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A06 beschäftigt sich im SFB 1357 mit den Auswirkungen von chemisch komplexen und umweltrelevanten Mikroplastik (MP)-Partikel im System Boden-Mikroben-Pflanze mit speziellem Fokus auf Änderungen der Bodenaggregation, der Bodenchemie und der Bodenmikrobiologie in der Rhizosphäre von Nutzpflanzen. Aufbauend auf die 1. Förderperiode (FP) adressiert das Teilprojekt die Frage, welche Eigenschaften von umweltrelevantem MP zu Veränderungen in der Rhizosphäre führen und wie sich diese auf die entsprechenden Pflanzen wie Mais und Erdbeeren auswirken. Dabei legt das Teilprojekt verstärkt Wert auf den Vergleich von konventionellem MP mit bioabbaubaren Kunststoffen, deren Wirkung auf die Bodenchemie und die Bodenmikrobiologie erheblich größer sein könnten. Aus der 2. FP werden zudem Erkenntnisse erwartet, die zur ökotoxikologischen Bewertung von MP für Mikroorganismen in Böden und daher indirekt für Pflanzen beitragen. In einem SFB-übergreifendem Bodenmesokosmen-Experiment werden Fragestellungen aus den Projektbereichen A, B und C im Rahmen der Querschnittsthemen „Migration-Expositionswahrscheinlichkeit“ und „Effekte-Alterung“ an der Schnittstelle Boden untersucht.
Der Koordinationsantrag für das SPP 2089 Raum-zeitliche Organisation der Rhizosphäre - der Schlüssel zum Verständnis von Rhizosphärenfunktionen - Phase 2 bietet eine kurze Einführung in das Konzept und die Hypothesen des SPP (Abschnitt 1.1), gibt einen kurzen Überblick über die experimentellen Plattformen und die gemeinsamen Probenahmestrategien (Abschnitt 1.2) und umfasst die Zusammenfassung der Forschungsergebnisse aus Phase 1 (Abschnitt 1.3.1 - 1.3.6). Diese Zusammenfassung enthält auch die von der Koordination durchgeführten feldbezogenen Messungen, die nicht an anderer Stelle dargestellt werden können. Die Datenintegration und die Initiierung gemeinsamer Manuskripte wurden adressiert (Abschnitt 1.3.7) und die Ziele des SPP in Phase 2 werden abgeleitet (Abschnitt 1.4), einschließlich der Forschungsfragen und der damit verbundenen gemeinsamen Experimente für Phase 2. Eine besondere Herausforderung ist die Integration von Daten aus verschiedenen Skalen und Disziplinen (Abschnitt 1.5). Dies führt zu den spezifischen Aufgaben der Koordination (Kommunikation, PP-Datenbank BExIS, Soil-Plot-Experiment, Organisation von Treffen/Workshops, Röntgencomputertomographie-Service, Öffentlichkeitsarbeit), die alle darauf abzielen, eine Datensynthese zu ermöglichen (Abschnitt 1.6). Erste Beispiele für integrierte Arbeiten sind in der Bibliographie aufgeführt (Abschnitt 1.7). In Anbetracht des begrenzten Platzes ist die Beschreibung der Forschungsergebnisse sehr kurz und zielt darauf ab, die Ergebnisse in einer integrierten Weise zu präsentieren. Gleiches gilt für die Beschreibung neuer gemeinsamer Experimente, auch hier finden sich die Details in den jeweiligen Einzelanträgen.
