A3 Nährstoffversorgung als Treiber der Biomasseproduktion und mit ihr verbundener Wasserflüsse entlang eines Landnutzungs- und Klimagradienten [funded by DFG]
PI(s) dieses Projektes:
Prof. Dr. Wolfgang Wilcke
Projektzusammenfassung:
Unser Ziel ist es, die Auswirkungen von Klima- und Landnutzungsänderungen auf die Mineralisierung von organischem Material, und auf die Verwitterung von Ausgangsgestein und Boden entlang von Umweltgradienten zu bestimmen. In der zweiten Phase werden wir den Trockenwald im Reserva Laipuna einbeziehen, wo die Forschergruppe das gemeinsame Konzept der Core Plots erweitern wird. Die neuen Plots werden natürlichen Trockenwald und Agroforstwirtschaft auf 600 und 1200 m Meereshöhe umfassen. Wir werden mit unseren Daten zu allen gemeinsamen Zielen der Forschergruppe beitragen. Unsere Daten dienen der Parametrisierung und Validierung des neu entwickelten Modells LSM HUMBOL-TD auf den Trockenwald.
Teilprojekt A3 wird notwendige Daten für den Modellparametrisierung und -validierung liefern. Wir werden die atmosphärische Deposition messen und die Nährstoffauswaschung aus der Baumkrone und aus dem Mineralboden auf beiden Höhenstufen quantifizieren. In Mineralbodenproben der Core Plots werden wir Bodentextur und Lagerungsdichte als wichtige Grundeigenschaften der Modellierung, sowie pH, Kationenaustauschkapazität, Basensättigung und Gesamtgehalte von C, N, P und S bestimmen. Darüber hinaus werden wir die N-Mineralisierungsraten durch eine Kurzzeit-Inkubation und durch die Bestimmung der vertikalen Verteilung von δ13C-Werten und der C-Konzentrationen im Boden bestimmen. Wir werden die Verwitterungsraten mithilfe von „open-system“ Massenbilanzen, einem „pHstat“-Ansatz (einer beschleunigten Verwitterung bei konstantem pH-Wert im Labor) und durch die Messung der Tiefenprofile stabiler Ca-Isotopenverhältnisse als potentielles neues Maß für die Verwitterungsintensität quantifizieren. Wir werden die Tiefe der Wasseraufnahme mit Hilfe von isotopisch markiertem Wasser, die Tiefe der N-Aufnahme mit einem 15N-Tracer und die Tiefe der K-Aufnahme mit Hilfe von Rb- und Li-Tracer bestimmen. Schließlich werden wir den Grad des mikrobiellen Phosphatumsatzes mit einem 18O-Traceransatz als Indikator für die Größe des mikrobiellen P-Pools bestimmen, einer Hauptquelle für pflanzenverfügbares P.
Alle Daten werden auf der Ebene der Core Plots und der individuellen funktionellen Pflanzentypen erhoben und ein Teil der Daten auf der Ebene aller gemeinsamen einzelnen Zielpflanzen, um zur gemeinsamen Response-Effect Framework-Analyse beizutragen. Teilprojekt A3 wird unser Verständnis der Wirkung von Klima- und Landnutzungswandel auf die Pflanzenernährung und auf die wichtigsten Prozesse der Nährelementbereitstellung und -verlust im natürlichen Trockenwald und in seinen anthropogenen Ersatzsystemen.
Trockenwaldvegetation im Reserva Laipuna (Foto: A. Velescu)
