Die ökologische und biogeochemische Bedeutung von Schneebedeckung in temperaten Waldökosystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Kreyling
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273125805

Die Klimaerwärmung betrifft Mitteleuropa am stärksten im Winter. Geringere Schneebedeckung kann einer Erhöhung der Bodentemperatur allerdings entgegenwirken. Ganz allgemein ist der Winter ein entscheidender Treiber für Ökologie und Biogeochemie von Wäldern der gemäßigten Breiten. Die Erforschung der Effekte von veränderter Schneebedeckung und variableren Bodentemperaturen wird das Verständnis von Klimafolgen daher verbessern.Experimente zum Klimawandel sollen (1) prozessbasiertes Verständnis und (2) Realitätsnähe, welche Verallgemeinerungen erlaubt, bieten. Deshalb schlage ich hier detaillierte Laborversuche zur Identifizierung der relevanten Aspekte der Wintertemperatur (Magnitude, Andauer, Abruptheit, Frequenz von Frost) auf ökologische und biogeochemische Prozesse vor. Darüber hinaus sollen Schneemanipulationsexperimente in Wäldern entlang eines Gradienten der Winterbedingungen für Generalisierbarkeit sorgen.Schneedächer und Isolierung ermöglichen die Erforschung von veränderter Schneebedeckung, und damit verändertem Temperaturregime im Boden, ohne physische Störung oder veränderte Wasser- und Nährstoffbilanzen. Das hier vorgeschlagene Freilandexperiment wird Altbäume umfassen, was bislang in Experimenten nur selten erreicht wurde. Die geplanten Messgrößen werden umfassende Einsichten zu einer Vielzahl von Prozessen liefern (Wachstum von Bäumen, Verjüngung, Zusammensetzung der Waldbodenvegetation, Wurzeldynamik, Streuabbau, Mineralisierung, Stickstoffkreislauf, Spurengasflüsse). Dieses Experiment soll als Plattform für weitere interdisziplinäre Kooperationen dienen, zu denen aktiv eingeladen werden wird.Klimakammerversuche zu zwei Schlüsselprozessen (Keimung/ Etablierung der dominanten Baumart (Fagus sylvatica) und Mineralisierung) sollen ökologisch und biogeographisch relevante Aspekte des Wintertemperaturregimes fassen. Dieses Wissen ist wichtig für die Interpolation der Effekte auf zukünftige Bedingungen. Die Hauptbaumarten sind entscheidend für die Anpassung von Waldökosystemen an veränderte Bedingungen. Diese Arten beherbergen hohe innerartliche phänotypische und genetische Vielfalt in und zwischen Populationen in ihrem Verbreitungsgebiet. Lokale Anpassungen an Winterbedingungen und Plastizität in und zwischen Populationen sollen deshalb sowohl in den Labor- als auch im Freilandexperiment untersucht werden.Die hier vorgeschlagenen Experimente werden das ökologische und biogeochemische Verständnis von Winterklimafolgen verbessern. Die Bearbeitung sowohl unter sehr kontrollierten Bedingungen zum Prozessverständnis als auch unter Freilandbedingungen an verschiedenen Standorten zur Generalisierung auf Landschaftsebene ist relevant für die Verbesserung von gekoppelten Atmosphäre-Biosphäre Modellen genauso wie für vorausschauende Bewirtschaftung von Ökosystemen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen