Schwerpunktprogramm (SPP) 1803: EarthShape: Earth Surface Shaping by Biota, Interaktive Einflüsse von Pflanzeneigenschaften und Klima auf den organischen Bodenkohlenstoff entlang der chilenischen Küstenkordillere

Description: Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1803: EarthShape: Earth Surface Shaping by Biota, Interaktive Einflüsse von Pflanzeneigenschaften und Klima auf den organischen Bodenkohlenstoff entlang der chilenischen Küstenkordillere" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Marburg, Fachgebiet Biogeographie und Biodiversitätsforschung, Arbeitsgruppe Hochgebirgsforschung.Der Eintrag organischen Kohlenstoffs in den Boden ist eine der Hauptsteuergrößen für Prozesse der Verwitterung und Erosion und wird im Wesentlichen durch das Zusammenspiel von Klima und Vegetation gesteuert. Ein wichtiges Ziel des DFG-Schwerpunktprogrammes EarthShape (SPP 1803) ist es, zu verstehen, wie gerade diese Interaktionen den Bodenkohlenstoff, der zum einen eine mikrobielle Energiequelle darstellt und zum anderen als stabilisierender Faktor der Erosion entgegenwirkt, beeinflussen. Das beantragte Projekt hat daher zum Ziel, die organische Kohlenstoffdynamik ausgehend von der Pflanze über die Streu in den Boden zu untersuchen und die Einflüsse des Klimas und der Vegetation zu entkoppeln. Die Bedeutung von Klima- und Pflanzeneigenschaften ist skalenabhängig, daher wird ein skalenübergreifender Forschungsansatz verfolgt, der unterschiedliche räumliche und klimatische Skalen abdeckt. Diese umfassen drei Biome entlang der chilenischen Küstenkordillere (arid, mediterran, nass-gemäßigt) und jeweils 2 unterschiedliche Untersuchungsflächen innerhalb dieser Biome. Die Erfassung verschiedener Pflanzengesellschaften und des entsprechenden Bodenkohlenstoffs auf diesen unterschiedlichen Skalen ermöglicht eine Entkopplung klimatischer und vegetationsgebundener Effekte. Die reziproke Translokation von Bodenmonolithen und Streuauflagen sowohl zwischen den Biomen als auch zwischen den Untersuchungsflächen ermöglicht eine detaillierte Entschlüsselung klimatischer und pflanzlicher Effekte. Letztere wird dabei funktional betrachtet und der Einfluss chemischer, physikalischer und phänologischer Pflanzeneigenschaften dargestellt. Zudem wird an den Untersuchungsflächen Unterbodenmaterial an die Erdoberfläche verlagert, um zu überprüfen, ob der darin gespeicherte organische Kohlenstoff auch bei veränderten Bedingungen (z.B. Temperatur) weiterhin aufgrund seiner molekularen Struktur stabil bleibt oder diese Stabilität lediglich durch Effekte im Unterboden determiniert wurde. Die Anwendung innovativer Labormethoden (HPLC, ICM-PS, EA-IRMS, AQUALOG) erlauben eine detaillierte Beschreibung des Kohlenstoffs und beeinflussender Faktoren (C, N, P, 13C, Lignin, Tannin, Spurenelemente) in Blättern, Streu und im Bodenprofil. Die simultane Messung von Absorption und Fluoreszenz inklusive der Anwendung von EEM und PARAFAC erlaubt eine detaillierte Untersuchung des gelösten organischen Bodenkohlenstoffs. Kooperative Datenanalysen sind ein wesentlicher Aspekt des Projektes, um die vielfältigen Ergebnisse, entsprechend des skalenübergreifenden Forschungsansatzes, in Beziehung zu setzen. Unsere Ergebnisse werden ein statistisches Modell beinhalten, das eine Vorhersage des organischen Bodenkohlenstoffgehalts auf Basis von Klima- und Vegetationsmerkmalen in der Wirkungskette Pflanze-Streu-Boden ermöglicht. Dieses Prozesswissen trägt zum Verständnis und der Modellierung des Kohlenstoffkreislaufs als Grundlage reliefbezogener Bodenprozesse bei.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Bodenkohlenstoffgehalt ? Bodenvegetation ? Fluoreszenz ? Lignin ? Marburg ? Vegetation ? Organischer Kohlenstoff ? Kohlenstoffgehalt ? Bodenkohlenstoff ? Kohlenstoff ? Pflanzengesellschaft ? Erosion ? Absorption ? Biogeografie ? Biozönose ? Bodenverunreinigung ? Flüssigkeitschromatografie ? Spurenelement ? Statistisches Modell ? Unterboden ? Bodenprozess ? Trockengebiet ? Pflanze ? Kohlenstoffkreislauf ? Verwitterung ? Modellierung ? Bodenprofil ? Energiequelle ? Geographie ? Statistische Analyse ? Abdeckung ? Klima ? Erdoberfläche ? Entkopplung ?

