Terrestrische Ökohydrologie (W2) Prof. Dr. Anke Hildebrandt Forschungsschwerpunkte Austausch zwischen Boden und Atmosphäre: Wie wirkt sich Vegetation auf Verdunstung, Tiefenversickerung und Stoffeinträge in den tieferen Untergrund aus? Musterbildung: Wie beeinflussen strukturierende vegetationsgetriebene Prozesse die Vernetzung von unterirdischen Fließpfaden, z.B. durch wiederkehrende Infiltrationshotspots oder veränderte hydraulische Bodeneigenschaften? Einfluss biotischer Anpassung: Inwieweit begrenzen abiotische Faktoren die Anpassungsfähigkeit von Ökosystemen und wie wirkt sich dies auf die Abpufferung atmosphärischer Schwankungen aus? Hypothesengetriebene ökohydrologische Forschung: Wir arbeiten in Freilandlaboratorien und untersuchen Prozesse entlang von natürlichen Gradienten. Dies ermöglicht hypothesengetriebene Prozessforschung und Minimierung von Artefakten. Abb. 1. Installation von Bodenfeuchtesensoren zur Quantifizierung der Wurzelwasseraufnahmetiefe in Plots des Nutrient Network in der Nähe der Global Change Experimental Facility. Foto: Anke Hildebrandt Der Boden ist der wichtigste Umschlagplatz für Wasser- und Stoffflüsse zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre. Pflanzen, mit ihren weit verzweigten Wurzelsystemen, prägen diese Verbindung erheblich. Da die Pflanzenproduktivität davon abhängt, wie gut Pflanzengemeinschaften Zugang zu Wasser und Nährstoffen haben, sind sie an deren Verfügbarkeit bestmöglich angepasst. Dies geschieht vor allem durch die Verteilung der Wurzelaktivität über die Bodentiefe. Die Anpassungsprozesse, welche auf die Limitierung einer Ressource, z.B. durch Dürre, folgen, sind jedoch mehrdimensional und betreffen neben der Wasserversorgung zumindest auch die Nährstoffverfügbarkeit. Die Evaluation von Klimawandelauswirkungen auf Landschafts- und Ökosystemfunktionen Erfassung der unterirdischen Ausdehnung von Ökosystemen benötigt daher aggregierte Ansätze, welche nicht nur multidimensionale Limitierungen, sondern auch die entsprechenden Anpassungen gemeinsam beobachten. Deswegen nehmen wir an interdisziplinärer, koordinierter Forschung in entsprechenden Plattformen teil. Wegen ihrer wirtschaftlichen Bedeutung und hohen Anpassungsfähigkeit sind Grasländer für interdisziplinäre Untersuchungen der Auswirkungen des anthropogenen Wandels auf die Ressourcennutzungsfähigkeit besonders geeignet. In den letzten beiden Jahren installierten wir gemeinsam mit Arbeitsgruppen am HelmholtzZentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig Bodenbeobachtungsprofile entlang von natürlichen Klimagradienten im Nutrient Network (https:// nutnet.org) und in der Global Change Experimental Facility am UFZ, um die Wurzelwasseraufnahmetiefe in Grasländern entlang von Bewirtschaftungs- und Düngegradienten zu quantifizieren. Zusammen mit den Ergebnissen anderen Arbeitsgruppen zeigen wir, wie sich Klimaänderung, Bewirtschaftung und Anpassung der Ökosysteme gemeinsam auf den Wasserhaushalt auswirken. Perspektivisch fließen diese Ergebnisse in die Vereinfachung von Vorhersagemodellen auf Landschaftsskala ein. Die Daten werden teilweise im Rahmen eines Stipendiums der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) analysiert und knüpfen an Vorarbeiten aus dem Jena Experiment an. [1] Lange, M. et al. (2021): Plant diversity enhances production and downward transport of biodegradable dissolved organic matter. Journal of Ecology 1009(3), 1284-1297. 136 — FORSCHUNG
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