| Summary: | In deze doctorale dissertatie werd de organische stof (OS) uit bodems van huidige ecosystemen en uit palaeobodems (laatste interglaciale en vroeg glaciale periode) aan een onderzoek onderworpen met behulp van pyrolyse-GC/MS. Het doel van de studie was om na te gaan of het klimaat en de vegetatie hun sporen achterlaten in de samenstelling van de OS (de zogenaamde ‘humus vingerafdruk’) en of deze samenstelling kan worden gebruikt als proxy-variabele in het ontrafelen van het bodemgeheugen. Het eerste deel van de studie concentreert zich op de OS-samenstelling in huidige ecosystemen. Stalen uit verschillende biomen (i.e. toendra, taiga, steppe, gematigd woud, tropisch woud ) werden vergeleken. Het resultaat toont aan dat de OS-samenstelling uit koudere klimaatgebieden nog erg lijkt op de chemische compositie van vers plantaardig materiaal. In gematigde weersomstandigheden werd er een sterkere microbiële wijziging van de OS aangetroffen. Gematigde naaldhoutbossen vertonen accumulatie van aromatische en alifatische verbindingen. Tropische OS wordt gekenmerkt door N-verbindingen, zonder enige accumulatie van moeilijk afbreekbare fracties. Deze observaties werden gevalideerd door ze samen te brengen in een ‘beslisboommodel’, dat gebruikt werd om nieuwe stalen toe te wijzen aan bepaalde biomen. In de meeste gevallen was deze toewijzing correct, wat impliceert dat the waarnemingen in dit hoofdstuk breed toepasbaar zijn. De resultaten wijzen erop dat de OS-samenstelling in verschillende biomen vooral bepaald wordt door (i) de kwaliteit van de input (bepaald door de vegetatie) en (ii) de OS-afbraak (bepaald door vegetatie en klimaat). Naast deze verschillen op grote schaal werd ook de regionale invloed nagegaan van sitekenmerken zoals beheer, voorgeschiedenis, bodemeigenschappen en totale koolstofinhoud. Stalen werden genomen in gematigde bossen met Grove den, Beuk, Zomereik en hybride populier, en met een verschillende bodemtextuur en bodemvochtgehalte. De invloed van de boomsoort was prominent aanwezig in de OS-samenstelling. De resultaten doen vermoeden dat de kwaliteit de input aan de basis ligt van dit effect, en dat die de functionele eigenschappen van de micro-organismen in de bodem bepaalt. In oligotrofe ecosystemen met lage inputkwaliteit worden moeilijk afbreekbare componenten (alifaten en aromaten) niet afgebroken, zodat ze zich ophopen in de bodem. In eutrofe systemen met hoge inputkwaliteit worden geen ophopingen van bepaalde chemische fracties waargenomen. Voormalig heidegebied, dat nu bebost is,heeft nog een sterk afwijkende OS-samenstelling na meer dan 60 jaar, wat erop wijst dat de factor chemische afbreekbaarheid moet worden geëvalueerd in het kader van de eigenschappen van het ecosysteem. Het tweede deel spitst zich toe op de analyse van palaeobodems uit de laaste interglaciale en vroeg glaciale periode. Het heeft tot doel na te gaan of de OS- samenstelling kan worden gebruikt om informatie te vergaren over de vorming van deze bodems. De Rocourtbodem in de Veldwezelt Hezerwater opgraving werd gekozen als gevalstudie. Eerst werd een gedetailleerd palaeo-pedologisch beeld getekend van de Rocourtbodem aan de hand van macro- en micromorfologie, X-stralen diffractie en dieptefuncties van korrelgroottesamenstelling, totale Fe, Al, Mn, K, Na, Ca, C en P-concentratie, pH en elektrisch geleidingsvermogen. De resultaten tonen aan dat de Rocourtbodem polygenetisch is en sterk beïnvloed werd door vorst. De onderste Rocourt B horizont vertoont duidelijke klei-illuviatie, sporen van ijssegregatie en uitloging van colloïden door smeltwater. De andere B- horizonten zijn slechts zwak ontwikkeld en micromorfologie toont aan dat een substantieel deel van de kleihuidjes werd gevormd nadat de bodem reeds dieper begraven was. Een koude periode lag aan de basis van de vorming van de onderste A horizont en van de E horizont (die banden en een polygonaal patroon van barsten vertoont). De bovenliggende A horizont werd gevormd gedurende een relatief stabiele periode. De bovenste A horizonten werden gevormd in meer dynamische omstandigheden. Vervolgens werd de in Veldwezelt-Hezerwater gevonden OS onderzocht en vergeleken met de totale C concentratie, de stabiele-isotopensamenstelling en de korrelgrootteanalyse. De resultaten tonen weerom aan dat de onderste A horizont gevormd werd tijdens een koude periode. Deze periode werd gevolgd door een warmere en stabielere periode, die aanleiding gaf tot sterk afgebroken organisch materiaal en een hoge microbiële invloed. Hoger in het profiel daalden de afbraak en de microbiële activiteit opnieuw. Tevens trad er een verschuiving op in the stabiele-isotopensamenstelling, verhoogde de U-ratio en werden er sporen van brand teruggevonden in de OS-samenstelling. Hoewel de chemische eigenschappen van de fossiele OS sterk verschillen van OS uit huidige bodems, was het toch mogelijk om gedetailleerde informatie te bekomen aangaande de afbraak en de microbiële activiteit, die consistent was met de andere eigenschappen van de bodem. Tenslotte werden de mogelijkheden van Midden Infrarood Spectroscopy (MIRS) en thermostabiliteit geëvalueerd bij het bestuderen van palaeobodems. Het groeperen van stalen aan de hand van clusteranalyse bleek een effectief hulpmiddel in het afbakenen van bodemhorizonten. Verder bood partiële kleinstekwadratenregressie de mogelijkheid om dieptefuncties van C, N en H concentraties te voorspellen aan de hand van een minimaal aantal stalen. Ten slotte toonde een trapsgewijze analyse van de thermostabiliteit aan dat deze techniek interessant kan zijn voor het verder bestuderen van de eigenschappen van OS in palaeobodems. status: published
|
|---|