Berechnung der zirkumpolare Wassernutzungseffizienz zur Abschätzung CO2-getriebener Veränderungen des Wasserkreislaufs

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Esper
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560404722

Die steigende Konzentration von CO2 in der Atmosphäre verändert das Verhältnis zwischen Photosynthese (An) und stomatärer Leitfähigkeit (gs). Dieses Verhältnisses, das als intrinsische Wassernutzungseffizienz (iWUE) bezeichnet wird, ist für die terrestrischen Kohlenstoff- und Wasserkreisläufe von großer Bedeutung und wurde bereits in mehreren Studien anhand stabiler Isotopen- und Pflanzenwachstumsdaten berechnet. Allerdings wurden dabei keine Datensätze genutzt, die ursprünglich für die Berechnung von iWUE entwickelt wurden, so dass projizierte Trends stark variieren. Mit dem hier beantragten Projekt soll so ein Datensatz erstellt werden, der speziell darauf ausgelegt ist, iWUE für die gemäßigten und borealen Wäldern der nördlichen Hemisphäre abzuschätzen und die relativen Anteile von An und gs zu differenzieren. Ein derartiges Unternehmen ist möglich geworden, weil (i) derzeit ein Holz-Herbarium von 100 zirkumpolaren Baumstandorten aufgebaut wird, und (ii) ein Labor an einer Partnerinstitution etabliert wurde, das stabile Isotope in einzigartigen Mengen und Qualität messen kann. Diese Konstellation soll genutzt werden, um lange und replizierte 13C- und 18O-Zeitreihen zu erstellen. Diese Zeitreihen werden mit Messungen der Jahrringbreite und -dichte kombiniert, um die Einflüsse des Klimas und steigender CO2-Konzentrationen auf das Verhältnis An zu gs und somit die terrestrische Transpiration zirkumpolar zu modellieren. Die räumlich differenzierten Resultate aus diesem Netzwerk werden mit prozessbasierten Vegetationsmodellen verglichen und zur Optimierung der Parametrisierung von Erdsystemmodellen verwendet, um unser Verständnis von Biosphäre-Atmosphäre Kopplungen und zukünftigen hydroklimatischen Veränderungen zu verbessern. Die Beantragung dieses Projekts erscheint zeitgemäß, da die CO2-Emissionen auf ein unerreichtes Maß angestiegen sind und Labor- und Feldtechniken sich so weit entwickelt haben, dass ein entsprechendes Netzwerk erstmalig realisiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Reinhart Koselleck-Projekte