine Abnahme der Lysimeterkonzentrationen (unter der organischen Auflage) verantwortlich sein. Bei der Analyse der Feueraktivität als möglicher Quelle für Phosphoreintrag wurden einzelne signifikante Beziehungen mit den Phosphorkonzentrationen gefunden.
