The fate of phosphorus in forest and treeline ecosystems in Ecuador

• Applicant: Professorin Dr. Yvonne Oelmann
• Subject Area: Forestry ; Ecology and Biodiversity of Plants and Ecosystems
• Term: from 2013 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 227673688

Die kontinuierlich hohe atmosphärische Stickstoff- (N) und Phosphor- (P) Deposition erreicht sogar abgelegene Gegenden wie den tropischen Bergregenwald. Untersuchungen zu der Auswirkung von atmosphärischer Nährstoffdeposition konzentrierten sich bisher auf N, obwohl angenommen wird, dass P in weiten Teilen der Tropen das Organismenwachstum limitiert. Außerdem könnte der erwartete Klimawandel, d.h. Änderungen der Temperatur und der Niederschlagssummen, einen Einfluss auf die ökosystemare Reaktion des tropischen Bergregenwaldes auf atmosphärische Nährstoffdeposition haben. Höhengradienten stellen eine ideale Möglichkeit dar den Klimawandel zu untersuchen, weil die vorhergesagten Klimaänderungen für den tropischen Bergregenwald in Südecuador, d.h. steigende Temperaturen und abnehmende Niederschlagssummen, dem Temperatur- und Niederschlagsgradienten von 4000 m - 1000 m asl des Höhentransektes entsprechen.Bisherige Untersuchungen, so auch das NUMEX Experiment in Südecuador, zeigten, dass der Hauptteil des P, der zur Simulation von atmosphärischer Nährstoffdeposition appliziert wurde, im Boden verblieb. Während die Gesamt-P-Vorräte im Boden nur langsam auf geringe P-Applikationsraten reagieren, kann man davon ausgehen, dass die biologischen und geochemischen Prozesse, die dem P-Rückhalt in der organischen Auflage und im Mineralboden zu Grunde liegen, eine prompte Reaktion zeigen.Unser übergreifendes Ziel ist, den Verbleib von gedüngtem P in der organischen Auflage und im Mineralboden zu verfolgen und die zu Grunde liegenden Prozesse (Immobilisierung bzw. Freisetzung durch Mikroorganismen, Sorption bzw. Desorption, Ausfällung bzw. Auflösung von P-haltigen Mineralen) entlang des Höhengradienten des NUMEX-X (1000, 2000, 3000, 4000m; letztere Höhenstufe enthält ein Polylepis- und ein Páramo-Ökosystem) aufzudecken. Wir werden die P-Vorräte in der organischen Auflage und die P-Fraktionen im Mineralboden quantifizieren und eine Kombination von 33P-Tracerversuchen und Inkubationen nutzen, um die biologischen und geochemischen Prozesse, die dem P-Rückhalt zu Grunde liegen, zu separieren.Das mechanistische Verständnis des P-Kreislaufes, das aus diesem Projektvorschlag resultieren wird, ist nötig für die Vorhersage von Ökosystemreaktionen auf die kontinuierlich hohe atmosphärische Nährstoffdeposition, weil langfristig einzelne Prozesse unterschiedlich und evtl. gegensätzlich reagieren könnten. Die schnelle Reaktion der biologischen und geochemischen Prozesse, die zum P-Rückhalt (oder langfristig zur P-Freisetzung) im Boden führen, bildet die Grundlage zur Beurteilung der Auswirkungen von Umweltveränderungen auf das tropische Bergregenwaldökosystem und kann schließlich zur Entwicklung eines Sets von Frühwarnindikatoren beitragen.

• DFG Programme: Research Grants