Stickstoffgehalt, Atmung und Nettoprimärproduktion von Baumgewebe in borealen und gemäßigten Wäldern

• Antragsteller: Dr. Martin Thurner
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554263399

Pflanzenatmung (Ra) ist, neben der Bruttoprimärproduktion (GPP), ein integraler Bestandteil der Nettoprimärproduktion (NPP = GPP - Ra). Die NPP von Bäumen beschreibt die Menge an aus der Atmosphäre aufgenommenem Kohlenstoff (C), der nicht bei der Atmung wieder abgegeben wird und daher zum Wachstum und zur Reproduktion genutzt werden kann. Es ist sehr unsicher, wie Ra und NPP auf Änderungen des Klimas und der Baumartenverteilung auf großen räumlichen Skalen reagieren werden, obwohl sie entscheidende C-Flüsse für die Quantifizierung des Waldwachstums und der C-Aufnahme sind. Da die Ra mit der Temperatur ansteigt, könnte ein Anstieg der Ra bei weiter steigenden Temperaturen den in den letzten Jahrzehnten beobachteten Anstieg der Produktivität in Zukunft ausgleichen. Bisher sind regionale bis globale Schätzungen der Ra nicht verfügbar, weil dieser C-Fluss auf solchen Skalen nur schwer gemessen werden kann. Deshalb bringen auch Schätzungen der NPP durch Satellitendaten wie MODIS NPP oder durch dynamische globale Vegetationsmodelle (DGVMs) starke Modellannahmen und Vereinfachungen und somit eine hohe Unsicherheit mit sich. Um diesen Forschungsbedarf zu adressieren, werden im NicerNPP Projekt neue räumliche Waldbiomasse-Produkte zusammen mit Informationen über die Stickstoff(N)-Konzentrationen im Baumgewebe und die Baumartenverteilung verwendet, um Ra zu berechnen. Dafür wird der Zusammenhang zwischen Atmungskosten und dem N-Gehalt der Vegetation genutzt. Dies wird durch die kürzliche Verfügbarkeit von fernerkundungsbasierten Biomasseprodukten und wichtigen durch den Antragsteller umgesetzten Vorarbeiten ermöglicht, welche die Unterscheidung der Biomasse in lebendem Baumgewebe, die Erstellung einer Baumgattungskarte für die nördlichen borealen und gemäßigten Wälder und die Identifizierung der Treiber der N-Konzentrationen im Baumgewebe basierend auf einer beispiellosen Datensammlung umfassen. Die erste datengetriebene räumlich explizite Schätzung der Ra und NPP wird die gesamten borealen und gemäßigten Wälder der Nordhalbkugel abdecken. Wir werden uns auf diese Ökosysteme konzentrieren, da deren Aufbau und Funktion fundamental unterschiedlich zu tropischen Wäldern sind (ausgeprägte räumliche Muster in der Baumartenverteilung). Es werden die Umweltfaktoren bestimmt, die den räumlichen Mustern des N-Gehalts im Baumgewebe, der Ra und der NPP zu Grunde liegen. Außerdem wird das abgeleitete neuartige NPP-Produkt zur Evaluierung von NPP-Schätzungen durch MODIS und das LPJ-GUESS DGVM verwendet. Auf diese Weise wird das NicerNPP Projekt ein entscheidender Schritt für das Monitoring der Auswirkungen von Änderungen im Klima und der Baumartenverteilung auf die Ra und NPP sowie die Implementierung dieser Effekte in DGVMs sein. Dadurch werden Ansätze zur Abschwächung des Klimawandels durch C-Bindung als auch die Optimierung der Holzproduktivität unterstützt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen