Impact of extreme weather events on soil microbial community composition and emissions of climate-relevant gases
Abstract
Bedingt durch die Veränderungen des globalen Klimas rechnen Wissenschaftler mit einem vermehrten Auftreten von Extremwetterereignissen wie Dürre und Starkregen in Mitteleuropa. Nicht nur die Häufigkeit sondern auch die Intensität solcher Extremereignisse soll dabei zunehmen. Dies bedeutet, dass Dürreperioden in Zukunft länger andauern könnten, und dass Regen nicht mehr gleichmäßig verteilt über das ganze Jahr fallen wird sondern auf einige wenige schwere Unwetter konzentriert sein könnte. Mikrobielle Prozesse werden wesentlich durch äußere Bedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit beeinflusst. Verändert sich das Feuchtigkeitsregime einer Region durch länger anhaltende Dürre und häufigeres Auftreten von Starkregen, so kann sich das mikrobielle Gleichgewicht im Boden verschieben. Ob es dabei nur zu kurzfristigen Anpassungen im mikrobiellen Metabolismus oder zu längerfristigen Verschiebungen in der mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur kommt, und was diese Veränderungen für Ökosysteme bedeuten, ist bislang noch unklar. Bisher konnte beobachtet werden, dass es während Dürreperioden meist zu einem Rückgang der mikrobiellen Aktivität und damit auch der Emissionen von klimarelevanten Gasen wie CO2, CH4, N2O und NOx kommt. Bei der Wiederbefeuchtung von trockenen Böden wurden allerdings außerordentlich hohe Gasemissionen – ein sogenannter ‚Gaspuls‘ – gemessen. Bislang ist noch ungeklärt, welches dieser zwei gegensätzlichen Phänomene überwiegt: die Verminderung der Gasemissionen durch Trockenheit oder der vermehrte Ausstoß von Treibhausgasen nach Wiederbefeuchtung. Um die Auswirkung von Extremwetterereignissen auf Bodenmikrobiologie und Emissionen klimarelevanter Gase bestimmen zu können, wird ein Freilandexperiment im BOKU-Lehrforst Rosalia durchgeführt. Mit Hilfe von Dächern und einer Beregnungsanlage werden unterschiedliche Dürreperioden und Niederschlagsintensitäten simuliert und die Reaktionen von Mikroorganismen und Nährstoffkreisläufen im Boden untersucht. Die Emissionen von CO2, CH4, N2O und NOx werden mit einer vollautomatischen Treibhausgasmessanlage rund um die Uhr bestimmt, wodurch auch kurzfristige Änderungen der Emissionen (Gaspulse) bestimmt werden können. Boden- und Wasserproben werden alle 2 Wochen genommen und Nährstoffgehalte (Boden- und mikrobieller C, N und P) bestimmt. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft wird mittels Analyse von Phospholipidfettsäuren (PLFAs) und Ergosterol untersucht. Bodenaggregatstabilität wird durch Ultraschallfraktionierung bestimmt.
Publikationen
Impact of repeated dry-wet cycles on soil CO2 efflux and extracellular enzyme activities in a beech forest
Autoren: Leitner, S; Zimmermann, M; Holtermann, C; Keiblinger, K; Saronjic, N; Zechmeister-Boltenstern, S Jahr: 2014
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Impact of repeated dry-wet cycles on soil greenhouse gas emissions, extracellular enzyme activity and nutrient cycling in a temperate forest
Autoren: Leitner, S; Zimmermann, M; Bockholt, J; Schartner, M; Brugner, P; Holtermann, C; Zechmeister-Boltenstern, S Jahr: 2014
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Impact of droughts and heavy rain on greenhouse gas emissions and soil microbial activities in a beech forest
Autoren: Zechmeister-Boltenstern, S; Leitner, S; Zimmermann, M Jahr: 2014
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Impact of repeated dry-wet cycles on soil CO2 efflux in a beech forest
Autoren: Leitner, S; Saronjic, N; Kobler, J; Holtermann, C; Zechmeister-Boltenstern, S; Zimmermann, M Jahr: 2015
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
How do soil microbial communities react on droughts and heavy rainfall events?
Autoren: Saronjic, N; Leitner, S; Keiblinger, K; Zechmeister-Boltenstern, S; Zimmermann, M Jahr: 2015
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Response of Soil Respiration to Repeated Extreme Events in a Temperate Beech Forest in Austria
Autoren: Leitner, S; Kobler, J; Holtermann, C; Saronjic, N; Zechmeister-Boltenstern, S; Zimmermann, M Jahr: 2015
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Contribution of litter layer to soil greenhouse gas emissions in a temperate beech forest
Autoren: Leitner, S; Sae-Tun, O; Kranzinger, L; Zechmeister-Boltenstern, S; Zimmermann, M Jahr: 2016
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Moisture sensitivity of soil respiration in the context of extreme dry-wet events
Autoren: Leitner, S; Kobler, J; Zimmermann, M; Zechmeister-Boltenstern, S Jahr: 2016
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Linking NO, N2O and CO2 emission peaks to the mobilization of mineral N upon rewetting of dry soil
Autoren: Leitner, S; Homyak, PM; Blankinship, JC; Eberwein, J; Jenerette, D; Zechmeister-Boltenstern, S; Schimel, JP Jahr: 2016
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Response of soil microbial communities to droughts and heavy rainfall events
Autoren: Saronjic N, Leitner S, Keiblinger K, Zechmeister-Boltenstern S, Zimmermann M Jahr: 2016
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Mitarbeiter*innen
Sophie Zechmeister-Boltenstern
Univ.Prof. Dr.phil. Sophie Zechmeister-Boltenstern
sophie.zechmeister@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-91111
Projektleiter*in
01.01.2013 - 29.02.2016