Aufgabengebiet

Derzeit nimmt die terrestrische Biosphäre etwa 25% der anthropogen erzeugten CO2 Emissionen auf, was den Klimawandel verlangsamt. Modellsimulationen und Beobachtungen weisen darauf hin, dass die erhöhte Kohlenstoff(C)aufnahme der Biosphäre hauptsächlich auf den sogenannte CO2-Düngungseffekt, also ein verstärktes Pflanzenwachsum aufgrund erhöhter atmosphärischer CO2 Konzentrationen, zurückzuführen ist. Dieser Düngungseffekt könnte allerdings durch die steigende Nährstofflimitierung, insbesondere der Stickstoff(N)limitierung, des Pflanzenwachstums reduziert werden. Unklar ist hierbei jedoch, wie stark die einzelnen Nährstoffe limitiert sind bzw. zukünftig sein werden und wie sich die Limitierung auf das Pflanzenwachstum/die C-Aufnahme der Biosphäre auswirkt. Aktuelle Studien zeigen, dass die derzeitig angewendeten Terrestrischen Biosphärenmodelle (TBMs) die zukünftige N-Limitierung auf das erhöhte Pflanzenwachstum tendenziell überschätzen, da sie wichtige Prozesse, ob und wie Pflanzen sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen können, nicht oder nur unzureichend simulieren. Hinsichtlich des N-limitierten Pflanzenwachstum sind hier insbesondere die allgemeine pflanzliche N-Ernährung und der N-Bedarf, aber auch die pflanzliche N-Aufnahme, beispielsweise über Symbionten, zu nennen.

Innerhalb dieses Forschungsbereichs liegt mein Fokus auf verschiedenen pflanzlichen N-Aufnahmestrategien, insbesondere auf der Bedeutung von Symbiosen mit N-fixierenden Mikroorganismen und Mykorrhizen. Beide Symbiosen unterstützen die pflanzliche N-Versorgung, sind jedoch bislang nicht oder nicht ausreichend in TBMs repräsentiert, weshalb die Fragen ob und in welchem Maße die N-Verfügbarkeit das Pflanzenwachstum und damit die C-Bilanz der Biosphäre sowohl unter derzeitigen, als auch unter zukünftigen Umweltbedingungen beeinflusst und kontrolliert derzeit nicht abschließend beantwortet werden können.

Innerhalb meiner Dissertation habe ich ein N-Aufnahmemodell für Pflanzen entwickelt und in das TBM QUINCY eingebaut, welches es den Pflanzen erlaubt aktiv C in (i) Wurzelwachstum zur erhöhten mineralischen N-Aufnahme über eigene Wurzeln, (ii) die Versorgung von Mykorrhizen, welche ihrerseits N an die Pflanze liefern, oder (iii) die Versorgung von N-fixierenden Mikroorganismen zu investieren. Die Grundannahme des Modells ist dabei, dass die Pflanze selbst immer versucht ihr eigenes Wachstum zu maximieren, also so wenig C wie möglich zu investieren, um so viel N wie nötig zu erhalten. Dafür berechnet das Modell sowohl (potentielle) C-Investments in die verschiedenen Strategien, als auch die zu erwartenden N-Aufnahme für jede Strategie, und verteilt anschließend verfügbares C optimal auf alle möglichen N-Aufnahmestrategien.

Innerhalb des QUINCY Projekts untersuche ich außerdem, in wie weit mein neu entwickeltes und implementiertes pflanzliches N-Aufnahmemodell nicht nur das Pflanzenwachstum als solches unter derzeitigen und erhöhten CO2 Konzentrationen beeinflusst, sondern auch die Effekte auf die gesamte Land-C-Aufnahme.

Vita

seit 09/2020 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Bodenkunde an der Universität Hamburg, Hamburg, DE

05/2020 - 08/2020 Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung für Biogeochemische Signals des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie, Jena, DE

03/2019 – 04/2019 Forschungsaufenthalt am International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) in Laxenburg, AT

01/2018 – 01/2018 Forschungsaufenthalt in der Arbeitsgruppe für Pflanzen und Ökosysteme (PLECO) der Universität Antwerpen, BE

10/2016 - 10/2020 Doktorandin der Technischen Universität München (TUM), and Mitglied der TUM School of Life Sciences Weihenstephan

12/2015 - 10/2020 Mitglied der International Max Planck Research School for Global Biogeochemical Cycles

10/2015 - 04/2020 Doktorandin in der Abteilung für Biogeochemische Integration des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie, Jena, DE

10/2013 - 09/2015 M.Sc. in Physik der Erde und Atmosphäre (Hauptfach Meteorologie) an der Universität Bonn, DE

10/2010 - 09/2013 B.Sc. in Meteorologie an der Universität Bonn, DE

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