Jüngste Änderungen in der Nördlichen Vegetativen Kohlenstoff Zirkulation

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Buermann; Professor Dr. Matthias Forkel; Privatdozentin Dr. Kirsten Thonicke
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450760135

Das übergeordnete Ziel des Vorhabens besteht darin, die Reaktion der nördlichen Vegetation auf den Klimawandel und ihre Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf besser zu verstehen. Durch die Kombination etablierterer satellitengestützter grob- und hochauflösender Vegetationsbedeckungsdatensätze sowie Klimadaten werden Muster und Ursachen von Begrünungstrends für Regionen mit stabiler und dynamischer Landbedeckung analysiert. In einem zweiten Schritt werden wir ein DGVM nach dem Stand der Technik (LPJmL) benutzen, um die beobachteten Vegetationsreaktionen zu reproduzieren, und gegebenenfalls die Modellparametrisierung verbessern. Das LPJmL simuliert die Vegetationsdynamik, einschließlich Waldbrand und Permafrost, und die damit verbundenen Kohlenstoff-, Wasser- und Stickstoffkreisläufe in einem integrativen Modellierungsrahmen. In einem letzten Schritt werden wir die verbesserten DGVM-Kohlenstoffflüsse an ein atmosphärisches Transportmodell (TM3) koppeln, um die beobachteten CO2-Amplituden-Trends zu reproduzieren und faktorielle Simulationen anwenden, um die Treiber, Prozesse und Mechanismen zuzuordnen, die für die zunehmende CO2-Amplitude verantwortlich sind.Mit unserem Projekt möchten wir die folgenden Schlüsselhypothesen in Bezug auf aufkommende Reaktionen des nördlichen Ökosystems testen, einschließlich des nördlichen Begrünungstrends und des gesteigerten saisonalen CO2-Austauschs im Norden:H1: Vegetationsreaktionen auf Erwärmungstrends: Erhöhte Pflanzenproduktivität verursacht durch (i) pflanzenphysiologische Reaktionen (temperatur-, feuchtigkeits-, permafrost-, nährstoffgetrieben) (ii) Verschiebungen in der Vegetationsphänologie (längere Vegetationsperiode)H2: Allmähliche Veränderungen der Vegetationsbedeckung: Erhöhte Pflanzenproduktivität durch (i) Ausdehnung des borealen Waldes in die Tundra (Vorrücken der Baumgrenze; ​​temperaturabhängig) (ii) Strauchausdehnung in Tundra und borealen Ökosystemen (temperaturgesteuert)H3: Abrupte Veränderungen der Vegetationsbedeckung: Verschiebungen in den Störungsregimen manifestiert durch (i) Verschiebungen der Zusammensetzung hin zu einem erhöhten Anteil von Laub- und immergrüner Vegetation in borealen Systemen (ausgelöst durch eine Änderung des Brandregimes), die zur Erhöhung der CO2-Amplitude beitragen (ii) Zunahme der durch Feuer und Dürre verursachten Baumsterblichkeit, die einen Kohlenstoffverlust verursacht, und der zunehmende CO2-Amplitude entgegenwirktAlternative Erklärungen für Änderungen der Dynamik des nördlichen Ökosystems und entsprechende Verbindungen zu CO2-Amplituden-Trends, die mit Änderungen der Lichtnutzungseffizienz, der CO2-Düngung und der Landnutzungsänderung in gemäßigten Regionen zusammenhängen, werden ebenfalls bewertet, um ein gründliches Verständnis zu erzielen. Unser allgemeiner Fokus auf Kohlenstoffaufnahmeprozesse liegt darin, dass atmosphärische Studien zeigen, dass der größte Beitrag zum gesteigerten CO2 Austausch während der Vegetationsperiode stattfand.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Christian Rödenbeck