In Wäldern der gemäßigten Breiten sind mehr als 60% der Kohlenstoffvorräte in der organischen Auflage und im Mineralboden gespeichert. Hautziel dieser Arbeit war es, (1) die chemische Zusammensetzung und das Radiokohlenstoffalter von Kohlenstoffpools unterschiedlicher Stabilität in Mineralböden zu untersuchen, (2) Assoziationen zwischen Eisenoxiden und Bestandteilen der organischen Substanz zu identifizieren und (3) die kleinräumige Variabilität von Kohlenstoffvorräten zu analysieren. Zusammensetzung, Radiokohlenstoffalter und Assoziationen zwischen Eisenoxiden und organischer Bodensubstanz wurden an Bodenprofilen unter bewirtschafteten Rotbuchen- (Fagus sylvatica L.) und Fichten- (Picea abies L.) Beständen entlang einer europäischen Nord-Süd Transekte untersucht. Die Böden wurden als Cambisole, Leptosole, Luvisole und Phaeozem klassifiziert. Als Hauptmethoden wurden die Korngrößenfraktionierung in Kombination mit der 14C Radiokohlenstoffdatierung, der Festkörper 13C Kernresonanzspektroskopie (13C CPMAS NMR Spektroskopie) sowie der Ligninanalyse (CuO Oxidations Methode) angewendet. Die räumliche Variabilität der Kohlenstoffvorräte wurde in einem steinfreien Luvisol unter einem 10.000 m2 Rotbuchenbestand (Fagus sylvatica L.) untersucht. Ausgehend von 9 zufällig ausgewählten Startpunkten, wurden jeweils Proben in Abständen von 16.2 m, 5.4 m, 1.8 m, 0.6 m and 0.2 m entnommen, so dass sich eine Gesamtzahl von 54 Entnahmestellen ergab. An allen Entnahmestellen wurden die organischen Kohlenstoffvorräte in der Streu und im gesamten Solum bestimmt. Die Variabilität der organischen Kohlenstoffvorräte wurde mit Methoden der deskriptiven Statistik und der Variogrammanalyse analysiert. Aufgrund der hohen Anreicherung von organischem Kohlenstoff in der Tonfraktion und des hohen Beitrags von Ton zu der Gesamtbodenmasse, war der größte Anteil des organischen Kohlenstoffes in den Tonfraktionen (<2 μm Fraktionen) zu finden. Alle Tonfraktionen enthielten mehr als 27% des jeweiligen Gesamtvorrats an organischem Kohlenstoff. Innerhalb der Cambisol und Luvisol Profile nahm der Anteil des in der Tonfraktion gespeicherten organischen Kohlenstoffs von den A Horizonten (27-53%) zu den B und E Horizonten (44-86%) zu. Dies deutete darauf hin, dass mit zunehmender Bodentiefe weniger Blatt- und Wurzelstreu in die gröberen Fraktionen eingetragen wurde. Der organische Kohlenstoff in der 200 2000 μm Fraktion aller Untersuchungsflächen und -tiefen zeigte pmC Werte >100 (pmC = Prozentanteil von modernem Kohlenstoff). Dies lässt sich durch die dieser Fraktion zugeführte frische Pflanzenstreu mit ihren hohen 14C Gehalten erklären. Die <2 μm und 2 20 μm Fraktionen waren dagegen durch deutliche niedrigere 14C Gehalte gekennzeichnet. Dies zeigte sehr deutlich, dass die hier verwendete Korngrößenfraktionierung geeignet war, junge und alte Kohlenstofffraktionen voneinander zu trennen. Mit zunehmender Tiefe nahmen die pmC Werte stark ab, wobei die Abnahme in den feinen Fraktionen am deutlichsten ausgeprägt war. Die <2 μm und 2-20 μm Fraktionen der B und E Horizonte von zwei Luvisolen und einem Cambisol wiesen ein Radiokohlenstoffalter zwischen 512 und 4745 Jahren „vor heute“ auf, was darauf hindeutet, dass die organische Substanz in diesen Horizonten nur wenig durch die derzeitige Vegetation beeinflusst war. Die Struktur sowohl der labilen als auch der stabilen Pools der organischen Substanz war dominiert durch Alkyl C (14-48%) und O/N-Alkyl C (28-53%). Die stärksten Signale in 13C CPMAS NMR Spektren waren sowohl in Gesamtböden als auch in den spezifischen Korngrößenfraktionen in dem Bereich von O/N-Alkyl C bei 72 ppm und 105 ppm vorzufinden und sind höchstwahrscheinlich den C2, C3, C5 und C1 Kohlenstoffatomen in Cellulose und nicht kristallinen Polysacchariden zuzuordnen. Weitere deutliche Signale traten im Alkyl C Bereich bei 30 ppm auf und sind typisch für Methylen in langkettigen aliphatischen Verbindungen. Die 13C CPMAS NMR Spektren der groben Fraktionen enthalten zusätzlich Signale, die bei 56, 130 und 150 ppm vorzufinden sind. Diese auf Lignin und Tannin zurückzuführenden Signale wurden kleiner mit abnehmender Korngröße, was auf den Abbau bzw. die chemische Umwandlung von Lignin und Tannin und den Verlust phenolischer und aromatischer Strukturen hindeutete. Obwohl Lignin als schwer abbaubare Substanz angesehen wird, wurden nur geringe Ligninmengen in den Tonfraktionen vorgefunden. Dies deutet auf Prozesse