| 2224 | Folgenabschätzung der Vaskulärpflanzenbesiedlung auf den Wasser- und Kohlenstoffkreislauf Sphagnum dominierter Hochmoore | Impact assessment of Vascular plant Encroachment on water and carbon cycling in a Sphagnum dominated Bog | 01.05.2021 00:00:00 | 31.08.2024 00:00:00 | abgeschlossen | completed | Programmbereich 1 „Landschaftsprozesse“ | Research Area 1 „Landscape Functioning“ | x3x12x | Augustin, Jürgen; Dubbert, Maren; Voigt, Claas | x189x2777x2811x | <div class='ntm_PB1'>PB1</div> | | | 2021 | Folgenabschätzung der Vaskulärpflanzenbesiedlung auf den Wasser- und Kohlenstoffkreislauf Sphagnum dominierter Hochmoore Impact assessment of Vascular plant Encroachment on water and carbon cycling in a Sphagnum dominated Bog Programmbereich 1 „Landschaftsprozesse“ Augustin, Jürgen; Dubbert, Maren; Voigt, Claas Drittmittel Research Area 1 „Landscape Functioning“ completed abgeschlossen <div class="ExternalClassA07CD75DF8E64B7DB9AEAAE77608C144"><p>Der vorliegende Projektantrag zielt auf die mechanistische Analyse von Evapotranspiration (ET), CO2-Bilanz (NEE) und Bodenkohlenstoffsenkenstärke (Csoil) eines renaturierten, atlantisch-gemäßigten Hochmoores während des Vordringens von Gefäßpflanzen (Graminoide und Baumarten). Besonderes Augenmerk wird auf die Aufteilung der ET- und NEE-Flüsse des gesamten Ökosystems durch Eddy-Kovarianz- und Kammermessungen in situ in Bryophyten-, Graminoid- und Baumbeiträge gelegt, was eine Neuheit in diesen Ökosystemen darstellt. Die Ergebnisse werden verwendet, um ein modernes, modularisiertes Boden-Vegetations-Atmosphären-Transport (SVAT)-Modell zu parametrisieren, das in der Lage ist, Moos- und Gefäßpflanzenschichten auf Torfboden zu simulieren (pyAPES, Launiainen, et al., 2015). Das Modell wird zusammen mit den empirischen Daten verwendet, um jahreszeitliche Änderungen der Flussbeiträge der Pflanzenfunktionsgruppen als Funktion von WL, Druckhöhe (h) und Temperatur zu quantifizieren sowie auf ökosystem- und pflanzenphysiologische Reaktionen jenseits der Beobachtungsebene zu schließen. Darüber hinaus wird parallel zum vorliegenden Projekt ein ergänzendes vollfaktorielles Gewächshausexperiment durchgeführt, das vom Thünen-Institut für klimaschonende Landwirtschaft finanziert und unter der Leitung von Dr. Arndt Piayda zur Bewertung der Keimungs- und Sämlingsüberlebensrate von prominenten eindringenden Graminoiden durchgeführt wird und Baumarten bei verschiedenen Nährstoff-, Temperatur- und WL-Bedingungen in ungestörten Torfbodenkernen, die mit einer Moosschicht bewachsen sind. Diese einzigartige Gelegenheit ermöglicht eine integrierte Synthese der Ergebnisse im vorliegenden Projekt in Kombination mit den In-situ-Beobachtungen und Modellierungsergebnissen, um die wichtigsten Rückkopplungen des offensichtlichen Wettbewerbsvorteils von Gefäßpflanzen zu charakterisieren. Das ganzheitliche Prozessverständnis ist von hoher Relevanz für die integrative Abschätzung der Kohlenstoffbilanz renaturierter Moorökosysteme unter sich ändernden klimatischen Bedingungen und Vegetationszusammensetzungen und damit deren Auswirkungen auf den Klimawandel. Die gewonnenen qualitativ hochwertigen Daten und das verbesserte Wissen über verschiedene Wechselwirkungen pflanzlicher Funktionsgruppen in Wechselwirkung mit Massen- und Energieflüssen des Moorökosystems werden durch die Bewertung von Renaturierungsaktivitäten sowie Naturschutz- und Emissionsminderungsmaßnahmen in ganz Europa direkt valorisiert. Die Ergebnisse werden die Quantifizierung von Rückkopplungen zwischen Biosphäre und Atmosphäre in der Klimamodellierung weiter verbessern. Dazu werden die gesammelten Daten in internationale Treibhausgasnetzwerke (zB FLUXNET: A global Network) integriert, in denen Moorstandorte stark unterrepräsentiert sind.<br><br></p></div> <div class="ExternalClassBBE603E21F9E43B282BC0EF51CEC53E7">
<p class="MsoNormal" style="text-align:justify;"><strong><span lang="EN-GB">The present project proposal</span></strong><span lang="EN-GB"> aims at the mechanistic analysis of
evapotranspiration (ET), CO<sub>2</sub> balance (NEE) and soil carbon sink
strength (C<sub>soil</sub>) of a restored, Atlantic-temperate raised bog during
vascular plant encroachment (graminoid and tree species). Particular focus will
be placed on the partitioning of total ecosystem ET and NEE fluxes by Eddy
Covariance and chamber measurements <em>in situ</em> into bryophyte, graminoid
and tree contributions, which represents a novelty in these ecosystems. The
results are used to parameterize a modern, modularized
