Extreme Wetterereignisse beeinflussen biogeochemische Prozesse im Boden

Folgen dieser Entwicklungen f√ľr B√∂den und Pflanzen werden an der Universit√§t Bayreuth von der DFG-Forschergruppe "Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen" untersucht.

Versuchsfläche im Fichtelgebirge:
Dachinstallation zur Bodenaustrocknung.
Bild: FOR 562
 
In zahlreichen Regionen der Erde sind terrestrische √Ėkosysteme ausgedehnten Trockenperioden, schweren Regenf√§llen oder intensiven Frostperioden ausgesetzt. Im Zuge des Klimawandels werden die Intensit√§t und die H√§ufigkeit solcher extremen Wetterereignisse voraussichtlich zunehmen. Die Folgen dieser Entwicklungen f√ľr B√∂den und Pflanzen werden an der Universit√§t Bayreuth von der DFG-Forschergruppe "Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen" untersucht. Die Zeitschrift "Global Change Ecology" ver√∂ffentlicht in ihrer Online-Ausgabe (April 2009) vier Beitr√§ge aus dieser Forschergruppe.

Bayreuth (UBT). In zahlreichen Regionen der Erde sind terrestrische √Ėkosysteme ausgedehnten Trockenperioden, schweren Regenf√§llen oder intensiven Frostperioden ausgesetzt. Im Zuge des Klimawandels werden die Intensit√§t und die H√§ufigkeit solcher extremen Wetterereignisse voraussichtlich zunehmen. Die Folgen dieser Entwicklungen f√ľr B√∂den und Pflanzen werden an der Universit√§t Bayreuth von der DFG-Forschergruppe "Dynamik von Bodenprozessen bei extremen meteorologischen Randbedingungen" untersucht. Unter dem Titel "Impact of extreme meteorological events on soils and plants" hat die Zeitschrift "Global Change Ecology" im April 2009 eine Online-Ausgabe ver√∂ffentlicht, die u.a. vier Beitr√§ge aus dieser Bayreuther Forschergruppe enth√§lt. Deren Sprecher, Professor Dr. Egbert Matzner, und sein Mitarbeiter PD Dr. Werner Borken werten die publizierten Forschungsarbeiten in ihrer Einleitung als Belege daf√ľr, dass biogeochemische Bodenprozesse von extremen meteorologischen Ereignissen in einem erheblichen, empirisch messbaren Umfang beeinflusst werden k√∂nnen.

Vergleichende Untersuchungen im Fichtelgebirge

Ein Beispiel daf√ľr sind die Auswirkungen klimatischer √Ąnderungen auf die B√∂den von Rotfichtenw√§ldern. Ein Bayreuther Forscherteam hat auf einer Waldfl√§che im Fichtelgebirge w√§hrend der Wintermonate die Schneedecke beseitigt und dadurch in bis zu 15 cm Tiefe einen viermonatigen Bodenfrost ausgel√∂st. Im Vergleich mit einer schneebedeckten und daher weitgehend frostfreien Waldfl√§che konnte eine deutliche Verringerung der Bodenatmung festgestellt werden. Die von Bodenorganismen und Pflanzenwurzeln verursachte Freisetzung von Kohlendioxid fiel also in der Waldfl√§che, die vom Bodenfrost betroffen war, deutlich geringer aus. Dieser Effekt setzte sich w√§hrend einer mehrmonatigen Trockenperiode im darauffolgenden Sommer fort. Denn infolge des Wassermangels konnten sich die Mikroorganismen im Waldboden nur eingeschr√§nkt von der langen Frostperiode erholen, so dass √ľber das ganze Jahr hinweg erheblich weniger Kohlendioxid abgegeben wurde.

Einfl√ľsse von Wetterereignissen auf Mineralisierungsprozesse im Boden

Dieses Ergebnis stimmt mit weiteren Bayreuther Forschungsarbeiten gut √ľberein, die der Mineralisierung von Kohlenstoff und Stickstoff in den B√∂den unterschiedlicher Klimazonen gewidmet sind. Dabei handelt es sich um Prozesse, die durch Mikroorganismen verursacht werden. Sie zersetzen und verarbeiten organisches Material im Erdboden in der Weise, dass der dabei freiwerdende Stickstoff und Kohlenstoff in anorganischen Substanzen - z.B. Wasser, Kohlendioxid, Salzen oder Spurenelementen - gebunden und in dieser Form in √∂kosystemare Stoffkreisl√§ufe eingespeist wird. Entsprechend den jeweiligen klimatischen Verh√§ltnissen gestalten sich solche Stoffums√§tze und -fl√ľsse in den B√∂den von W√§ldern, Grasfl√§chen oder landwirtschaftlichen Nutzfl√§chen sehr unterschiedlich. Gleichwohl lassen die bisher erzielten Forschungsergebnisse zwei generelle Tendenzen erkennen: Ein starker Anstieg der Trockenheit im Sommer hemmt die Mineralisierung von Kohlenstoff und Stickstoff; eine erhebliche Zunahme der Niederschl√§ge hingegen f√∂rdert diese Prozesse und bewirkt, dass mehr Kohlenstoff und Stickstoff aus dem Boden entweicht.

Einfl√ľsse auf Pflanzen: Extreme Wetterereignisse und globaler Klimawandel

Biologische Entwicklungs- und Wachstumsprozesse von Pflanzen k√∂nnen von globalen Klima√§nderungen wesentlich beeinflusst werden. Doch es w√§re voreilig, Ver√§nderungen dieser pflanzlichen Prozesse in jedem Fall mit einem globalen Klimawandel zu erkl√§ren. Darauf macht eine Studie aufmerksam, die in Zusammenarbeit eines Bayreuther Forscherteams mit dem Helmholtz-Zentrum f√ľr Umweltforschung (UFZ) in Leipzig entstanden ist. Unterschiedliche Pflanzenarten - insbesondere Honiggras, Besenheide und Hornklee - wurden dabei k√ľnstlich erzeugten extremen Wetterereignissen ausgesetzt. Das √ľberraschende Ergebnis: Punktuelle Ereignisse wie starke Trockenheit und heftige Regenf√§lle k√∂nnen pflanzliche Entwicklungs- und Wachstumsprozesse in √§hnlichem Umfang beeinflussen wie ein volles Jahrzehnt einer allm√§hlichen Klimaerw√§rmung.

"Wir wissen immer noch viel zu wenig dar√ľber, wie die Pflanzenwelt auf die zunehmende Intensit√§t und H√§ufigkeit extremer Wetterereignisse reagiert. Die jetzt in Global Change Ecology ver√∂ffentlichten Ergebnisse liefern aber einige wertvolle Erkenntnisse insbesondere hinsichtlich der komplexen Bodenprozesse", erkl√§rt Professor Matzner. "Gemeinsam mit internationalen Partnern will unsere DFG-Forschergruppe diese Forschungsarbeiten intensivieren. Das Bayreuther Zentrum f√ľr √Ėkologie und Umweltforschung (BayCEER), an dem die Forschergruppe angesiedelt ist, bietet daf√ľr wegen der hier praktizierten f√§cher√ľbergreifenden Zusammenarbeit beste Voraussetzungen."

Kontaktadresse f√ľr weitere Informationen:

Professor Dr. Egbert Matzner
Universität Bayreuth, Bodenökologie
Dr.-Hans-Frisch-Straße 1-3
D 95448 Bayreuth
Telefon: +49 (0) 921 / 55-5610
Fax: +49 (0) 921 / 55-5799

Christian Wißler, Forschungsmarketing



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