Aufstellung und Auswertung ökosystemarer Element-Konzentrations-Kataster

Bernd Markert, born 1958, is Professor of Environmental Technology and former director of the International Graduate School Zittau (Germany). His professional interests include the biogeochemistry of trace substances in the water/soil/plant system, instrumental analysis of chemical elements, eco- and human toxicology of hazardous substances, pollution control by use of bioindicators and technologies for waste management, environmental restoration, and remedial action on soils. Professor Markert has so far (co)published 18 books.

Von der Arbeits gruppe Systemforschung an der Universität Osnabrück wird im Auftrag der International Union of Biologica1 Sciences (IUBS) ein Projekt zur Erstellung von sogenannten Element-Konzentrations Katastern in Ökosystemen (ECCE) entwickelt, das alle großen Ökosysteme der Erde einschließen soll. Während unserer Pilotstudien in den Jahren 1983-1986 ist es uns mit Hilfe befreundeter Wissenschaftler gelungen, zwischen 60 und 70 der etwa 90 natürlich vorkommenden Elemente zu erfassen. Die in den Arbeiten auftretenden Schwierigkeiten und Fehler, aber auch enormen Möglichkeiten, die sich aus der Aufstellung von ECCEs für die moderne Ökosystemanalyse ergaben, hatten uns dazu ermutigt, unsere bisherige Methodik und Fragestellungen der IUBS für ein internationales Programm anzubieten. Die IUBS hat dieses Angebot angenommen und uns beauftragt, ein internationales Programm zu entwickeln. Der Wortlaut des Antrages, mit dem dieses Projekt der IUBS General Assembly 1985 in Budapestund 1986 in Syracuse~ N. Y., zur Annahme empfohlen wurde, ist im Anhang wiedergegeben. Als wesentliche Gründe für das Projekt sind darin angegeben, daß vollständige Elementaranalysen folgende Vorteile für die Ökosystemforschung bringen werden: VI 1. Sie werden die Basisinformation für den globalen Kreislauf aller chemischen Elemente liefern. 2. Sie werden Elementbilanzen für die verschiedenen Ökosysteme in den unterschiedlichen klimatischen und edaphischen Bedingungen ermöglichen. 3. Sie können den Einfluß verschiedener Elementkonzentrationen auf die Evolution von Pflanzen- und Tierarten aufzeigen. 4. Sie können den Einfluß der Elementkonzentrationen auf die Vegetations- und Bodenstruktur in den . verschiedenen Ökosystemen aufzeigen. 5. Sie können die Verteilungsmusterder einzelnen Elemente in den pflanzlichen und tierischen Organismen des Ökosystems liefern.

1. Einleitung.- 1.1 Die Bedeutung und Wirkung von Mineralstoffen.- 1.2 Der Mineralstoffhaushalt im Ökosystem.- 1.3 Die Makroelementanalyse eines Ökosystems.- 1.4 Die Multielementanalyse im Ökosystem.- 2. Die Ausführung von Multielementanalysen für die Ökosystemforschung.- 2.1 Die repräsentative Probenahme.- 2.2 Waschen und Trocknen der Proben.- 2.3 Homogenisation und Lagerung der Proben.- 2.4 Die Probenaufbereitung.- 2.5 Die Analyse.- 2.6 Der Einsatz von Referenzmaterialien in der Ökosystemanalytik.- 3. Die vergleichende Darstellung von Ergebnissen aus Multielementuntersuchungen.- 3.1 Die Darstellung des Datenmaterials in Form von Ziffern.- 3.2 Die Darstellung als "Fingerprintgraph".- 3.3 Die Darstellung in Form von Element-Konzentrations-Katastern (ECCE).- 3.4 Die Darstellung in Form von Element-Konzentrations-Bereichs-Katastern (ECRC).- 3.5 Die ECCE-Tabellen für das IUBS-Programm.- 4. Möglichkeiten der Anwendung von Element-Konzentrations-Katastern und den Ergebnissen der Multielementanalytik.- 4.1 Anwendung von Element-Konzentrations-Katastern auf die Untersuchung von Hochmoorböden zur Indikation der anorganischen Umweltbelastung.- 4.2 Vergleich der Element-Konzentrations-Kataster von Glycophyten und Halophyten.- 4.3 Verteilungsmuster der Lanthaniden in verschiedenen Pflanzen und Böden.- 4.4 Interelement-Korrelationen in verschiedenen Pflanzenarten.- 5. Probleme bei der Aufstellung von Element-Konzentrations-Katastern.- 6. Anhang.- 6.1 Erweiterte Liste der chemischen Elemente mit Ordnungszahl.- 6.2 Relative Häufigkeit der natürlich vorkommenden Isotope (mit freundlicher Genehmigung von VG-Instruments, Winsford, U.K.).- 6.3 Vorschlag für das ECCE-Projekt an die International Union of Biological Sciences - Englische Zusammenfassung.- 6.4ECCE-Tabelle für das IUBS-Programm.- 7. Literatur.- 8. Sachverzeichnis.