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Reaktion von Pflanzen auf globale Umweltveränderungen

Die Reaktionen von Landökosystemen auf globale Umweltveränderungen und der sich daraus ergebende Einfluss auf natürliche Ressourcen, von denen Menschen abhängig sind, waren die Schlüsselthemen des VULCAN-Projekts.

Klimawandel und Umwelt

Es wird erwartet, dass anthropogene Emissionen von Treibhausgasen die Durchschnittstemperatur der Erdoberfläche in diesem Jahrhundert um 1,4 bis 5,8 Grad Celsius erhöhen. Die daraus folgenden Veränderungen der Luft- und Bodentemperaturen, des Wasser- und Nährstoffgehalts des Bodens sowie der Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre werden wahrscheinlich die Funktion natürlicher und verwalteter Ökosysteme beeinflussen. Genauer gesagt können die vorhergesagten Klimaänderungen Auswirkungen auf Bodenprozesse wie Respiration und Stickstoffmineralisierung haben und somit auf wichtige Funktionen des Ökosystems einschließlich Kohlenstoffspeicherung und Nährstoffverfügbarkeit. Um die Sensibilität des Bodens von Buschland für diese prognostizierten Änderungen zu bestimmen, wurden von Wissenschaftlern der Università degli Studi della Tuscia in Italien experimentelle Veränderungen im Feldmaßstab vorgenommen. Die experimentelle Manipulation umfasste die Erwärmung des Ökosystems und verlängerte Sommerdürre in Ericaceen-Buschland in ganz Europa. Es wurde erwartet, dass die Erwärmung Auswirkungen auf den Abbau organischer Stoffe im Boden hat. Ein Anstieg des Umlaufes organischer Stoffe sollte sich in Änderungen der Zusammensetzung des Bodenwassers zeigen, insbesondere sollte ein steigender Stickstoffgehalt erwartet werden. Insgesamt hat sich das Vegetationswachstum an nördlichen Standorten, an denen die Temperatur häufig eingeschränkt ist, hauptsächlich aufgrund der steigenden Biomasse dominanter Straucharten erhöht. Dank einer ständigen Überwachung konnten Wissenschaftler erkennen, ob die steigende Pflanzenproduktion eine vorübergehende Auswirkung oder ein neues Gleichgewicht darstellte. Schlussfolgerung war, dass die erhöhte Pflanzenproduktion das Ergebnis sowohl direkter (Klima) als auch indirekter (Nährstoffverfügbarkeit) Einflüsse war. Bodenstudien haben eine erhöhte Verfügbarkeit von Stickstoff sowohl bei warmen als auch bei trockenen Behandlungen belegt. Andererseits hat sich gezeigt, dass die Kohlenstoffspeicherung im Boden vom Gleichgewicht zwischen Kohlenstoffzufuhr (Abfall) und durch mikrobakterielle Aktivitäten des Bodens und Atmung der Wurzeln verlorenen Kohlenstoff bestimmt wird. Die Unterschiede bei wichtigen Prozessen des Ökosystems zwischen verschiedenen Standorten konnten zudem Hinweise zu den Langzeitveränderungen des Klimawandels liefern. Sie können auch als leistungsfähiges Tool für die Bestimmung der Sensibilität von Landökosystemen bei verschiedenen klimatischen Bedingungen dienen. Noch wichtiger ist, dass die Forschungsarbeiten des VULCAN-Projekts die Praktiken für den Erhalt der Qualität dieser Ökosysteme in Europa unterstützen können.

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