Max Planck Gesellschaft
Max Planck Institut für Biogeochemie

Abteilung Biogeochemische Signale


Dr. Sönke Zaehle
Direktor

Tel.: +49 (0)3641 576300
szaehle[at]bgc-jena.mpg.de

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Interaktionen zwischen Landökosystemen, Atmosphäre und Klima

Unsere Abteilung Biogeochemische Signale zielt dauf ab, die Wechselwirkungen zwischen Stoffkreisläufen der Landoberfläche und der Atmosphäre auf lokaler, regionaler und globaler Ebene besser zu verstehen, und so bessere Prognosen für die Auswirkungen des Klimawandels zu erstellen. Neben den essenziellen und klimarelevanten Kreisläufen von Kohlenstoff und Wasser liegt der Fokus auf den pflanzlichen Nährstoffen Stickstoff (N) und Phosphor (P) und deren Bedeutung für das Pflanzenwachstum, den Wasserhaushalt sowie den Kohlenstoff-Kreislauf.

Wir kombinieren Wissen über ökophysiologische Prozesse mit der Erfassung und Modellierung von Stoffkreisläufen auf verschiedenen räumlichen Skalen. Beispielhafte Fragestellungen sind die Auswirkung der Nährstoffverfügbarkeit auf die CO2-Düngung der Vegetation, oder der Einfluss von Stickstoffzufuhr auf die Speicherfähigkeit von Kohlenstoff im Boden. Darüber hinaus untersuchen wir, wie sich der Klimawandel auf die Stoffkreisläufe der terrestrischen Ökosysteme auswirkt und in welchem Maß sich dabei Wechselwirkungen mit der Atmosphäre ergeben.

Um diese Fragen zu beantworten, entwickeln wir komplexe Modelle zur Simulation der biogeochemischen Stoffkreisläufe und ihrer Abhängigkeit von Klima, Vegetations- und Bodeneigenschaften. Basierend auf dem Wissen über die physiologischen Grundlagen der Ökosystemprozesse versuchen wir, diese Modelle besser an die Realität anzupassen. Die neuen Modelle testen wir dann mit verschiedenen Arten von Ökosystem- und Atmosphärenbeobachtungen. Unsere Erkenntnisse bringen auch in globale Modelle des Erdsystems ein, um die Auswirkungen zunehmender Einflüsse des Menschen auf die Landökosysteme abzuschätzen.

Ausgewählte Veröffentlichungen

Meyerholt, J., Sickel, K., Zaehle, S. (2020). Ensemble projections elucidate effects of uncertainty in terrestrial nitrogen limitation on future carbon uptake. Global Change Biology, 00: 1– 19. https://doi.org/10.1111/gcb.15114

Thum, T., et al., Zaehle, S. (2019). A new terrestrial biosphere model with coupled carbon, nitrogen, and phosphorus cycles (QUINCY v1.0; revision 1772). Geoscientific Model Development, 12(11), 4781-4802. doi:10.5194/gmd-12-4781-2019.

Knauer, J., Zaehle, S., et al. (2017). The response of ecosystem water-use efficiency to rising atmospheric CO2 concentrations: sensitivity and large-scale biogeochemical implications. New Phytologist, 213(4), 1654-1666. doi:10.1111/nph.14288.

Medlyn, B.E., Zaehle, S. et al. (2015) Using ecosystem experiments to improve vegetation models. Nature Climate Change, doi:10.1038/nclimate2621

Zaehle, S. et al. (2014) Evaluation of 11 terrestrial carbon–nitrogen cycle models against observations from two temperate Free-Air CO2 Enrichment studies. New Phytologist, 202, 803-822.

Zaehle, S., Ciais P., Friend A.D., Prieur V. (2011) Carbon benefits of anthropogenic reactive nitrogen offset by nitrous oxide emissions. Nature Geoscience doi:0.1038/NGEO1207.

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