Auerswald et al. 27 Sektion Grasland und Futterbau Die Schwanzhaare von Rindern zeigen die räumliche und zeitliche Variation der Wasserversorgung der Grasnarbe K. Auerswald, H. Schnyder, M. Schwertl und R. Schäufele Technische Universität München, Lehrstuhl für Grünlandlehre, Freising Einleitung Die Größe und v. a. die räumliche und zeitliche Heterogenität von Ökosystemen erschwe- ren das Erfassen von Stoffflüssen. Die Untersuchung stabiler Isotope der Bioelemente ist häufig ein elegantes Verfahren, da die Fraktionierung der stabilen Isotope direkt die betei- ligten Prozesse indiziert und quantitativ interpretiert werden kann. In Graslandökosyste- men bietet sich die Untersuchung der Haare der Weidetiere an, da diese beim Grasen das Weidegebiet flächig beproben und damit kleinräumige Heterogenitäten ausgleichen. Da- durch werden schwache Effekte sichtbar, die sonst im heterogenitätsbedingten Rauschen untergehen. Gleichzeitig speichert das Haar die Information chronologisch und ist retro- spektiv analysierbar, wodurch starke saisonale Veränderungen mit wenigen Beprobungen erfasst werden können. Dies könnte genutzt werden, um die Wasserversorgung von Gras- land zu quantifizieren, die räumlich auf Grund der Bodeneigenschaften und zeitlich auf Grund des Witterungsverlaufs variiert, was mit konventionellen bodenhydrologischen Methoden nur unzureichend erfassbar ist. Bei Wassermangel verengt die Pflanze die Spaltöffnungen. Nach FARQUHAR et al. (1989) vermindert dies die 13 C-Fraktionierung bei der Photosynthese: ∆ = a + (b-a) pi/pa Gleichung 1. Dabei ist ∆ die Diskriminierung gegenüber 13 C im atmosphärischen CO 2 , a ist die Diskri- minierung durch die CO 2 -Diffusion, b die durch die CO 2 -Bindung, pi ist der CO 2 - Partialdruck im Interzelluarraum und pa der in der freien Atmosphäre. Mit zunehmender Verengung der Spaltöffnungen sinkt pi und damit die Diskriminierung. Die Signatur des assimilierten Kohlenstoffs (δ 13 C ass ) ergibt sich dann aus der Diskriminierung und der CO 2 - Signatur der Umgebungsluft (δ 13 C Luft ): δ 13 C ass. = (δ 13 C Luft – ∆)/(∆ – 1) Gleichung 2. Die Wasserversorgung eines Pflanzenbestandes hängt von der Erschließung des Boden- wassers durch die Wurzeln (effektiver Wurzelraum), von der Speicherfähigkeit der Böden (nutzbare Feldkapazität) und der Witterung (Niederschlag und potentielle Evapotranspi- ration) ab, die räumlich (Boden) und zeitlich (Witterung) stark variieren. In Böden stellt sich ein für Standort und Nutzung typischer Humusvorrat ein, bei dem die C-Bilanz ausgeglichen ist und kein Nettofluss auftritt. Eingriffe des Menschen können jedoch aus Böden Nettoquellen oder Nettosenken machen. So macht die Umwandlung von Grasland zu Acker aus den Böden eine Nettoquelle, die Umwandlung von Acker in Gras- land dagegen eine Nettosenke, bis schließlich ein neues, an die veränderte Landnutzung angepasstes Fließgleichgewicht erreicht ist. Besonders große Kohlenstoffmengen können in Mooren gespeichert werden. Durch Entwässerung und damit Belüftung können dann dementsprechend hohe Mengen CO 2 freigesetzt werden. Da der in der organischen Sub- stanz gespeicherte Kohlenstoff wegen der Fraktionierung bei der Photosynthese eine ande- re isotopische Signatur aufweist als die Atmosphäre, führt sowohl die Nettofixierung wie