soil-vegetation-atmosphere-transport (SVAT) model able to simulate bryophyte and
vascular plant layers on peat soil (pyAPES, Launiainen, et al., 2015). The
model, jointly with the empirical data, is used to quantify seasonal changes in
plant functional group flux contributions as a function of WL, pressure head
(h) and temperature as well as to infer ecosystem and plant physiological
responses beyond the level of observations. Further, a complementary full
factorial greenhouse experiment will be conducted in parallel to the present
project, funded by the Thünen Institute of Climate-Smart Agriculture and under
the supervision of Dr. Arndt Piayda on the assessment of germination and
seedling survival rate of prominent encroaching graminoid and tree species at
various nutrient, temperature and WL conditions in undisturbed peat soil cores
vegetated with a bryophyte layer. This unique opportunity enables an integrated
synthesis of results in the present project in combination with the <em>in situ</em>
observations and modelling results in order to characterize key feedbacks of
the apparent vascular plant competitive advantage. The holistic process
understanding is of high relevance for integrative estimation of the carbon
balance of restored bog ecosystems under changing climatic conditions and
vegetation compositions and thus, their impact on climate change. The acquired
high-quality data and improved knowledge about different interactions of plant
functional groups in interaction with mass and energy fluxes of the bog
ecosystem will be directly valorised by the assessment of restoration
activities as well as nature conservation and emission mitigation measures
throughout Europe. The results will further improve the quantification of
biosphere-atmosphere feedbacks in climate modelling. For this purpose, the
collected data will be integrated into international greenhouse gas networks
(eg. FLUXNET: A global Network), in which bog sites are strongly
underrepresented.</span><span lang="EN-GB" style="font-family:arial, sans-serif;"></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="EN-US" style="color:#1f497d;"> </span></p></div> VESBO <div class="ExternalClass22EFBEC1-E768-4200-89E8-587B10260525"></div> <div class="ExternalClass89D6D111-B095-4C26-99D1-090BC323D25D"></div> <div class="ExternalClassF3C62FD8-5F4C-4D97-90D7-5C11691CBB97"></div> <div class="ExternalClass5CAE89BE-2C1C-468B-9874-B6114DCAE53D"><ul><li>DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div> <div class="ExternalClass6EF0C510-5B97-4983-A715-C79B9FD00CF6"></div> | <div class="ExternalClassA07CD75DF8E64B7DB9AEAAE77608C144"><p>Der vorliegende Projektantrag zielt auf die mechanistische Analyse von Evapotranspiration (ET), CO2-Bilanz (NEE) und Bodenkohlenstoffsenkenstärke (Csoil) eines renaturierten, atlantisch-gemäßigten Hochmoores während des Vordringens von Gefäßpflanzen (Graminoide und Baumarten). Besonderes Augenmerk wird auf die Aufteilung der ET- und NEE-Flüsse des gesamten Ökosystems durch Eddy-Kovarianz- und Kammermessungen in situ in Bryophyten-, Graminoid- und Baumbeiträge gelegt, was eine Neuheit in diesen Ökosystemen darstellt. Die Ergebnisse werden verwendet, um ein modernes, modularisiertes Boden-Vegetations-Atmosphären-Transport (SVAT)-Modell zu parametrisieren, das in der Lage ist, Moos- und Gefäßpflanzenschichten auf Torfboden zu simulieren (pyAPES, Launiainen, et al., 2015). Das Modell wird zusammen mit den empirischen Daten verwendet, um jahreszeitliche Änderungen der Flussbeiträge der Pflanzenfunktionsgruppen als Funktion von WL, Druckhöhe (h) und Temperatur zu quantifizieren sowie auf ökosystem- und pflanzenphysiologische Reaktionen jenseits der Beobachtungsebene zu schließen. Darüber hinaus wird parallel zum vorliegenden Projekt ein ergänzendes vollfaktorielles Gewächshausexperiment durchgeführt, das vom Thünen-Institut für klimaschonende Landwirtschaft finanziert und unter der Leitung von Dr. Arndt Piayda zur Bewertung der Keimungs- und Sämlingsüberlebensrate von prominenten eindringenden Graminoiden durchgeführt wird und Baumarten bei verschiedenen Nährstoff-, Temperatur- und WL-Bedingungen in ungestörten Torfbodenkernen, die mit einer Moosschicht bewachsen sind. Diese einzigartige Gelegenheit ermöglicht eine integrierte Synthese der Ergebnisse im vorliegenden Projekt in Kombination mit den In-situ-Beobachtungen und Modellierungsergebnissen, um die wichtigsten Rückkopplungen des offensichtlichen Wettbewerbsvorteils von Gefäßpflanzen zu charakterisieren. Das ganzheitliche Prozessverständnis