Böden speichern große Mengen an Kohlenstoff (C) in der organischen Bodensubstanz (OBS), die durch Einschluss in Aggregate oder Bindung an Oberflächen von Mineralen vor mikrobieller Zersetzung geschützt ist. Je nachdem, welche Fraktion der OBS betrachtet wird, sind die Quellen sehr unterschiedlich. Während die partikuläre organische Substanz hauptsächlich aus Pflanzenresten besteht, stammt die mineralassoziierte organische Substanz größtenteils aus mikrobiellen Rückständen. In Wälder der gemäßigten Zonen spielt zudem die Symbiose zwischen Bäumen und Pilzen, die Mykorrhiza, eine wichtige Rolle für die C-Speicherung im Boden. Wälder, die von Bäumen mit Ektomykorrhiza (ECM) dominiert werden, weisen höhere C-Vorräte auf, verglichen mit Wäldern mit arbuskulärer Mykorrhiza (AM). Diese C-Vorräte sind jedoch weniger stabilisiert und das Verhältnis der partikulären zur mineralassoziierten OBS ist in ECM Wäldern höher als in AM Wäldern. Ein mechanistisches Verständnis der Faktoren und Prozesse, durch die die verschiedenen Mykorrhizatypen die partikuläre und die mineralassoziierte OBS beeinflussen, fehlt jedoch bislang. Wir nehmen an, dass der Mykorrhizatyp die Rhizodeposition beeinflusst, insbesondere die Vielfalt der Metabolite und die Dynamik des C-Eintrags, und dadurch ein Schlüsselfaktor für die C-Speicherung im Boden ist. Unsere Hypothese ist, dass in AM-dominierten Wäldern ein geringer, aber kontinuierlicher Eintrag von hochdiversen Rhizodepositen die mikrobiellen Gemeinschaften fördert, die dann zu einer erhöhten C-Stabilisierung in Form von mineralassoziierter OBS beitragen. Im Gegensatz dazu fördert ein unregelmäßiger und hoher C-Eintrag, bei gleichzeitiger Unterdrückung saprotropher Pilze (Gadgil Effekt), die Akkumulation der partikulären OBS in ECM Wäldern. Um die Hypothesen dieses Gemeinschaftsprojekts zu prüfen, werden wir auf ein etabliertes Experiment zur Diversität von Bäumen, bei dem die Häufigkeit von Mykorrhizatypen manipuliert wird, zurückgreifen. Dieses wird durch innovative Experimente im Labor und modernste Methoden, wie die Markierung mit stabilen Isotopen, die Identifizierung mittels Biomarkermolekülen und die Flüssigkeitschromatographie/Massenspektrometrie, kombiniert. Das vorgeschlagene Projekt wird zu einem umfassenden Verständnis der durch den Mykorrhizatyp bedingten Mechanismen des C-Umsatzes in Wäldern der gemäßigten Breiten beitragen. Dadurch wird es möglich, künftige Veränderungen der C-Vorräte in Waldökosystemen besser vorherzusagen und neue Waldbewirtschaftungsstrategien zu entwickeln, um die C-Speicherung im Boden zu erhalten oder sogar zu erhöhen.
Aktuelle Erkenntnisse legen nahe, dass tropische Ökosysteme, insbesondere tropische Wälder, eine wichtige Rolle im globalen Hg-Zyklus spielen. Aufgrund der hohen Produktivität und Litterproduktion in tropischen Wäldern findet 70% der globalen atmosphärischen (trockenen) Hg-Deposition auf Waldböden in diesen Umgebungen statt. Es besteht ein wachsendes Interesse an der Bedeutung der Bestimmung der Beziehung zwischen Hg-Akkumulation in Blättern und Blatt-/Kronenmerkmalen wie spezifischer Blattfläche (SLA) und Blattflächenindex (LAI), um globale Hg-Modelle zu Aktualisierung. Jedoch wurden diese Parameter sowie die Hg-Akkumulation in der Vegetation tropischer Wälder noch nie untersucht. Ein weiterer entscheidender Faktor, der noch nie bewertet wurde, ist der Zusammenhang zwischen der Hg-Akkumulation in den Blättern und der Wassernutzungseffizienz (WUE), die die Menge an Kohlenstoff ist, die als Biomasse pro Einheit Wasser von der Pflanze produziert wird. Stomatale Regulation spielt eine entscheidende Rolle in der WUE, da die Stomataöffnung den Wasserverlust durch Transpiration und die Menge an CO2 beeinflusst, die gewonnen wird. Da die Hg-Aufnahme auch von der stomatalen Regulation abhängt, kann die Etablierung dieser Beziehung wertvolle Einblicke in die Rolle liefern, die Dürre und eine bessere Anpassung an Dürre durch Pflanzen mit höherer WUE zukünftig bei der Hg-Assimilation in der Vegetation spielen werden.Ziel dieser Studie ist es, den Hg-Kreislauf der Vegetation in tropischen Wäldern genauer zu charakterisieren, einschließlich zwei