Agrarökosystemturm zur Messung von Treibhausgas-, Wasser- und Energieflüssen

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574305313

Agrarökosysteme spielen durch ihr Kohlenstoffspeicherungspotenzial und ihre Emissionen bzw. Aufnahme von Treibhausgasen wie Kohlendioxid (CO2) und Distickstoffoxid (N2O) eine wichtige Rolle im globalen Klimasystem. N2O ist ein starkes Treibhausgas mit einem 273-fach höheren Erwärmungspotenzial als CO2. Landwirtschaftliche Böden sind die größte anthropogene N2O-Quelle. Die präzise Quantifizierung der N2O-Flüsse und das Verständnis der verantwortlichen Mechanismen sind daher unerlässlich für ein nachhaltiges Management des Stickstoffkreislaufs in Agrarökosystemen. Die Bewirtschaftung beeinflusst auch die Aufteilung der Energie in Evapotranspiration (latenter Wärmefluss, LE) und sensiblen Wärmefluss (H). Eddy-Kovarianz-Messungen (EC) ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring des Gasaustauschs zwischen Ökosystem und Atmosphäre und werden seit langem zur Messung von CO2- und Energieflüssen verwendet. EC-Messungen von N2O-Flüssen sind bisher jedoch begrenzt, da erst seit kurzem Instrumente für hochfrequente N2O-Messungen zur Verfügung stehen, die für den langfristigen Einsatz im Feld geeignet sind, und da die Flüsse sporadisch und oft in geringem Umfang auftreten. Daher gibt es weltweit nur wenige Flusstürme, die N2O mit EC messen. Bei dem vorgeschlagenen Instrument handelt es sich um einen EC-Flussturm, der für kontinuierliche Messungen der H-, LE-, CO2- und N2O-Flüsse einer Ackerfläche in 30-minütiger Auflösung ausgelegt ist. Es werden auch Messungen der solarinduzierten Chlorophyllfluoreszenz (SIF) durchgeführt, die dazu beitragen, den Netto-Ökosystemaustausch von CO2 in die Bruttoprimärproduktivität (GPP) und die Ökosystematmung aufzuteilen. Außerdem wird kontinuierlich die Bodenatmung mithilfe automatischer Kammern gemessen. Das Instrument wird umfassende Messungen von meteorologischen und Bodenvariablen sowie der Nitratauswaschung liefern und so die Bewertung der CO2- und N2O-Flüsse, ihrer Einflussfaktoren und derverantwortlichen Mechanismen ermöglichen. Das Instrument wird modernste Technologien nutzen, kontinuierlich messen und ist für einen langfristigen Einsatz vorgesehen. Es wurde gemäß den höchsten technischen Anforderungen an Ökosystemstationen im Rahmen des Integrierten Kohlenstoff-Beobachtungssystems (ICOS) konzipiert, dem europäischen Netzwerk für langfristige und standardisierte Beobachtungen des Kohlenstoffkreislaufs und der Treibhausgase. Das Instrument wird auf dem Campus Klein-Altendorf (CKA) der Universität Bonn installiert und soll eine ICOS-Ökosystemstation Klasse 1 werden. Darüber hinaus wird es Teil internationaler Flussnetzwerke (Fluxnet) und Plattform für gemeinschaftliche Forschung zu Ökosystemflüssen (z.B. in multidisziplinären Projekten wie PhenoRob2 und DETECT). Dieses Instrument wird einzigartige, hochaufgelöste Daten von globaler Bedeutung über die Fähigkeit von Anbausystemen zur Minderung und Anpassung an den Klimawandel liefern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Agrarökosystemturm zur Messung von Treibhausgas-, Wasser- und Energieflüssen
• Gerätegruppe: 0590 Sonstige meteorologische Geräte und Einrichtungen
• Antragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Leiterin: Professorin Ana Meijide, Ph.D.