Wärmere Winter: Auswirkungen wiederholter Bodenfrostwechsel auf Pflanzen in gemäßigten Breiten

Bodenfrostwechsel und Pflanzen

Häufigeres Auftreten von Bodenfrostwechseln (FTC) in den kühl-temperaten und borealen Gebieten wird theoretisch im Zuge des Klimawandels erwartet, da eine geringere Schneedecke m Winter weniger Isolierung des Bodens vor variabler werdenden Lufttemperaturen bietet. Wegen der erwarteten Veränderungen in ihrem Auftreten und der Tatsache, dass FTC in über der Hälfte der Landoberfläche auf der nördlichen Hemisphäre vorkommen, besteht die Notwendigkeit, ihre ökologische Bedeutung zu erforschen.
Bodenfrostwechsel beeinflussen pflanzliche Produktivität, Kohlenstoffallokation und Konkurrenz zwischen Pflanzenarten. Veränderungen im Auftreten von FTC können deshalb die Vegetationszusammensetzung und die Verbreitung von Arten beeinflussen. Darüber hinaus verändern FTC durch physikalische und mikrobiologische Prozesse den Nährstoffkreislauf im
Boden, was zu Nährstoffauswaschung und verstärkten Spurengasverlusten führt. Diese Prozesse beeinflussen auch menschliche Interessen (z.B. Primärproduktion, Trinkwasserqualität oder Treibhausgasemissionen).
In diesem Projekt sollen die Auswirkungen von zusätzlichen Bodenfrostwechseln im Winter auf die ober- und unterirdische Biomasseproduktion von zwei weit verbreiteten Vegetationstypen, Grünland und Heide, im Rahmen eines kontrollierten Freilandexperiments untersucht werden. Insbesondere interessieren uns die Prozesse, denen Pflanzen durch Bodenfrostwechsel ausgesetzt sind und ihre Mechanismen der Reaktion. Entsprechend wollen wir Hypothesen zur Nährstoffverfügbarkeit und Aufnahme, winterlichen Photosyntheseleistung, Wurzelschäden und biotischen Interaktionen (Konkurrenz und Mykorrhiza) experimentell untersuchen. Darüber hinaus interessieren uns die Dauer der Effekte über mehrere Vegetationsperioden hinweg und die Implikationen wärmerer Winter in den gemäßigten Breiten für ökosystemare Leistungsfähigkeit und die Verbreitung von Pflanzen.

Gefördert durch: DFG JE 282/5-1