Untersuchung der Stabilität der topografischen Auswirkungen auf die Kohlenstoffverteilung in den borealen Wäldern des Tundra-Taiga-Ökotons in der Klimakrise

Description: Ein erheblicher Teil des Kohlenstoffs im Tundra-Taiga-Ökoton (engl. ‚Tundra Taiga Ecotone‘, TTE) wird als oberirdische Biomasse (engl. ‚Above-Ground Biomass‘, AGB) in Bäumen und Sträuchern durch Photosynthese gespeichert, wobei Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre während der kurzen Wachstumsperiode in hohen Breiten entzogen wird. Dies führt zu geringer Kohlenstoffspeicherung im TTE. Der Klimawandel könnte die Produktivität beeinflussen und Vegetationsmuster verändern. Die Rolle abiotischer Faktoren in der Kohlenstoffspeicherung borealer Wälder ist ungenügend verstanden. Eine Neubewertung der Vegetationsorganisation muss hinsichtlich statischer Modulatoren erfolgen. Topografie, ein wichtiger Faktor für Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit, ist ein statischer abiotischer Faktor, der die lokalen Wachstumsbedingungen beeinflusst. Mit steigenden Temperaturen wird erwartet, dass Niederschlag intensiver und häufiger wird, was zu Wasserstau oder Nährstoffauswaschung an bestimmten topografischen Positionen führen kann und den Rückgang bestimmter Baumarten zur Folge haben könnte. Daher könnte der Klimawandel lokale Reaktionen auf die topografische Position verändern und Wechselwirkungen mit Wetterbedingungen beeinflussen. Die Topografie könnte die Auswirkungen des Klimawandels mildern und anpassungsfähigen Arten zugutekommen, während andere unter veränderten Bedingungen leiden. Das Verständnis der Beziehung zwischen Topografie und Biomasseakkumulation ist entscheidend für die Bewertung der zukünftigen Rolle borealer Wälder im globalen Kohlenstoffhaushalt. Das BToBE-Projekt zielt darauf ab, Wissenslücken hinsichtlich des Einflusses der Topografie auf die Biomasseakkumulation im TTE zu schließen und deren Auswirkungen durch Vorwärtssimulation mit einem prozessbasierten Vegetationsmodell zu bewerten. Die zentrale Hypothese ist, dass sich die Reaktionen der Vegetation auf topografische Bedingungen im TTE aufgrund starker globaler Erwärmung verändert haben. Kürzlich wurden drohnenbasiert 3D-Punktwolken gesammelt, die verarbeitet werden, um Waldbiomasse zu ermitteln. Diese hochauflösenden Referenzdaten erfassen den bioklimatischen Gradienten des TTE, wobei die nördliche Baumgrenze in Niederungen mit Permafrost und im gebirgigen Terrain verläuft. Die drohnenbasierten AGB-Daten werden verwendet, um ein AGB-Modell für das großflächige Ableiten (engl. ‚upscaling‘) mit Landsat- und Sentinel-2-Multispektralsensoren zu entwickeln. Das Ziel ist dreistufig: Erstens sollen die Beziehungen zwischen AGB und Topografie mithilfe von verallgemeinerten additiven Modellen aufgeklärt werden; zweitens soll die Stabilität dieser Abhängigkeiten durch Rekonstruktion langfristiger AGB-Daten aus den vergangenen Jahrzehnten untersucht werden. Dies wird für die Verbesserung und Implementierung des Individuen-basierten und räumlich expliziten borealen Waldvegetationsmodells LAVESI genutzt, zur Ableitung von AGB-Trajektorien im TTE in den kommenden Jahrzehnten.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Amid ? Pflanzenökologie ? Vegetation ? Baum ? Kohlenstoff ? Sensor ? Zusatzstoff ? Pflanzenverfügbarkeit ? Kohlendioxid ? Kohlenstoffbilanz ? Nährstoffauswaschung ? Photosynthese ? Kohlenstoffsenke ? Topographie ? Globale Erwärmung ? Gehölzpflanze ? Borealer Wald ? Klimafolgen ? Tundra ? Holzbiomasse ? Abiotischer Faktor ? Oberirdische Biomasse ? Atmosphäre ? Permafrost ? Forstwirtschaft ? Klimawandel ? Niederschlag ? Biodiversität der Pflanzen ? Biodiversität der Ökosysteme ? Ecology of Ecosystems ? Ecology of Plants ? Forstwissenschaften ? Biodiversity of Plants ? Ökologie der Ökosysteme ?

Region: Brandenburg

Bounding boxes: 13.01582° .. 13.01582° x 52.45905° .. 52.45905°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Alfred-Wegener-Institut (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-01-01 - 2025-12-10

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Assessing stability of topographic impacts on northern boreal forest carbon allocation across the Tundra-Taiga Ecotone amid climate crisis
  Description: A significant portion of carbon in the Tundra-Taiga Ecotone (TTE) is stored as above-ground biomass (AGB) in trees and shrubs through photosynthesis, where carbon dioxide is extracted from the atmosphere during the brief growing season in high latitudes. This results in low carbon sequestration in the TTE. Climate change may influence low productivity, reorganizing vegetation patterns. However, the role of abiotic factors in carbon sequestration capacity of boreal forests is poorly understood. An evaluation of vegetation organization must be conducted concerning static modulators. Topography, a significant determinant of water and nutrient availability, is a static abiotic factor that profoundly influences local growing conditions. As temperatures rise, precipitation is expected to become more intense and frequent, potentially leading to waterlogging or nutrient leaching at specific topographic positions, which may cause the decline of certain tree species. Thus, climate change could alter local responses to topographic position and change interactions with weather patterns. Topography could mitigate climate change impacts, benefiting adaptable species while others suffer from altered conditions. Understanding the relationship between topography and biomass accumulation is essential for assessing boreal forests' future role in global carbon balances. The BToBE project aims to address knowledge gaps regarding topography's mechanistic influence on biomass accumulation in the TTE and evaluate its impact through forward simulation with a process-based vegetation model. The central hypothesis is that vegetation responses to topographic conditions in the TTE have transformed due to significant global warming. Recently, drone-derived 3D point clouds processed to yield forest biomass were collected at AWI. This high-resolution reference data captures the extensive bioclimatic gradient of the TTE, with the northern treeline situated in permafrost lowlands and across mountainous terrain. The drone-derived AGB data will be used to develop an AGB model for upscaling with Landsat and Sentinel-2 multispectral satellite sensors. The objective is threefold: first, to elucidate relationships between AGB and topography using generalized additive modeling; second, to ascertain the stability of these dependencies by reconstructing long-term AGB data from past decades. This will enhance and allow implementing the individual-based and spatially explicit boreal forest vegetation model LAVESI, to estimate AGB trajectories in the TTE over coming decades. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140365

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/563037533 (Webseite)

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.50
• Findability: 0.66

  • Title: 1.00
  • Description: 0.15
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.79
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.