verschiedener Waldtypen, dem tropischen trockenen Laubwald (TDBF) und dem tropischen feuchten Laubwald (TMBF). Dadurch wollen wir dazu beitragen, eine bessere Bewertung der Bedeutung tropischer Wälder im Vergleich zu nichttropischen Wäldern als Hg-Senken zu erreichen. Die vorgeschlagene Studie zielt darauf ab, zu bestimmen, wie verschiedene tropische Waldtypen und damit verbundene klimatische Bedingungen die Hg-Akkumulation in der Vegetation antreiben und wie der Transport von der Atmosphäre in den Boden stattfindet. Schließlich wird diese Studie die Hg-Akkumulation im organischen Oberboden quantifizieren und ihre Beziehung zur C-Akkumulation und Hg-Flüssen im Laubfall bestimmen, was wertvolle zusätzliche Daten für zukünftige globale Hg-Modelle liefern wird. Die Studie wird die Hg-Akkumulation in der Vegetation charakterisieren und die saisonale und räumliche Variabilität in der Hg-Ablagerung durch Laubfall bewerten. Durch den Vergleich die zwei (nahezu) extreme tropische Systeme darstellen, können wir eine einzigartige Perspektive auf die Funktionsweise tropischer Wälder gewinnen und inwieweit sie sich in Bezug auf die Hg-Akkumulation unterscheiden.
Wiederverwendung von Abwasser (AW) in landwirtschaftlicher Bewässerung ist eine effiziente Möglichkeit, Wasser zu sparen und die Nahrungsmittelproduktion für eine wachsende Bevölkerung unter den Bedingungen des Klimawandels zu steigern. Infrastrukturinvestitionen führen in vielen Ländern zu einer Verlagerung von Bewässerung mit unbehandeltem AW hin zu behandeltem AW. SP 5 wird dazu beitragen, die Hypothesen zu prüfen, dass i) die Umweltkonzentrationen von Schadstoffen, die aus dem Boden freigesetzt und von Pflanzen aufgenommen werden, hoch genug sind, um Antibiotikaresistenzen zu selektieren und horizontalen Gentransfer (HGT) in Böden und Pflanzen auszulösen, und ii) der Bodentyp die Freisetzung von Schadstoffen und die damit verbundene Selektion von Antibiotikaresistenzen moduliert. Die Wirkung der Zugabe von behandeltem oder unbehandeltem AW zu Leptosolen, Phäozemen und Vertisolen, die seit >80 Jahren mit unbehandeltem AW bewässert werden, auf Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und Häufigkeit von Antibiotikaresistenzgenen (ARG) sowie mobilen genetischen Elementen (MGE), die mit gramnegativen Bakterien (GNB) assoziiert sind, wird in einem gemeinsamen Inkubations- und Batch-Experiment in Gesamt-DNA getestet. HGT-Raten zwischen GNB werden für eine Teilmenge von Bodenproben bestimmt. Isolierte Enterobakterien (SP 6) werden auf das Vorhandensein übertragbarer Plasmide gescreent. Die Mobilisierung von ARG zu IncP-1-Plasmiden aufgrund der Selektion durch Antibiotika und Desinfektionsmittel, die dem AW zugesetzt und aus Boden freigesetzt werden, wird in einem Satellitenexperiment getestet. Dabei wird das Bodenbakterium Acinetobacter baylyi BD413, das IncP-1-Plasmide ohne ARG trägt, auf die unterschiedlich behandelten Böden aufgebracht, nach 28 Tagen isoliert und die Plasmide auf erworbene ARG gescreent. Die Relevanz der Pflanzen für Selektion und Ausbreitung von ARG und Transfer in die Nahrungskette wird im gemeinsamen Bodensäulexperiment mit monolithischen, "ungestörten", mit Koriander (Coriandrum sativum) bepflanzten Bodensäulen untersucht. SP 5 wird die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft in Phyllosphäre und Wurzeln/Rhizosphäre, die relative Häufigkeit von ARG und MGE von GNB und die HGT-Raten zwischen GNB bewerten. SP 5 bringt gleiches Fachwissen und gleiche Techniken in das gemeinsame Feldexperiment mit Koriander bepflanztem Phäozem-Boden ein, um kontrollierte Labor- und Gewächshausversuche mit realen Bedingungen zu verbinden, insbesondere im Hinblick auf Auswirkungen von Bewässerungswasserqualität auf Phyllosphärenbakterien, die unter Gewächshausbedingungen schwer zu untersuchen sind. Durch Verknüpfung der Ergebnisse und Fachkenntnisse mit Daten und Kenntnissen der anderen SP, ebenfalls mit Hilfe des integrierten mathematischen Modells (SP 7), trägt SP 5 zu einem mechanistischen Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen, Antibiotikaresistenzen und Pathogenen in sich verändernden AW-Bewässerungssystemen bei.
