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Der Einfluss von Extremereignissen auf den Kohlenstoff-Kreislauf entlang eines terrestrisch-aquatischen Kontinuums auf Einzugsgebietsebene

Projektleitung
Zehetner Franz, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.12.2013-30.11.2018
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner*innen
Academia Sinica, Research Center for Environmental Changes, No.128, Sec. 2, Academia Rd., Nankang, Taipei, Taiwan.
Funktion des Projektpartners: Partner
I-Shou University, Department of Civil and Ecological Engineering, No.1, Sec. 1, Syuecheng Rd., Dashu District, Kaohsiung 84001, Taiwan.
Funktion des Projektpartners: Partner
National Pingtung University of Science and Technology, 1 Hseuh-Fu Rd., Nei-Pu, Pingtung 91201, Taiwan.
Funktion des Projektpartners: Partner
National Taiwan University, Department of Geography, No. 1 Sec. 4, Roosevelt Rd., Taipei, Taiwan.
Kontaktperson: Jr-Chuan Huang;
Funktion des Projektpartners: Sub-Koordinator
Mitarbeiter*innen
Hein Thomas, Sub-Projektleiter/in
Mayer Herwig, Projektmitarbeiter/in
Mentler Axel, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement (IHG)
Institut für Physik und Materialwissenschaft
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Derzeitigen Abschätzungen des IPCC zufolge wird von einer voranschreitenden globalen Erwärmung ausgegangen, die abhängig vom jeweiligen Szenario im Bereich von 1,1 bis 6,4°C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts liegen wird, mit teilweise gravierenden Folgen für Ökosysteme und die menschliche Gesellschaft. Verbunden mit diesem Temperaturanstieg ist unter anderem die Zunahme der Häufigkeit und Schwere von Extremereignissen wie Starkregen und damit verbundenen Hangrutschungen und Murenabgängen. Zum Beispiel wird bei einem Temperaturanstieg von einem Kelvin global mit einer Verdoppelung der Top-10% der Regenintensitäten gerechnet. Durch solche Ereignisse werden kurzfristig große Mengen an terrestrischem organischem Kohlenstoff mobilisiert und in Fließgewässersysteme eingetragen. Wesentliche Kohlenstoffspeicher in terrestrischen Systemen sind neben der Vegetation die Böden sowie Einlagerungen in Gesteinen und Sedimenten. Dieser organische Kohlenstoff wird beim Transport im Fließgewässersystem anderen physikalischen und biochemischen Prozessen ausgesetzt und daher während des Transportes teilweise umgesetzt, wieder abgelagert oder in Form von Treibhausgasen in die Atmosphäre emittiert. In den terrestrischen Bereichen der Hangrutschungen führt der Abtrag zu einem Start der Vegetationssukzession und Neubeginn in der Bodenbildung und damit zum Wiederaufbau der verlorengegangenen Kohlenstoffspeicher. Diese Prozesse führen zu regionalen Veränderungen mit Auswirkungen auf globale Kreisläufe. Ein verbessertes Verständnis des Zusammenhanges zwischen Extremereignissen und den Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen ist daher gefordert.
Im Projekt ECATA stellen wir Untersuchungen in Gebirgsregionen Taiwans an, wo Extremereignisse massive Auswirkungen auf den Kohlenstoffaustrag aus dem terrestrischen Bereich sowie auf Transport und Umsetzung in Gewässern zeigen. Das Projekt erforscht die Folgen für die terrestrischen Flächen, insb. die Entwicklung der Landvegetation und der Böden, sowie das Verhalten von ausgetragenem organischem Kohlenstoff im Flusssystem. Dabei wird neben dem Umsatz und der Freisetzung von CO2 auch die Stabilisierung der mobilisierten Komponenten der drei wesentlichen terrestrischen Kohlstoffquellen (Vegetation, Boden und alte Sedimentablagerungen) analysiert.
Das Projekt ECATA verknüpft die Expertise der taiwanesischen Kooperationspartner in der Untersuchung und Modellierung von massiven Hangrutschungen und Sedimenteinträgen mit der Expertise und dem Einsatz innovativer Methoden zur Charakterisierung unterschiedlicher organischer Kohlenstoffkomponenten in Böden und Sedimenten seitens der österreichischen Partner. Dadurch werden neue Einblicke in den durch Extremereignisse veränderten Kohlenstoffkreislauf entlang eines terrestrisch – aquatischen Kontinuums ermöglicht. Diese Erkenntnisse liefern fundierte Datengrundlagen für neue Modellaussagen zur Rolle von Extremereignissen im Kohlenstoffkreislauf. Daraus können regional gesichertere Aussagen abgeleitet werden, sowie verbesserte Einschätzungen auf globaler Ebene getroffen werden.
Schlagworte
Ökosystemforschung; Erosion (auch: Erosionskunde, -schutz); Hydrobiologie; Hydrologie; Bodenkunde; Bodenuntersuchungen;
Aquatische Kohlenstoff-Umsetzung; Bodenbildung; Chronosequenz; Extremereignisse; Hangrutschungen/Murenabgänge; Kohlenstoff-Kreislauf;
Publikationen

