Effects of temperature and land-use change on soil organic matter dynamics in a permafrost-affected ecosystem

verfasst von

Tino Andreas Peplau

betreut von

Georg Guggenberger

Abstract

Subarktische Ökosysteme gehören zu den am stärksten vom Klimawandel betroffenen Region der Erde. Im Zuge der Erderwärmung lässt sich eine Verlagerung der landwirtschaftlichen Zentren in Richtung der Pole beobachten, die zu einer Ausbreitung der Landwirtschaft hinein in subarktische Waldregionen führt. Da Landwirtschaft in Regionen nördlich von 60°N bislang nur eine untergeordnete Rolle spielte, existieren kaum Studien, die den Effekt des Landnutzungswandel von Wald zu Acker und Wald zu Grünland auf den Bodenkohlenstoff systematisch erfasst haben. Ziel der Dissertation war es, die Auswirkungen des Landnutzungswandels von borealem Wald zu Acker und Grünland auf die Vorräte und die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz zu quantifizieren. Den Kern der Dissertation bilden drei Studien, die im kanadischen Yukon Territory durchgeführt wurden. Zunächst wurde der Effekt von Bodenerwärmung auf die Vorräte und Fraktionen der organischen Bodensubstanz quantifiziert, in dem eine geothermale Quelle als Langzeit-Erwärmungsexperiment genutzt wurde. Im Rahmen der zweiten Studie wurden an 18 Standorten sowohl Waldböden, als auch benachbarte landwirtschaftlich genutzte Flächen in Hinblick auf die organische Bodensubstanz beprobt. Im Zuge dessen wurden Flächen mit und ohne Permafrost und Farmen unterschiedlichen Alters ausgewählt, um den Einfluss des Permafrostes auf die Kohlenstoffdynamik zu berücksichtigen und um mögliche Einflüsse der Nutzungsdauer zu quantifizieren. Ziel der dritten Studie war es, den Effekt der Landnutzungsänderung auf die Bodentemperatur und den Streuabbau zu messen. Hierfür wurden an denselben Standorten wie in der zweiten Studie Teebeutel und Temperatursensoren im Oberboden (10 cm) und im Unterboden (50 cm) vergraben und nach zwei Jahren geborgen. Die vorliegende Arbeit hat insgesamt gezeigt, dass Entwaldung für die Etablierung landwirtschaftlicher Flächen zur Erwärmung und somit zum Verlust des oberflächennahen Permafrostes führt, was wiederum große Verluste des Bodenkohlenstoffes nach sich zieht. Ferner fanden sich Hinweise darauf, dass Verluste des Bodenkohlenstoffes durch die Beschränkung der Entwaldung auf permafrostfreie Flächen und durch angepasst Entwaldungstechniken minimiert werden können.

Organisationseinheit(en)

AG Bodenchemie

Typ

Dissertation

Anzahl der Seiten

153

Publikationsdatum

2023

Publikationsstatus

Veröffentlicht

Ziele für nachhaltige Entwicklung

SDG 13 – Klimaschutzmaßnahmen, SDG 15 – Lebensraum Land

Elektronische Version(en)

https://doi.org/10.15488/13515 (Zugang: Offen)