Kontaminanten mit antimikrobiellen Eigenschaften wie Schwermetalle und Antibiotika stellen eine erhebliche Bedrohung für die Bodengesundheit dar. Während Schwermetalle oft als Altlasten betrachtet werden, handelt es sich bei Antibiotika um aufkommende Kontaminanten. Flussaueflächen, die sich zwischen schadstofftransportierenden Flüssen und landwirtschaftlichen Flächen befinden, sind potenzielle Hotspots für das gleichzeitige Auftreten und die Vermehrung von Schwermetall-Resistenzgenen (HRGs) und Antibiotika-Resistenzgenen (ARGs). Diese Studie zielt darauf ab, die Rolle von Flussaueflächen als Kontaktzonen für das gleichzeitige Auftreten und die Bewegung von Antibiotika und Schwermetallen sowie der damit verbundenen Resistenzen zu untersuchen. Wir nehmen an, dass Resistenzgene gegen einen Kontaminanten in Anwesenheit des anderen Kontaminanten in Flussaueflächen verbreitet werden, da beide Resistenzen aus unterschiedlichen Quellen in die Flussaueflächen gelangen und auf denselben mobilen genetischen Elementen auftreten. Drei Forschungsziele werden verfolgt: Bestimmung der Häufigkeit und Verteilung von HRGs und ARGs in Flussaueflächen und deren Verteilung entlang entgegengesetzter Antibiotika- und Schwermetallgradienten. Erforschung der Anpassung von Flussaue-Graslandschaften an die Co-Kontamination mit Schwermetallen und Antibiotika sowie Untersuchung der Bewegung von Resistenzgenen. Bewertung des Einflusses der Rhizosphäre auf die Vermehrung von ARGs und HRGs unter Einwirkung eines der Kontaminanten. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt umfasst Felduntersuchungen zur Messung von Schwermetall- und Antibiotikakonzentrationen sowie zur Quantifizierung der entsprechenden Resistenzgene. Es werden zusätzliche Faktoren untersucht, die die Ausbreitung von Resistenzgenen beeinflussen, einschließlich Bodengeochemie, Biotopart, Klima und Dynamik der mikrobiellen Gemeinschaft. Ein Modellversuch mit einem Flussauenstreifen wird durchgeführt, um die Bewegung und den Abbau von Resistenzgenen zu beurteilen. Die Anpassung der mikrobiellen Gemeinschaften wird mittels Amplicon-Sequenzierung analysiert und die Rolle der Rhizosphäre-Prozesse bei der Vermehrung von Resistenzgenen wird bewertet. Die Ergebnisse dieser Studie tragen zu einem besseren Verständnis der Faktoren bei, die das gleichzeitige Auftreten und die Vermehrung von ARGs und HRGs in Flussaueflächen beeinflussen.
Die Verschmutzung durch Kunststoffe hat sich zu einer anerkannten Bedrohung für terrestrische Ökosysteme entwickelt. Sobald Kunststoffe in die Umwelt gelangen, kommt es zu einem Abbau, der die Eigenschaften des Plastikmülls verändert (z. B. Sorptionsfähigkeit, Sprödigkeit, Flexibilität), was Auswirkungen auf Pflanzen-Boden-Systeme haben kann. Die Photodegradation kann als einer der häufigsten Prozesse des Kunststoffabbaus weltweit angesehen werden. Dadurch wird Kunststoff spröde und zersplittert in kleine Stücke (Mikroplastik), erhöht seine Sorptionskapazität für Metalle und organische Verbindungen und kann potenziell das Sickerwasser oder gefährliche Chemikalien in den Boden erhöhen. Der Abbau von Mikroplastik kann nicht nur die Bodenfunktionalität und die Struktur von Lebensgemeinschaften verändern, sondern auch die Leistung von Pflanzen, so dass die jüngsten Forschungen, die scheinbar positive Auswirkungen von Mikroplastik auf die Pflanzenproduktivität und die Bodeneigenschaften beschreiben, möglicherweise nur einen Teil der Wahrheit erfassen, da sie nur die Auswirkungen von unberührtem Mikroplastik (bevor es abgebaut wurde) auf Pflanzen-Boden-Systeme berücksichtigen. Das Ziel dieses Projekts ist es zu verstehen, wie abgebautes Mikroplastik (das echte Mikroplastik, das tatsächlich in die Bodenmatrix gelangt) die Pflanzen-Boden-Funktionalität unter Verwendung von Mikrokosmen beeinflusst. Konkret möchte ich i) die Mechanismen entwirren, durch die sich der Abbau von Mikroplastik (Mikroplastik, Form, Polymertyp, Größe und Sickerwasser) auf Pflanzen-Boden-Systeme auswirkt, und ii) die Auswirkungen auf die Struktur der Pflanzengemeinschaften testen, die sie haben können. Um dies zu wissen, werde ich eine Reihe von Experimenten entwickeln, um dies zu untersuchen. Zunächst möchte ich den Abbau von Mikroplastik in Abhängigkeit von der Form des Mikroplastiks (Fasern, Folien, Schäume) und dem Polymertyp (z.B. Polyethylen, Polypropylen) untersuchen. Dann möchte ich die Mechanismen des Mikroplastikabbaus in Abhängigkeit von der Größe des Mikroplastiks und den chemischen Sickerstoffen entschlüsseln, und schließlich möchte ich verstehen, welche Auswirkungen die Form des Mikroplastiks, der Polymertyp, die Größe und die Sickerstoffe auf wichtige Lebensstadien der Pflanzenentwicklung haben. Das heißt, Samenkeimung, Pflanzenwachstum und Pflanzenfitness. Darüber hinaus möchte ich die potenziellen Auswirkungen verstehen, die all dies auf die Konkurrenzfähigkeit von Pflanzenarten haben kann.
Der episodische Charakter der Urbanisierung auf der mongolischen Hochebene bietet uns die ideale Gelegenheit, die Auswirkungen der Städte auf die lokale Umwelt zu untersuchen und diachrone Veränderungen zu erforschen. In den weiten östlichen Steppen gibt es nur zwei mongolenzeitliche Städte: Karakorum - die Hauptstadt des vereinigten Mongolenreichs - und Khar Khul Khaany Balgas. Beide wurden von Grund auf neu errichtet und verkörpern den dramatischen Wandel von einer Pastoralwirtschaft zu einer Stadtlandschaft. Beide Stätten und ihr Siedlungsnetz sind von der modernen Urbanisierung und den landwirtschaftlichen Aktivitäten nahezu unberührt geblieben. Mit unserem Fokus auf Energie/Brennstoff, Nahrung, Baumaterialien - zusammen mit den für ihre Herstellung notwendigen Öfen - und Eisenproduktion einschließlich Schmelzöfen untersuchen wir die energieintensiven Materialflüsse mit den stärksten Auswirkungen auf die Umwelt. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Vorgehensweise ist unser zweifach vergleichender Ansatz: Wir vergleichen nicht nur zwei Städte in zwei verschiedenen Tälern, sondern wir werden auch in einer diachronen Perspektive arbeiten (in Phase II). Um unsere Ziele zu erreichen und diese Hypothesen zu überprüfen, werden wir einen Multi-Proxy-Ansatz verwenden, der innovative Methoden aus einer Vielzahl von Disziplinen kombiniert: Archäologie, Archäozoologie, physische Anthropologie, Bioarchäologie, Bodenkunde, Paläoökologie, Paläoklimatologie, Fernerkundung und Geophysik. Eine große methodische Stärke unseres Netzwerks besteht darin, dass einzelne Aspekte von verschiedenen Disziplinen untersucht werden, die jeweils über eigenes