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Stoffkreisläufe

Stoffkreisläufe. Gerd Gleixner MPI Biogeochemie. Stoffkreisläufe. Grundlagen des Klimawandels und der Erdsystem- Forschung Terrestrischer K ohlenstoffkreislauf Grundlegende Kenntnisse Neue Puzzelstücke. Energiebilanz der Erde. IPPC, 07. Strahlungsschema der Erde. WBGU Bericht, 1988.

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Presentation Transcript

  1. Stoffkreisläufe Gerd Gleixner MPI Biogeochemie

  2. Stoffkreisläufe • Grundlagen des Klimawandels und der Erdsystem-Forschung • Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf • Grundlegende Kenntnisse • Neue Puzzelstücke

  3. EnergiebilanzderErde IPPC, 07

  4. StrahlungsschemaderErde WBGU Bericht, 1988

  5. Strahlungsantrieb IPPC, 07

  6. Greenhouse gases Gleixner and Mügler, 07

  7. Natürliche Klimavariabilität IPPC, 07

  8. Variation des Strahlung IPPC, 07

  9. Treibhausgasanstieg IPPC, 07

  10. Klimamodelle IPPC, 07

  11. Erdsystem-Forschung ESRP, 06

  12. Temperatur IPPC, 07

  13. Niederschlag IPPC, 07

  14. Globale Zirkulation IPPC, 07

  15. Faktor Mensch Nach Vitousek et al. (1997) Science 277:494

  16. Veränderung der Erdoberfläche IPPC, 07

  17. Kohlenstoffkreislauf IPPC, 07

  18. Temperaturänderungen IPPC, 07

  19. Unsicherheiten IPCC, 2007

  20. Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf Gleixner et al., 2001

  21. Critical Zone Prozesse

  22. StofftransportimBoden

  23. Data from Jobbagy and Jackson, 2001 Wurzel- und C-VerteilungenimBoden

  24. MikroorganismenimBoden Photoauto-, Hetero-, Chemolithoauto-trophes

  25. STRUCTURAL (3y) PLANT RESIDUE METABOLIC (0.5y) CO2 CO2 CO2 CO2 ACTIVE SOIL (1.5y) CO2 SLOW SOIL (25y) PASSIVE SOIL (1000y) Bodenkohlenstoffmodelle

  26. Puzzelstücke SoilOrganic Matter

  27. NatürlicheMarkierungsexperimente

  28. Chemische Zusammensetzung SOM Bol et al., 2009

  29. Umsatzgeschwindigkeit

  30. p = 0,002 p = 0,491 - 500 g m-2 p = 0,001 Depth [cm] p < 0,001 p = 0,007 p = 0,017 + 1150 g m-2 OC stock changes between 2000 and 2004 [g m-2] Speicherung Annual increase ≈ 160 g C/m2 Gleixner et al.,09

  31. Altersänderungen

  32. Altersänderungen

  33. Kohlenstoffquellen von Mikroorganismen 100 % 80 % soil carbon [%] 60 % plant+ soil plant carbon [%] Kramer & Gleixner, 2006

  34. Alternative Wege der C-Speicherung Hydrothermale Synthese von Kohle aus Biomasse Antonietti, 06

  35. Gelöster Kohlenstoff

  36. The Jena Experiment

  37. Gelöster Kohlenstoff

  38. Transport

  39. Litter input (430 - 650 g C m-2 yr-1) Litter input (≈ 0 g C m-2 yr-1) DOC 10 cm (8 g C m-2 yr-1) C4: max. 44% DOC 10 cm (8 g C m-2 yr-1) C4: max. 22% New C4 carbon (101 g C m-2 yr-1) New C4 carbon (145 g C m-2 yr-1) DOC 20 cm (4 g C m-2 yr-1) C4: max. 18% DOC 20 cm (5 g C m-2 yr-1) C4: max. 10% 0 – 20 cm Root standing biomass (187 – 214 g C m-2 yr-1) Carbon storage (191 g C m-2 yr-1) Carbon storage (132 g C m-2 yr-1) DOC 30 cm (4 g C m-2 yr-1) C4: 0% DOC 30 cm (3 g C m-2 yr-1) C4: 0% Carbon loss (36 g C m-2 yr-1) Carbon loss (197 g C m-2 yr-1) Root standing biomass (130 – 158 g C m-2 yr-1) 20 – 30 cm Kohlenstoffquellen von DOC Steinbeiß et al., SBB 08

  40. Danke für Ihre Aufmerksamkeit

  41. BiogeochemicalCarbonCycle Autotrophic Organisms Heterotrophic Organisms Gleixner et al., 2001

  42. BiogeochemicalSignaling

  43. Sources of Soil CO2

  44. RadiocarbonContent of Soil Gas

  45. SoilMicroorganisms

  46. PLFA - Phospholipid fatty acids

  47. Adaptation of MicrobialCommunities

  48. Conclusion Sorption and Size Separation (Bio)-Catalytic removal Event Driven Input System Feedbacks

  49. Acknowledgement • Workgroup:M. Habekost, C. Kramer, S. Rühlow, S. Steinbeiß, C. Tefs, A. Telz • Guest: R. Bol, Great Britain, N. Porier, France and J. Balesdent, France • ZentraleAnalytik, Isolab and 14C Lab MPI Biogeochemistry, Jena • “The Jena Experiment” , DFG Research Group • DFG – German Science Foundation

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