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Projekt
Nährstoffversorgung als Treiber der Biomasse-Produktion und mit ihr verbundener Wasserflüsse entlang eines Landnutzungs- und Klima-Gradienten
Antragsteller
Professor Dr. Wolfgang Wilcke
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386807763
Die Forschungsgruppe RESPECT hat für den feuchten tropischen Bergregenwald in Ecuador ein hydrologisches, ein dynamisches Vegetations- und ein Klima-Modell im neuen „biodiversifizierten“ Land Surface Model HUMBOL-TD zusammengeführt. HUMBOL-TD ermöglicht es, den Einfluss der Trait-Diversität von Bäumen auf die Biomasseproduktion und mit ihr verbundener Evapotranspiration in Landnutzungsänderungs- und Klimawandel-Szenarien zu untersuchen. Teilprojekt A3 hat dazu beigetragen neue N- und P-Kreislaufmodule zu implementieren, die die Ergebnisse des dynamischen Vegetationsmoduls erheblich verbessert haben. In Phase II von RESPECT wird das Untersuchungsgebiet vom feuchten zum trockenen Bergwald ausgedehnt. Das Teilprojekt A3 wird seinen Fokus auf die Nährstoffversorgung durch Mineralisierung und Verwitterung beibehalten und für die Modell-Parametrisierung notwendige Daten (N- und P-Deposition, Bodentextur, Gründigkeit, Feldkapazität, C-, N- und P-Verfügbarkeit) sowie Daten für die Modell-Evaluierung (C- und N-Gehalte des Bodens, N-Mineralisierungsraten, Nährstoffauswaschung) im Trockenwald erarbeiten. Teilprojekt A3 wird den Einfluss der Landnutzung (natürlicher Trockenwald und Agroforst) und Klima (substituiert durch die Höhenlagen 600 und 1200 m über Normalnull) auf die N-Mineralisierung, die Nährelement-Freisetzung durch Verwitterung, die mikrobielle P-Retention und die Nährstoffauswaschung auf den 12 Core Plots von RESPECT im Trockenwald untersuchen. Wir werden Nährelement-Deposition und -Auswaschung mit Ionenaustauscherharz-Boxen im Trockenwald bestimmen, die Böden grundcharakterisieren und die C-, N- und P-Verfügbarkeit messen. Wir werden die N-Mineralisierungsraten mithilfe einer Kurzzeit-Inkubation zu Beginn und während der hohen Regenzeit und des Tiefenprofils der stabilen C-Isotopenverhältnisse und C-Gehalte bestimmen. Wir werden Verwitterungsraten durch „open-system“-Massenbilanzen, einem „pHstat“-Ansatz (einer beschleunigten Verwitterung bei konstantem pH-Wert im Labor) und die Messung der Tiefenprofile stabiler Ca-Isotopenverhältnisse quantifizieren. Wir werden die Tiefe der Nährelementaufnahme mithilfe von Tracer-Experimenten zu Beginn und während der hohen Regenzeit ermitteln. Außerdem werden wir mithilfe eines neuartigen 18O-Markierungsexperimentes den Grad des mikrobiellen P-Einbaus auf allen 30 Core Plots von Respekt im trockenen und feuchten Teil des Arbeitsgebiets aufklären. Alle Daten werden auf der Ebene der Core Plots und der individuellen funktionellen Pflanzentypen erhoben und ein Teil der Daten für alle einzelnen Zielpflanzen, um zur gemeinsamen Response-Effect Framework-Analyse beizutragen. Insgesamt wird Teilprojekt A3 zur Vertiefung unseres Verständnisses der Wirkungen von Klima- und Landnutzungswandel auf wichtige Nährelement-Bereitstellungs- und Verlust-Prozesse in den immer feuchten und saisonalen Ausprägungen eines hoch diversen, abgelegenen, tropischen Bergwaldes und seiner anthropogenen Ersatzsysteme beitragen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
