Die Rolle von Phosphor für die Limitierung der Produktivität des Amazonas-Regenwaldes im globalen Wandel

• Antragstellerin: Professorin Dr. Anja Rammig
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 337946415

Seit mehr als 20 Jahren wird über mögliche Auswirkungen des sogenannten CO2-Düngeeffekts auf die Stabilität tropischer Regenwälder und den globalen Kohlenstoffkreislauf diskutiert. Dennoch bestehen nach wie vor große Unsicherheiten über die Existenz, Größe und Dauer eines solchen Effektes in den Tropen. Insbesondere spielt dabei die Limitierung des Wachstums durch Phosphor (P) eine wichtige Rolle. Es wird angenommen, dass schon heute die geringe Nährstoffverfügbarkeit, vor allem von P, eine mögliche Ursache für einen beobachteten Biomasserückgang im Amazonasgebiet sein könnte. Nur wenige Landoberflächenmodelle berücksichtigen den P-Kreislauf, da die Modellentwicklung aufgrund mangelnder Beobachtungsdaten und unzureichendem Prozessverständnis bisher nur schwer umsetzbar war. Das Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist es, die Rolle der P-Limitierung für die Produktivität des Amazonas-Regenwald zu untersuchen unter Berücksichtigung der Aspekte des globalen Wandels, wie z.B. erhöhte atmosphärische Kohlendioxid-Konzentration und Stickstoffdeposition. Dafür soll ein detailliertes P-Kreislaufmodell in das etablierte dynamische Vegetationsmodell LPJ-GUESS eingebaut werden. LPJ-GUESS simuliert ober- und unterirdische biogeochemische Prozesse (C, N), daher ist es für eine Implementation des P-Kreislaufs sehr gut geeignet. Außerdem berücksichtigt das Modell aber auch detaillierte Sukzessionsprozesse in der Vegetation, die eine wichtige Ursache für Biomasse-Veränderungen über die Zeit sein, und auch eine Rolle für die räumliche Verteilung der Produktivität im Amazonasgebiet spielen könnten. Für die Implementation des Modells sollen verschiedene existierende Ansätze verwendet und weiterentwickelt werden. Neue Beobachtungsdaten aus den Experimenten AmazonFACE (Amazon Free Air CO2 Enrichment) und AFEX (Amazon Fertilization Experiment), sowie bereits vorhandene Daten aus dem Amazonasgebiet werden von Brasilianischen Partnern zur Verfügung gestellt und für die Parametrisierung und Evaluierung des Modells herangezogen. Es werden verschiedene Modellansätze für Pflanzenwachstumsstrategien, vor allem in Bezug auf die P-Aufnahme der Pflanzen getestet, um Hypothesen zu veränderten Ökosystemfunktionen im Klimawandel und mit erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentration zu generieren. Diese modell-basierten Hypothesen werden dazu beitragen, um ein grundlegendes Verständnis für die Auswirkungen von Klimawandel auf den Amazonasregenwald und andere tropische Ökosysteme zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien, Brasilien, Frankreich, Schweden
• Kooperationspartner: Professor Dr. David Montenegro Lapola
• Mitverantwortliche: Dr. Daniel Goll; Professor Dr. Patrick Meir; Professor Dr. Carlos Quesada; David Warlind