* Lee, T-Y; Lee, L-C; Huang, J-C; Jien, S-H; Hein, T; Zehetner, F; Kao, S-J; Shiah, F-K; (2017): The dynamics and export of dissolved organic carbon from subtropical small mountainous rivers during typhoon and non-typhoon periods .

Biogeosciences Discussions, 2017, 1-10; ISSN 1810-6277 FullText FullText_BOKU

** Schomakers, J; Jien, SH; Lee, TY; Huang, JC; Hseu, ZY; Lin, ZL; Lee, LC; Hein, T; Mentler, A; Zehetner, F Soil and biomass carbon re-accumulation after landslide disturbances.

GEOMORPHOLOGY. 2017; 288: 164-174. WoS PubMed PUBMED Central FullText FullText_BOKU

** Huang, JC; Lee, TY; Lin, TC; Hein, T; Lee, LC; Shih, YT; Kao, SJ; Shiah, FK; Lin, NH Effects of different N sources on riverine DIN export and retention in a subtropical high-standing island, Taiwan.

BIOGEOSCIENCES. 2016; 13(6): 1787-1800. WoS PubMed FullText FullText_BOKU

Schomakers, J; Jien, SH; Lee, TY; Huang, JC; Hseu, ZY; Lin, ZL; Lee, LC; Hein, T; Mentler, A; Zehetner, F (2016): Landslide disturbances in Taiwan’s forest ecosystems: soil and biomass carbon re-accumulation on successional stands dominated by bamboo . [Poster]
[Austria – Taiwan Joint Seminar 2016 – An interdisciplinary view on climate change issues II, Vienna, Austria, 13.04.2016 - 15.04.2016]

In: Institut für Bodenforschung, Austria-Taiwan Joint Seminar. An interdisciplinary view on climate change

Schomakers, J; Jien, SH; Lee, TY; Huang, JC; Hseu, ZY; Lin, ZL; Lee, LC; Hein, T; Mentler, A; Zehetner, F (2016): Landslide impact on carbon storage in a tropical forest ecosystem.
[1. Student Conference, Department of Forest and Soil Sciences, 2016, Vienna, Austria, 24.05.2016]

In: Rewald, B. (Ed), 1. Student Conference. Department of Forest and Soil Sciences, 2016. Book of Abstracts; ISBN: 978-3-900932-37-4

** Schomakers, J; Zehetner, F; Mentler, A; Ottner, F; Mayer, H Study of soil aggregate breakdown dynamics under low dispersive ultrasonic energies with sedimentation and X-ray attenuation.

INT AGROPHYS. 2015; 29(4): 501-508. WoS FullText FullText_BOKU

Schomakers, J (2014): Wie beeinflussen Taifune den Kohlenstoffkreislauf?.

BOKU - Das Magazin der Universität des Lebens 2014 (2) ISSN: 2224-7416 FullText

Vorträge

Schomakers, J; Zehetner, F; Hseu, Z-Y; Jien, S-H; Huang, J-C, Lee, T-Y, Lin, Z-L (2015): Novel prospects in the study of carbon dynamics in disturbed bamboo forest ecosystems of Taiwan. [Poster]

Taiwan-Austria Joint Seminar. An interdisciplinary view on climate change issues - perspectives for future development, MAR 30 - APR 2, 2015, Taipei, Taiwan

Schomakers, J; Zehetner, F; Mentler, A; Yeh, T; Hein, T; Mayer, H; Huang J-C; Hseu, Z-Y; Jien, S-H; Liao, C-S; Lee, M-H; Lee, T-Y (2014): Effects of extreme events on carbon cycling along a terrestrial-aquatic continuum at the catchment scale. [Poster]

Annual conference of the Austrian Soil Science Society, SEP 22, 2014, Vienna, AUSTRIA

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