Forschung

Das Ziel des Graduiertenkollegs (GRK) besteht darin, Wissenslücken zu biota-vermittelten Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf in Ästuaren unter aktuellen Bedingungen und im Hinblick auf Szenarien des globalen Wandels zu schließen. Während die Rolle der grundlegenden physiologischen Prozesse der Biota für den Kohlenstoffzyklus allgemein anerkannt ist, wurden biotische Interaktionen und ihre vermittelnde Rolle für den Kohlenstoffzyklus weitgehend ignoriert. In Ästuaren zählen Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikrobiota in der Rhizosphäre von Marschen, zwischen Mikrophytobenthos und Mikrobiota in Watten sowie zwischen Phytoplankton und Mikrobiota auf Aggregaten im Pelagial zu bedeutenden indirekten Effekten von Biota (IEB). Da in Ästuaren große Mengen an terrestrischem und marinem organischem Material (OM) transportiert und transformiert werden, kommt ihnen Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf zu. Diese biotischen Interaktionen und ihre Auswirkungen auf den Kohlenstoffzyklus werden wiederum von Tieren durch ihre Rolle in den Nahrungsnetzen der Ästuare kontrolliert, was sich auch auf die wechselseitigen Kohlenstoffflüsse zwischen Sümpfen und Ästuarkanälen auswirkt.

Das GRK2530 zielt auf eine systematische Analyse dieser biota-vermittelten Effekte auf den Kohlenstoffkreislauf im Ästuar ab. Durch eine innovative Kombination von ökologischen, biochemischen, molekularen und Modellierungsansätzen in einem interdisziplinären Konsortium sollen Schlüsselprozesse in Rhizosphären in Ästuarsümpfen, auf Biofilmen an Sedimentoberflächen von Intertidalebenen und auf OM-Aggregaten ("Phykosphären") in Ästuarkanälen untersucht werden. Darüber hinaus werden ihre Wechselwirkungen mit pflanzenfressenden und äschartigen Nahrungsnetzen und die daraus resultierenden Kohlenstoffflüsse zwischen Ästuarsümpfen, intertidalen Ebenen und subtidalen Kanälen untersucht. Basierend auf dem gesammelten Wissen werden Prozesse biota-vermittelter Effekte auf den Kohlenstofffuss im Ästuar in Ästuar-Ökosystemmodellen (EMs) parametrisiert. Unsere langfristige Vision ist die Entwicklung robuster Modellansätze, die die wesentlichen Prozesse des biota-vermittelten Ästuar-Kohlenstoffzyklus erfassen und für die Umsetzung in Erdsystemmodellen (Earth System Models, ESMs) geeignet sind.

Im GRK2530 werden drei übergreifende Forschungsfragen bearbeitet:

1. Wie beeinflussen biotische Interaktionen den C-Zyklus in Ästuaren?
2. Welche Interaktionen sind von der Mikro- bis zur Landschaftsskala relevant?
3. Wie wird der biota-vermittelte Kohlenstoffzyklus in Ästuaren durch den globalen Wandel beeinflusst?