Region: Hessen

Bounding boxes: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°

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License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Biologie II, Lehrstuhl für Geobotanik (Mitwirkende)
• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Bereitsteller*in)
• Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Abteilung Bodenkunde und Geomorphologie (Mitwirkende)
• GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universidad de Concepción, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Departamento de Botánica (Mitwirkende)
• Universidad de La Serena, Facultad de Ciencia, Departamento de Biologia (Mitwirkende)
• Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Bodenökologie (Mitwirkende)
• Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt (Mitwirkende)
• Universität Marburg, Fachgebiet Biogeographie und Biodiversitätsforschung, Arbeitsgruppe Hochgebirgsforschung (Betreiber*in)
• Universität Wien Department of Limnology and Biological Oceanography Fakultät für Lebenswissenschaften (Mitwirkende)
• weitere internationale zusammenarbeitende Institutionen (Mitwirkende)

Time ranges: 2015-01-01 - 2025-06-05

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Interactive plant-trait and climate effects on soil organic carbon along the Chilean coastal cordillera
  Description: The input of organic carbon into the soil is one of the major drivers of weathering and erosion. This input, in turn, is primarily controlled by interactive effects of vegetation and climate. Understanding how climate and vegetation together determine soil organic carbon, as an energy source for microorganisms as weathering engines and as a stabilizing factor in erosion, is one of the major scientific goals of the EarthShape program (SPP 1803). With this project we aim to pursue this goal by studying organic carbon fluxes, from plant productivity to litter decomposition and carbon dynamics in soils, disentangling plant and climate effects. Based on our hypothesis that the relative importance of climate and plant traits may be scale dependent we will work at multiple spatial-climatic scales. These scales encompass three biomes along the Chilean coastal cordillera (arid, mediterranean and wet-temperate) and two contrasting study sites within each of these biomes. The investigation of soil organic carbon characteristics below contrasting plant types within these three biomes and six study sites, will allow us to partially decouple vegetation and climate effects. The effect of plant and litter diversity on litter decomposition will also be studied. A further decoupling is achieved by translocating plant litter and soils between the three biomes and sites in a fully-reciprocal experiment over a period of two years. Vegetation will be regarded from a functional point of view, carbon inputs, via primary productivity, litter decomposition, and soil organic carbon transformations being described as functions of plant functional traits (chemical, physical and phenological). To test impacts of vegetation and climate on subsoil organic carbon characterized by a high persistence and a long turnover rate we will translocate subsoil up to the surface where temperature, moisture and organic carbon inputs increase. We will apply innovative lab devices (HPLC, ICM-PS, EA-IRMS, AQUALOG) to describe the chemical composition (C, N, P, 13C, lignin, tannin, trace elements) of leaf, litter and of soil organic carbon (particulate and dissolved) along the soil profile. Simultaneous absorbance-fluorescence measurement technique will advance the analyses of dissolved soil organic carbon compounds including Excitation Emission Matrix (EEM) Fluorescence and Parallel Factor Analysis (PARAFAC) techniques. The joint data analysis is an essential part of this project to connect the plant, litter and soil data following the proposed multi-scale approach. Our results will include a statistical model predicting soil organic carbon contents based on climate and vegetation traits, including the main steps between productivity and final soil carbon contents. This improved process knowledge is important for understanding and modelling carbon cycles and geomorphology-related soil processes. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1080604

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/280611154 (Webseite)

Status

Aktiv

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