ist von hoher Relevanz für die integrative Abschätzung der Kohlenstoffbilanz renaturierter Moorökosysteme unter sich ändernden klimatischen Bedingungen und Vegetationszusammensetzungen und damit deren Auswirkungen auf den Klimawandel. Die gewonnenen qualitativ hochwertigen Daten und das verbesserte Wissen über verschiedene Wechselwirkungen pflanzlicher Funktionsgruppen in Wechselwirkung mit Massen- und Energieflüssen des Moorökosystems werden durch die Bewertung von Renaturierungsaktivitäten sowie Naturschutz- und Emissionsminderungsmaßnahmen in ganz Europa direkt valorisiert. Die Ergebnisse werden die Quantifizierung von Rückkopplungen zwischen Biosphäre und Atmosphäre in der Klimamodellierung weiter verbessern. Dazu werden die gesammelten Daten in internationale Treibhausgasnetzwerke (zB FLUXNET: A global Network) integriert, in denen Moorstandorte stark unterrepräsentiert sind.<br><br></p></div> | <div class="ExternalClassBBE603E21F9E43B282BC0EF51CEC53E7">
<p class="MsoNormal" style="text-align:justify;"><strong><span lang="EN-GB">The present project proposal</span></strong><span lang="EN-GB"> aims at the mechanistic analysis of
evapotranspiration (ET), CO<sub>2</sub> balance (NEE) and soil carbon sink
strength (C<sub>soil</sub>) of a restored, Atlantic-temperate raised bog during
vascular plant encroachment (graminoid and tree species). Particular focus will
be placed on the partitioning of total ecosystem ET and NEE fluxes by Eddy
Covariance and chamber measurements <em>in situ</em> into bryophyte, graminoid
and tree contributions, which represents a novelty in these ecosystems. The
results are used to parameterize a modern, modularized
soil-vegetation-atmosphere-transport (SVAT) model able to simulate bryophyte and
vascular plant layers on peat soil (pyAPES, Launiainen, et al., 2015). The
model, jointly with the empirical data, is used to quantify seasonal changes in
plant functional group flux contributions as a function of WL, pressure head
(h) and temperature as well as to infer ecosystem and plant physiological
responses beyond the level of observations. Further, a complementary full
factorial greenhouse experiment will be conducted in parallel to the present
project, funded by the Thünen Institute of Climate-Smart Agriculture and under
the supervision of Dr. Arndt Piayda on the assessment of germination and
seedling survival rate of prominent encroaching graminoid and tree species at
various nutrient, temperature and WL conditions in undisturbed peat soil cores
vegetated with a bryophyte layer. This unique opportunity enables an integrated
synthesis of results in the present project in combination with the <em>in situ</em>
observations and modelling results in order to characterize key feedbacks of
the apparent vascular plant competitive advantage. The holistic process
understanding is of high relevance for integrative estimation of the carbon
balance of restored bog ecosystems under changing climatic conditions and
vegetation compositions and thus, their impact on climate change. The acquired
high-quality data and improved knowledge about different interactions of plant
functional groups in interaction with mass and energy fluxes of the bog
ecosystem will be directly valorised by the assessment of restoration
activities as well as nature conservation and emission mitigation measures
throughout Europe. The results will further improve the quantification of
biosphere-atmosphere feedbacks in climate modelling. For this purpose, the
collected data will be integrated into international greenhouse gas networks
(eg. FLUXNET: A global Network), in which bog sites are strongly
underrepresented.</span><span lang="EN-GB" style="font-family:arial, sans-serif;"></span></p><p class="MsoNormal"><span lang="EN-US" style="color:#1f497d;"> </span></p></div> | | | <div class="ExternalClassB6452707-4E56-43EF-B2FC-F5B9C2B7CFEC">Prof. Dr. Jürgen Augustin; Dr. habil. Maren Dubbert; Claas Voigt</div> | Dubbert, Maren | <div class="ExternalClass7D6D1718-C8C9-4D96-B826-030B8580B911">Dr. habil. Maren Dubbert</a></div> | | | | | | | | DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft | <div class="ExternalClass5CAE89BE-2C1C-468B-9874-B6114DCAE53D"><ul><li>DFG Deutsche Forschungsgemeinschaft</li></ul></div> | | 3 | 3 | | <div class="ExternalClassD2BAE285-32E4-4772-A744-75C330F4EE8A"><ul><li>Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse</li></ul></div> | <div class="ExternalClass5111D3A9-65D3-4F22-8817-559AED87E6A9"><ul><li>Isotope Biogeochemistry & Gas Fluxes</li></ul></div> |
