EXtreme weather events and soil greenhouse gas fluxes in Austrian FORests. Evaluating the feedbacks under global change

Gemäßigte Waldökosysteme sind von Natur aus extremen Wetterereignissen wie Dürreperioden und Starkniederschlagsepisoden ausgesetzt. Aufgrund des Klimawandels nimmt die Häufigkeit und Intensität von Extremereignissen bereits jetzt zu. Waldböden sind für den Austausch großer Mengen von Treibhausgasen mit der Atmosphäre verantwortlich und beeinflussen damit das Klimasystem stark. Der gesamte Rückkopplungseffekt zwischen Extremereignissen und den THG-Flüssen im Boden ist jedoch noch unbekannt und schwierig zu behandeln. Klimaveränderungen induzieren eine Bodenreaktion, deren Richtung, Ausmass und Dauer wahrscheinlich von den Bodenbedingungen abhängen, wobei die Verfügbarkeit von Stickstoff (N) für Bodenmikroorganismen einen starken Einfluss auf die mikrobielle Reaktion auf Umweltveränderungen ausübt. In diesem Projekt simulieren wir extreme Wetterereignisse (die Bodenaustrocknungs-Benetzungs-Zyklen provozieren) und erhöhte Einträge von reaktivem N an drei experimentellen Waldstandorten innerhalb eines natürlichen Stickstoffdepositionsgradienten. Die drei Standorte sind mit modernster Forschungsinfrastruktur ausgestattet und sind Teil mehrerer langfristiger Ökosystemforschungsnetzwerke (z.B. LTER Europa, LTER Österreich, LTER-CWN). Wir werden die Reaktion des THG-Austauschs zwischen Boden und Atmosphäre (Kohlendioxid, CO2; Methan, CH4; und Distickstoffoxid, N2O) mit stündlich aufgelösten, automatisierten Feldkammern mit stabilen Isotopen untersuchen, um verschiedene mikrobielle N2O-Produktionspfade im Boden zu identifizieren. Der Nährstoffkreislauf im Boden und die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden werden mit modernsten Methoden untersucht, einschließlich quantitativer und qualitativer Schätzungen der methanotrophen Gemeinschaften im Boden. Die Ergebnisse der Feldkampagnen werden in prozessbasierte Modelle einfließen und diese verbessern, so dass wir die THG-Bilanz ausgewählter österreichischer Standorte in standardisierten Klimaszenarien abschätzen können. Insgesamt erwarten wir, dass wir unser Verständnis über die Zusammenhänge zwischen Niederschlagsmustern, Stickstoffverfügbarkeit und biogeochemischen Prozessen im Boden kritisch erweitern werden, als Voraussetzung für bessere und fundiertere Vorhersagen über die Auswirkungen von Klimawandel und Extremereignissen auf Ökosysteme und Ökosystemdienstleistungen.