Stickstoff-Colimitierung in dürrelimitierten borealen Wäldern

• Antragstellerin: Dr. Choimaa Dulamsuren
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539975714

Die Produktivität borealer Wälder wird im Allgemeinen durch niedrige Temperaturen und die Verfügbarkeit von Stickstoff (N) limitiert. Am Südrand des borealen Waldbioms unter kontinentalem Klima ist dies allerdings nicht so, da hier die Produktivität stärker durch Trockenheit als durch die Temperatur begrenzt wird. In den letzten Jahren haben mehrere Fernerkundungs- und Jahrringstudien gezeigt, dass immer mehr zuvor temperaturlimitierte boreale Wälder weltweit infolge des Klimawandels zu trockenheitslimitierten Wäldern werden. Bis vor kurzem war unklar, ob die aus temperaturlimitierten borealen Wäldern bekannte Co-Limitierung der Produktivität durch N auch in dürrelimitierten Wäldern fortbesteht oder ob Wassermangel dazu führt, dass die N-Limitierung dort nicht mehr relevant ist. In einer kürzlich erschienenen Arbeit (veröffentlicht 2021 in Global Change Biology) konnte die Antragstellerin zeigen, dass auch in dürreexponierten südborealen Wäldern in Zentralasien N-Limitierung zusätzlich zur Trockenheitslimitierung besteht. Anlässlich dieses Befunds sollen der N-Haushalt in trockenheitslimitierten borealen Wäldern und dessen Auswirkungen auf die Kohlenstoff-, Wasser- und Nährstoffverhältnisse genauer untersucht werden, da Studien zur N-Limitierung in borealen Wäldern bisher auf temperaturbegrenzte Ökosysteme beschränkt waren. Das Projekt hat das Ziel, den Effekt von N auf den Kohlenstoff-, Wasser- und Nährstoffhaushalt am Südrand des borealen Waldbioms in der Nordmongolei in einem Düngungsexperiment zu analysieren. Die borealen Wälder der Mongolei befinden sich in unmittelbarer Nähe zum zentralasiatischen temperaten Graslandbiom und sind von Natur aus häufigen und intensiven Dürren ausgesetzt. Sie können daher als Modellsysteme (oder Klimaanaloge) für klimatische Bedingungen dienen, wie sie sich mit fortschreitendem Klimawandel vermutlich zunehmend in den derzeit besser mit Wasser versorgten Teilen des borealen Waldbioms ausbreiten werden. Der N-Düngungsversuch (mit 0, 12,5, 25 und 50 kg N ha-1 a-1) wird 1 Jahr vor der Projektlaufzeit in Wäldern mit Sibirischer Lärche (Larix sibirica) angelegt. Der Verbleib von N im Ökosystem wird durch die Analyse der N-Gehalte in der Pflanze, der organischen Auflage und im Boden, von δ15N-Signaturen sowie der N-Nettomineralisation verfolgt. Pflanzenökophysiologische Methoden (z. B. Messungen des CO2/H2O-Gaswechsels, der Chlorophyllfluoreszenz und des Wasserpotenzials der Pflanzen), die Analyse stabiler Isotope und die biochemische Analyse nichtstruktureller Kohlenhydrate werden mit Analysen des Holzzuwachses und der Feinwurzelverteilung kombiniert. Dabei soll die übergeordnete Hypothese getestet werden, dass die N-Verfügbarkeit einen signifikanten Einfluss auf den Kohlenstoff- und Wasserhaushalt dürrelimitierter borealer Wälder hat, was sich auf die Fähigkeit auswirkt, zur Kohlenstofffestlegung beizutragen, holzige Biomasse zu produzieren und Trockenstress unter einem sich erwärmenden Klima zu tolerieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen