Description: Wie das jüngste dürrebedingte Waldsterben und der Waldwachstumsrückgang in Europa und auf der ganzen Welt zeigen, hat der Klimawandel verheerende Auswirkungen auf die Waldökosysteme. Daher werden dringend neue Strategien zur Stabilisierung bestehender Wälder benötigt. Eine zentrale Herausforderung für die Waldbewirtschaftung besteht darin, dass die meisten Vorhersagen zur Abschätzung des Trockenstresses in Wäldern auf vereinfachten Ansätzen auf der Bestandsebene beruhen, wodurch verschiedene potenziell wichtige unterirdische Prozesse vernachlässigt werden. In diesem Projekt werden die Auswirkungen zweier solcher unterirdischer Prozesse—(i) die Dynamik des tiefen Wassers und (ii) die Artenmischung—auf die Widerstandsfähigkeit von Waldökosystemen gegenüber Wasserstress mit Hilfe eines gekoppelten ökohydrologisch-pflanzenhydraulischen Modells untersucht, das durch Felddaten zu stabilen Wasserisotopen, Wasserstress der Bäume und Saftfluss, die in diesem Projekt gesammelt wurden, sowie durch Synergien mit laufenden Projekten aus Deutschland und Frankreich ergänzt wird. Die Innovation dieses gekoppelten Modells besteht darin, dass der Schwerpunkt auf trockenheitsbedingten Prozessen in den Pflanzen und im Boden liegt. Das Projekt besteht aus vier Arbeitspaketen (APs), die von vier Arbeitsgruppen (zwei in Deutschland und zwei in Frankreich) geleitet werden. Das erste AP wird stabile Wasserisotopenmessungen nutzen, um unterirdische Prozesse im Feld zu untersuchen. Diese Messungen werden zur Information und Validierung der Berechnungsmodelle verwendet, die im zweiten und dritten Arbeitspaket entwickelt werden. Darüber hinaus werden Daten, die im Rahmen laufender Forschungsprojekte gesammelt wurden, für die Modellierung herangezogen. Das zweite AP wird ein ökohydrologisches und ein pflanzenhydraulisches Modell miteinander koppeln, um die topographischen Einflüsse auf das tiefe Wasser in einer räumlich verteilten Weise zu untersuchen. Das dritte AP wird ein pflanzenhydraulisches Multispeziesmodell entwickeln, um die Auswirkungen der Artenmischung auf die Widerstandsfähigkeit der Wälder gegen Trockenheit zu untersuchen. Schließlich wird das vierte AP eine detaillierte modellgestützte Fallstudie in den Vogesen, Frankreich, durchführen, wo sowohl topografische Einflüsse als auch interindividueller Wettbewerb eine wichtige Rolle für die Muster der Baumsterblichkeit spielen dürften. Das Projekt wird wertvolle Einblicke in zwei bisher wenig erforschte Komponenten der Widerstandsfähigkeit von Wäldern gegen Trockenheit liefern und mit dem gekoppelten ökohydrologisch-pflanzenhydraulischen Modell ein neuartiges Instrument für zukünftige Trockenheitsstudien bereitstellen. Außerdem erwarten wir, dass dieses Projekt die Zusammenarbeit zwischen den französischen und deutschen Gruppen stärkt, was zu künftigen gemeinsamen Forschungsanstrengungen führen soll.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Synergistische Wirkung
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Waldschaden
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Seen
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Vogesen
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Baum
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Frankreich
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Hydrogeologie
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Stress
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Waldökosystem
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Wasserstress
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Fallstudie
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Hydrochemie
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Limnologie
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Mathematisches Modell
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Siedlungswasserwirtschaft
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Pflanze
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Modellierung
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Europa
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Klimafolgen
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Forschungsprojekt
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Forstwirtschaft
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Hydrologie
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Wald
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Integrated Water Resources Management
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Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
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Urban Water Management
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Water Chemistry
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Region:
Lower Saxony
Bounding boxes:
9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Agence Nationale de la Recherche , The French National Research Agency (Mitwirkung)
-
Centre National de la Recherche Scientifique, Centre Louis Emberger, Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (Mitwirkung)
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Centro Tecnologico Forestal de Cataluna (CTFC), Biodiversity and Landscape Ecology Laboratory (Ecoland Lab) (Mitwirkung)
-
Institut National de la Recherche Agronomique Avignon, Unite des Recherches Forestieres Mediterranees (Mitwirkung)
-
LAB Silva (UMR 1434) (Mitwirkung)
-
Sorbonne Universite (Mitwirkung)
-
Technische Universität Braunschweig, Department Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften, Institut für Geoökologie (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
Universidad Autonoma Barcelona, Center for Ecological Research and Forestry Applications CREAF (Mitwirkung)
-
Universite Paris-Saclay, AgroParisTech (Mitwirkung)
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Universite Paris-Sud XI, Laboratory Ecologie Systematique et Evolution, Team Genetique et Ecologie Evolutive (Mitwirkung)
-
Universite Strasbourg (Mitwirkung)
-
Universite de Strasbourg, Laboratoire d'Hydrologie et de Geochimie (Mitwirkung)
Time ranges:
2024-01-01 - 2025-10-02
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Understanding the effect of belowground hydrological processes and inter-individual interactions on tree water stress using coupled ecohydrological-plant hydraulic modelling
Description: As seen in the recent drought-induced forest dieback and growth reduction in Europe and around the world, climate change has a devastating effect on forest ecosystems. Therefore, new strategies for stabilising existing forests are urgently needed. A key challenge for forest management is that most predictions rely on drought stress estimation in forests using simplified approaches at the stand scale, thereby neglecting different potentially important belowground processes. This project investigates the effect of two such belowground processes—(i) deep water dynamics and (ii) species mixture—on the resilience of forest ecosystems to water stress using coupled ecohydrological-plant hydraulic modelling, constrained by field data of stable water isotopes, tree water stress, and sapflow collected in this project, and through synergies with ongoing projects from Germany and France. The novelty of this coupled model is its emphasis on drought-related processes in both the plants and the soil. The project consists of four work packages (WPs), led by four working groups (two in Germany and two in France). The first WP will leverage stable water isotope measurements to study belowground processes in the field. These measurements will be used to inform and validate the computational models that will be developed in the second and third WPs. In addition, data collected in ongoing research projects will be used to inform the modelling. The second WP will couple an ecohydrological and a plant hydraulic model to investigate topographic controls on deep water in a spatially distributed manner. The third WP will develop a multispecies plant hydraulic model to study the effect of species mixture on forest drought resilience. Finally, the fourth WP will carry out a detailed model-based case study in Vosges Mountains, France, where both topographic controls and inter-individual competition are hypothesised to play a major role on tree mortality patterns. The project will deliver valuable insights into two underexplored components of forest drought resilience and provide a novel computational tool in the form of the coupled ecohydrological-plant hydraulic model for future drought studies. Further, we expect this project to strengthen the collaboration between the French and German groups, which we envision to result in future joint research endeavours.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138688
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