hin, die spezifisch Polysaccharid und Alkyl C Verbindungen stabilisieren, jedoch nicht für Aryl C relevant sind. Positive standortspezifische Beziehungen wurden zwischen den O Aryl C Intensitäten und den pmC Gehalten in A Horizonten nachgewiesen. Während in Fraktionen mit „jungem“ Kohlenstoff O-Aryl C angereichert war, enthielten Fraktionen mit „älterem“ Kohlenstoff deutlich geringe Mengen O Aryl C. Eine Korrelation zwischen den pmC Gehalten und den O/N Alklyl C, Alkyl C, Aryl C und Carbonyl C Intensitäten in den Korngrößenfraktionen der Gesamtbodenprofile konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Dies verdeutlicht, dass nicht die chemische Struktur der organischen Substanz, sondern hauptsächlich die Stabilisierung durch Bodenmatrix und Bodenminerale für die Langzeitstabilisierung der organischen Substanz ausschlaggebend ist. In 13C CPMAS NMR Spektren von unbehandelten Tonfraktionen waren die O/N Alkyl C Signale vielfach unterdrückt. Nach der Entfernung von Eisenoxiden durch Demineralisierung mittels Flußsäure (HF) Behandlung zeigten die 13C CPMAS NMR Spektren jedoch Zunahmen der relativen O/N-Alkyl C Signalintensitäten, die zwischen 3 und 20% lagen. Der Unterschied in der O/N Alkyl C Intensität vor und nach der Demineralisierung war eng mit dem Quotienten aus der Konzentration des dithionit-extrahierbaren Eisens und der organischen Kohlenstoffkonzentration korreliert. Ein Kontaktzeitexperiment mit einer unbehandelten Tonfraktion eines Luvisols zeigte, dass Protonen in der Umgebung von O/N-Alkyl C deutlich schneller relaxierten als in der Umgebung von anderen funktionalen Gruppen, da paramagnetisches Eisen die Relaxationszeit von O/N-Alkyl C verkürzte. Ein Teil der O/N Alkyl C Verbindungen war folglich nicht sichtbar, wenn nicht sehr kurze Kontaktzeiten gewählt wurden. Dies ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass enge Assoziationen zwischen Eisenoxiden und O/N Alkyl C Verbindungen vorlagen, die höchstwahrscheinlich zur Stabilisierung von O/N-Alkyl C in der Tonfraktion beitrugen. Die räumliche Analyse der organischen Kohlenstoffvorräte zeigte, dass die Spannbreite der Kohlenstoffvorräte höher war als ihr Mittelwert. Unterböden enthielten mehr als 50% des Gesamtkohlenstoffvorrates und sollten deswegen bei Kohlenstoffbilanzen unbedingt berücksichtigt werden. Variogrammanalysen verdeutlichten, dass es nicht möglich war, ein räumliches Muster für die Streuschicht zu identifizieren. Dagegen zeigten Semivariogramme der Kohlenstoffvorräte im Solum von 0-0.12 m und im Solum >0.12 m eine Aussagereichweite (Range) von weniger als 5.4 m. Die Nuggetvarianz betrug ca. 30% des Schwellenwertes (Sill) im Solum von 0 0.12 m and über 50% des Schwellenwertes (Sill) im Solum >0.12 m. Diese Ergebnisse unterstreichen die hohe kleinräumige Variabilität der Kohlenstoffvorräte auf der Skala eines Waldbestandes. Räumliche Korrelationen zeigten, dass die organischen Kohlenstoffvorräte sehr stark von der Mächtigkeit des Solums abhängen, während eine Korrelation zwischen der Höhe des organischen Kohlenstoffvorrates und dem Abstand zum nächsten Baum nicht vorlag. Unter Berücksichtigung des Kriteriums der räumlichen Unabhängigkeit und der Variabilität der Kohlenstoffvorräte betrug die minimale nachweisbare Differenz der Kohlenstoffvorräte zwischen 0.2 kg m 2 in der Streuschicht und 4.5 kg m-2 im Gesamtprofil. Um eine 10%ige Veränderung des organischen Kohlenstoffvorrates mit statistischen Mitteln nachzuweisen, würden auf der untersuchten Fläche Proben von mehr als 300 Beprobungspunkten benötigt. Auf Grundlage der beschriebenen Untersuchungsergebnisse konnten folgende Schlussfolgerungen gezogen werden: Ein großer Teil des organischen Kohlenstoffs in Mineralböden unter Wäldern der gemäßigten Breiten wird in Unterböden gespeichert, hat ein hohes Radiokohlenstoffalter und liegt in Form von O/N-alkyl C und Alkyl C vor. Die Streuung des Radiokohlenstoffalters in Mineralböden ist nicht alleine durch die chemische Zusammensetzung der organischen Kohlenstoffvorräte erklärbar. Vielmehr wird die Langzeitstabilisierung von organischem Kohlenstoff in Mineralböden höchstwahrscheinlich durch Interaktionen mit der Mineralphase, zum Beispiel durch Adsorption an Eisenoxide, kontrolliert. Aufgrund der hohen räumlichen Variabilität der im Boden gebundenen Kohlenstoffvorräte sind aufwendige Beprobungen notwendig, um kleine Veränderungen der Kohlenstoffvorräte in Mineralböden festzustellen.