Experimentelle Pflanzenökologie
- Experimentelle Pflanzenökologie
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Der Schwerpunkt der Experimentellen Pflanzenökologie liegt in der Klimawandelfolgenforschung. Mit langzeit Freilandexperimenten auf der „Umweltbeobachtungs- und Klimawandelfolgen-Forschungsstation Linden (UKL)“ untersuchen wir die Pflanzen- und Ökosystemreaktionen auf den Klimawandel. So dokumentieren wir im Phänologischen Garten die Änderung der Phänologie der Pflanzen als Reaktion auf höhere Lufttemperaturen. Zusätzlich manipulieren wir die Wachstumsbedingungen der Pflanzen im Freiland um die Pflanzen im Ökosystem unter zukünftigen Bedingungen erforschen zu können. Seit 1998 wird ein Grünland 20% höheren atmosphärischen CO2-Konzentrationen ausgesetzt (Giessen FACE = Free Air CO2 Enrichment) und wir untersuchen wie sich die Pflanzengemeinschaft, das Wachstum, die ökosystemaren Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse, inklusive der Treibhausgasflüsse von CO2, CH4 und N2O, und vieles mehr verändern. Zusätzlich wurde die Oberflächentemperatur von Pflanzen und Boden erhöht (IR-Lampenversuch) oder die wird Lufttemperatur erwärmt und in Kombination mit erhöhter CO2-Konzentration (Giessen T-FACE = air Temperature warming and Free Air CO2 Enrichment) die Ökosystemreaktionen untersucht.
Durch die alarmierenden Ergebnisse einer Verdopplung der N2O-Emissionen unter erhöhtem CO2 stellt die Prozessaufklärung und Identifizierung der beteiligten Stickstoff-Transformationen im Boden einen wichtigen Arbeitsschwerpunkt dar, mit dem sich die Forschergruppe DASIM (Denitrification in Agricultural Soils: Integrated control and Modelling at various scales) beschäftigt.
Als mögliche Mitigationsstrategie um den Klimawandel abzuschwächen wird seit 2011 untersucht, ob der Einsatz von Biokohle auf landwirtschaftlichen Flächen dauerhaft dazu beitragen kann, durch Pflanzen aus der Luft gebundenes CO2 in stabiler Kohlenstoff-Form als Pflanzenkohle im Boden zu speichern, ohne dabei negative Auswirkungen auf Ertrag und ökosystemare C und N-Flüsse auszulösen. Zusätzlich untersuchen wir auch das tropische Vorbild für die Biokohle-Anwendung, die Amazonischen Terra Preta-Böden, um den dort positiven Einfluss von Pflanzenkohle auf Ertrag, Wasser- und Kohlenstoffhaushalt besser zu verstehen. Analog dazu untersuchen wir auch die Eigenschaften von temperaten historischen Köhlerplatten-Böden mit hohem Biokohle-Anteil.
Zusätzliche Forschungsschwerpunkte sind die Erforschung von Stoff- und Energieaustausch zwischen Phytosphäre und bodennaher Atmosphäre, wie atmosphärische Stickstoff-Deposition oder des Ozon-Austauschs.