Quellenmaterial verfügen. Dieselbe Frage wird aus verschiedenen Perspektiven betrachtet, was komplementäre Einsichten, aber auch die gegenseitige Kontrolle der erzielten Ergebnisse und ihrer Interpretationen ermöglicht. Gemeinsam werden wir den Verflechtungen zwischen Urbanismus, Wirtschaftspraktiken und Umwelt auf den Grund gehen. Um unsere interdisziplinäre Forschungsagenda zu systematisieren, werden wir den urbanen Metabolismus als konzeptionellen Rahmen verwenden und die Lebenszyklusanalyse in dieses Konzept integrieren, um den Weg der Güter von der physischen Gewinnung bis zum Endverbrauch und ihrer Entsorgung zu verfolgen. Dieses Forschungsdesign, bei dem eine Vielzahl von Proxies verwendet wird, um die oft gleichzeitig stattfindenden und sich überschneidenden, also miteinander verflochtenen Prozesse zu bewerten, ist in dieser Weltregion noch nicht durchgeführt worden und wird innerhalb und außerhalb unserer Disziplinen neue Maßstäbe setzen. Für eine effektive, thematisch fokussierte Zusammenarbeit richten wir vier Schwerpunktbereiche ein: A) Siedlungswesen, B) Nutzung von Non-Food-Ressourcen, C) Versorgung der Stadt, D) Umweltbedingungen. Diese Bereiche systematisieren die identifizierten Kernthemen, um die Verflechtungen von Wirtschaft, Stadt und Umwelt zu verdeutlichen.
In Böden wird die Aufteilung des Kohlenstoffs (C) aus einem Substrat zwischen Katabolismus und Anabolismus (bezeichnet als Substratnutzungseffizienz, SUE) durch die funktionelle Komplexität des jeweiligen Substrats und die Bodenumgebung beeinflusst. Da "passives Abwarten" die häufigste Nährstoff- und Substraterwerbsstrategie für Bodenprokaryoten ist, hängt die Wahrscheinlichkeit des Kontakts zwischen einem Substrat und den Zersetzern eher vom Kurzstreckentransport des Substrats als von der mikrobiellen Mobilität ab. Das lückenhafte und zeitlich unregelmäßige Substratangebot in Böden führt zu zwei Endszenarien, die eine geringere mikrobielle Nutzung eines bestimmten Substrats bewirken: (i) Hotspots mit hohen Substratkonzentrationen, in denen das Verhältnis zwischen mikrobiellem Wachstum und Konzentration gesättigt ist, was zu einer verringerten mikrobiellen Aktivität führt, und (ii) Coldspots, in denen die Substratkonzentrationen in der Bodenlösung zu gering und variabel sind und die metabolische Investition zu hoch ist, um die Substratnutzung energetisch zu rechtfertigen. Transportprozesse können einen wirksamen Beitrag zur Beendigung von Hot Spots leisten, indem sie Substratgradienten zwischen Hot- und Coldspots ausgleichen. Trotz jahrzehntelanger Forschung zu Transportprozessen im Boden besteh immer noch die Notwendigkeit, die Transportwege und die daraus resultierenden heterogenen Wasserverteilungen mit der mikrobiellen Funktion des Bodens zu verknüpfen. Der wissenschaftliche Ansatz des vorgeschlagenen Projekts basiert auf der Entschlüsselung der Wechselwirkungen zwischen räumlicher und zeitlicher Heterogenität in der Substrat- und Nährstoffverfügbarkeit und wie deren Modulation durch Transportprozesse den mikrobiellen Katabolismus und Anabolismus im Boden beeinflusst. Dies soll erreicht werden durch (i) die Untersuchung, wie der Transport von Substrat oder Stickstoff (N) den SUE verbessert, entweder durch die Ausweitung der räumlichen Verteilung des Substrats auf Bodenkompartimente, in denen noch ausreichend N verfügbar ist, oder durch den N-Transport in substratreiche Kompartimente, in denen der Nährstoff fehlt; (ii) die Analyse, wie die Porengrößenverteilung und sorptionsaktive Mineralien die Wirkung von Transportprozessen auf die mikrobielle Energie- und C-Nutzung verändern; (iii) die Klärung der Frage, inwieweit die angenommene positive Auswirkung des N-Transports in substratreiche Kompartimente auf den SUE durch die Notwendigkeit der mikrobiellen Gemeinschaft, Nitrat unter Sauerstoffmangel auf Denitrifikation und Anabolismus aufzuteilen, reduziert wird; und (iv) die Bestimmung, wie präferentielle Fließwege nach Trockenheit die rechtzeitige Wasserverfügbarkeit für die mikrobielle Gemeinschaft und damit die Verzögerungsphase der mikrobiellen Reaktivierung und den gleichzeitigen C-Fluss über katabolische und anabolische Pfade steuert.
Die Humusauflage (FF = Forest Floor) ist das aktivste Kompartiment von Böden mit den schnellsten Umsatzraten der organischen Bodensubstanz. Pflanzlicher Detritus wird zu CO2 mineralisiert, als DOC ausgewaschen, durch Mikroorganismen in stabilere organische Substanz umgewandelt oder durch Bodentiere in den Mineralboden verlagert und dort stabilisiert. Die Bedeutung dieser C-Flüsse ist nicht genau bekannt und hängt von den Umweltbedingungen ab. Das Projekt P2 zielt darauf ab, die Pfade des Kohlenstoffkreislaufs im FF zu quantifizieren und deren kontrollierenden Faktoren zu ermitteln. Der experimentelle Ansatz von P2 ist es, (1) die C-Flüsse sowie die natürliche Isotopenabundanz entlang der Umweltgradienten der RU zu messen, und (2) in einem RU-übergreifenden Versuch mit isotopisch markierter Buchenstreu, das streubürtige Signal in den C-, N- und H-Flüssen des FF und des oberen Mineralbodens zu verfolgen. Das Projekt P2 wird den CO2 Fluss aus dem Boden und die DOC Auswaschung sowie deren stabile Isotopensignaturen (13C, 15N, 2H) und 14C Gehalte auf 8 Standorte messen, die die Hauptgradienten der RU (Temperatur, Ausgangsgestein, Phosphorvorrat) beinhalten. Zusätzlich analysiert P2 die natürliche Abundanz von 14C, 13C, 15N, 2H in Fraktionen der organischen Auflage und des oberen Mineralbodens, welche von P3 separiert werden. (2) In dem Versuch mit isotopisch markierter Streu wird P2 die markierte Streu für die gesamte RU produzieren. Anschliessend wird P2 den Verbleib der 13C, 2H and 15N markierten Buchen-Blattstreu in den C-Flüssen (zusammen mit P1) und in den Dichtefraktionen des FF und oberen Mineralbodens verfolgen (mit P3). Die Flussdaten werden mit dem Transport markierter Streu durch Bodenfauna (P6) und der 15N-Aufnahme durch Mikroorganismen sowie durch Mycorrhiza und Feinwurzeln (P8) und von Bäumen (P9) verknüpft. Gesamthaft ermöglicht dies eine holistische Erfassung des C-, H-, N-Kreislaufes im FF und oberen Mineralboden. Die zu erwartenden Ergebnisse von P2 sind es, die Pfade und Bildungsrates von FF-Komponenten und der organischen Bodensubstanz des mineralischen Oberbodens zu quantifizieren. Die Verknüpfung mit den klimatischen Verhältnissen und den Bodeneigenschaften der Standorte erlauben es, die kontrollierenden Faktoren der Flüsse organischer Substanz zu identifizieren. In der zweiten Phase der RU plant P2, den Versuch mit markierter Streu fortzuführen, neue Baumarten hinzuzunehmen, das Isotopensignal in spezifischen Komponenten zu analysieren, und die Reaktion der Kohlenstoffflüsse auf Trockenheit zu untersuchen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 213 |
| Kommune | 1 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 153 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 213 |
| Repositorium | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 217 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 211 |
| Englisch | 208 |
| andere | 1 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Webseite | 217 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 206 |
| Lebewesen und Lebensräume | 199 |
| Luft | 125 |
| Mensch und Umwelt | 217 |
| Wasser | 126 |
| Weitere | 217 |