Carbon, water and nutrient dynamics in vascular plant- vs. Sphagnum-dominated bog ecosystems in southern Patagonia

• Applicants: Professor Dr. Till Kleinebecker; Professor Dr. Klaus-Holger Knorr, since 9/2016; Professor Dr. Lars Kutzbach
• Subject Area: Soil Sciences ; Physical Geography
• Term: from 2013 to 2018
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 227390157

In Hochmooren steuert die Vegetation Schlüsselprozesse wie die Retention von Kohlenstoff, Wasser und Nährstoffen. In Hochmooren der Nordhemisphäre wird die Verschiebung von Sphagnum- zu Gefäßpflanzen-dominierter Vegetation häufig auf den Klimawandel oder erhöhte Stickstoffdeposition zurück geführt und bewirkt eine deutliche Reduzierung der Kohlenstoff-, Wasser- und Nährstoffrückhaltung. In Südpatagonien existieren seit über 2000 Jahren sowohl Sphagnum- als auch Gefäßpflanzen-dominierte Hochmoore unter ähnlichen Umweltbedingungen. Folglich können südpatagonische Moore als Beispiel für den Langzeiteffekt der Gefäßpflanzenausbreitung in Hochmoore auf Kohlenstoff-, Wasser- und Nährstoffkreisläufe dienen. Die aktuellen Bilanzen von Kohlenstoff und Wasser eines Sphagnum- und eines Gefäßpflanzendominierten Hochmoores werden durch CO2-, H2O- und CH4 Flussmessungen und der Messung von lateralen Wasserverlusten sowie Verlusten an gelöstem organischen und anorganischen Kohlenstoff abgeschätzt. Die hohe zeitliche Auflösung der in beiden Mooren simultan durchgeführten CO2 und H2O-Flussmessungen mittels Eddy Covariance Technik und die starke Wechselbeziehung zwischen Klimavariablen und Moorpflanzenphysiologie erlauben direkte Vergleiche von Kohlenstoff- und Wasserflüssen während kalter, warmer, trockener, nasser, bewölkter oder sonniger Phasen. Durch Kombination mit Kammermessungen zum Gasaustausch und zur Fluoreszenz auf Blattebene, können zugrunde liegende pflanzenphysiologische Prozesse erforscht werden. Die Kohlenstoffakkumulation über lange Zeiträume wird mittels Isotopendatierungen und Bestimmung der Kohlenstoffgehalte im Torfprofil ermittelt. Es wird ein reziprokes Verpflanzungsexperiment mit integrierter Beschattung, Kalkung und markierter Stickstoffzugabe durchgeführt um die steuernden Faktoren im Konkurrenzgefüge zwischen Sphagnum und Gefäßpflanzen zu identifizieren sowie Interaktionen zwischen CO2-, CH4-, und H2O Flüssen und funktionalen Pflanzeneigenschaften zu erforschen, die Schlüsselprozesse der Kohlenstofffixierung und der Nähstoffkreisläufe beeinflussen. Zersetzungsraten und wichtige unterirdische Prozesse werden mit einem Streubeutel-Gelände Experiment und einem Bebrütungsexperiment im Labor analysiert.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Argentina
• Partner Organisation: Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; MINISTERIO DE CIENCIA, TECNOLOGÍA E ; INNOVACIÓN PRODUCTIVA
• Participating Institution: CADIC-CONICET ; Centro Austral de Investigaciones Científicas - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas ; Ecology Group
• Participating Person: Dr. Veronica Pancotto
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Christian Blodau, until 8/2016 (†)