Ökologische Funktionalität von Waldökosystemen bei nasseren Wintern entlang eines Klimagradienten (WetWin)

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Kreyling
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 450829734

Klimamodelle prognostizieren für die gemäßigten Breiten einen deutlichen Anstieg der Lufttemperatur in diesem Jahrhundert, wobei die Erwärmung im Winter die Erwärmung in allen anderen Jahreszeiten für Mittel- und Nordeuropa übersteigt. Darüber hinaus werden die Winterniederschläge zunehmen und sich von Schnee zu Regen verlagern. Kurz gesagt, die europäischen Winter werden wärmer und feuchter. Die Nettoauswirkung dieser wärmeren und feuchteren Winter auf das Funktionieren von Ökosystemen ist jedoch unklar.Es wird allgemein erwartet, dass wärmere Böden die biotische Aktivität und die Nährstoffverfügbarkeit für Pflanzen verbessern. In Regionen mit geringer natürlicher Schneedecke und warmen Wintern wird diese Zunahme der verfügbaren Nährstoffe entweder zu einem verstärkten Pflanzenwachstum oder, insbesondere bei einer Zunahme der Winterniederschläge, zu verstärkter Nährstoffauswaschung führen. In kälteren Regionen mit tieferer und längerer Schneebedeckung kann Schneeverlust zu kälteren Bodentemperaturen aufgrund fehlender Isolierung, reduzierter Mineralisierung und vermindertem Pflanzenwachstum führen. Hier können zusätzliche Niederschläge die Stickstofflimitierung durch verstärkte Auswaschung verschärfen. Das allgemeine Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung der Bedeutung des Winterniederschlags für die Ökologie und Biogeochemie der Laubwälder der gemäßigten Breiten. Wir werden die Auswirkungen erhöhter Winterniederschläge und ihre Wechselwirkungen mit einer verringerten Schneebedeckung untersuchen. Wir erwarten, stärkere Stickstoffauswaschung an wärmeren Standorten, während kältere Standorte stärker von veränderter Schneebedeckung betroffen sein werden. Daher werden die Manipulationsexperimente entlang eines Klimagradienten durchgeführt, der den Klimawandel von ehemals kälteren und schneereicheren Bedingungen im Osten des Gradienten auf künftige wärmere und schneeärmere Bedingungen im Westen des Gradienten simuliert. Die Netto-Ökosystemeffekte auf Veränderungen des Winterniederschlags werden im Baumwachstum und der Stickstoffauswaschung quantifiziert und die potenziellen Auswirkungen in diesen Proxies durch die folgenden Parameter erklärt: (1) biotische Aktivität, Zersetzungsraten und Mineralisierung im Boden; (2) Nährstoffverfügbarkeit und Auswaschung; (3) ober- und unterirdisches Wachstum und Ressourcenallokation adulter und juveniler Individuen des natürlicherweise dominierenden Waldbaums Mitteleuropas, d.h. Fagus sylvatica, und der Waldbodenvegetation. Wir werden die Sensitivität dieser ökologischen und biogeochemischen Reaktionsparameter auf Veränderungen des Winterniederschlags entlang eines weiten Gradienten der Wintertemperatur von Nordostdeutschland nach Nordpolen quantifizieren, um ein besseres Verständnis der potentiellen Auswirkungen auf das Funktionieren der Ökosysteme und ein fundiertes Hochskalieren auf zukünftige klimatische Bedingungen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen