Bäume machen Ärger - Rutschungen durch Biomasse-Überladung und Windstürme in patagonischen Regenwaldern (RETROGRESS)

• Antragsteller: Dr. Christian Mohr
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 493703771

Als globale Akteure im Kohlenstoffkreislauf, erfahren temperierte Küstenregenwälder Störungen unterschiedlicher Magnituden und Häufigkeiten. In patagonischen Regenwäldern bestehen diese u.a. aus Vulkanausbrüchen und Windstürmen, die flache Erdrutsche auslösen und somit massive C-Impulse freisetzen. Die Küstenregenwälder unterliegen Verschiebungen im Klima- und Störungsregime, wobei diese in ähnliche Richtungen, aber mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten verlaufen. Somit kann die Erforschung von Störungsreaktionen beispielsweise in patagonischen Wäldern nützliche "Blaupausen" für die Regenwälder Nordamerikas liefern.Störungen können die C-Speicherung (Netto-Senke) oder den C-Abbau (Netto-Quelle) begünstigen - abhängig von der relativen Reduktion des C während der Störung, der Häufigkeit derselbigen, sowie der Erholungszeit. Gebiete hoher oder niedriger Störungshäufigkeit speichern relativ wenig C aufgrund des begrenzten Nachwachsens der Biomasse zwischen zwei Störungen, oder der verringerten, altersbedingten Produktivität. Hier testen wir, ob Gebiete moderater Störexposition dagegen Hotspots maximaler C-Bildung bilden.Biotische Prozesse sind wichtige Kontrollgrößen für geomorphische Prozesse. Doch Ursache und Wirkung sind nicht immer eindeutig. Zum Beispiel kann das Gewicht der Waldbiomasse Rutschungen begünstigen, die durch Windwirkung ausgelöst werden könnten, der über Bäume auf den Boden übertragen wird. Gleichzeitig bieten Erdrutschnarben offene Stellen zur Wiederbewaldung. Erdrutsche steuern also auch die Biomasse auf Hängen. Hier gehen wir den nächsten Schritt: Wir entwickeln ein modulares, prozessbasiertes Hangrutschungsmodell, indem wir Biomasseauflast und Windwirkung implementieren um Vegetationsdynamik-Hangrutschungen-Rückkopplungen über mehrere Störungsintervalle zu simulieren.RETROGRESS verbindet prozessbasierte Modellierung mit Feldarbeit, Umweltseismologie und Fernerkundung. Es zielt darauf ab, (1) den in Biomasse und Böden gespeicherten Kohlenstoff entlang von Erdrutsch- und Windstörungsexpositionsgradienten mit Hilfe von LiDAR, Waldinventurflächen und Statistik zu quantifizieren, (2) die Sensitivität der Biomassebelastung als Erdrutschursache und (3) des Winddrucks als Erdrutschauslöser zu simulieren. Hierbei ist Landlab das Modell unserer Wahl.RETROGRESS bringt internationale Experten aus Ökologie, Modellierung, Geomorphologie und Geologie zusammen und bindet lokale Umweltschutzbehörden aktiv ein. Die erwarteten Ergebnisse sind (1) beispiellose Einblicke in C-Bestände und deren räumliche Beziehung zu Störungen, (2) ein quantitativer Test einer fundamentalen störungsökologischen Theorie, (3) neue Einblicke in waldsystemische Ursachen, sowie (4) ein potentiell wichtiger Auslöser für Erdrutsche in einem der windigsten und artenreichsten Gebiete der Erde. Die Studie hat das Potenzial, jede Disziplin einzeln sowie ihre Synthese daraus voranzutreiben und neues Wissen über das Biom des Küstenregenwaldes aufzubauen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen