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Stoffkreisläufe Gerd Gleixner MPI Biogeochemie. Stoffkreisläufe Grundlagen des Klimawandels und der Erdsystem-Forschung Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf.

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Präsentation zum Thema: "Stoffkreisläufe Gerd Gleixner MPI Biogeochemie. Stoffkreisläufe Grundlagen des Klimawandels und der Erdsystem-Forschung Terrestrischer Kohlenstoffkreislauf."—  Präsentation transkript:

1 Stoffkreisläufe Gerd Gleixner MPI Biogeochemie

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

3 Energiebilanz der Erde IPPC, 07

4 WBGU Bericht, 1988 Strahlungsschema der Erde

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

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 Stofftransport im Boden

23 Wurzel- und C-Verteilungen im Boden Data from Jobbagy and Jackson, 2001

24 Mikroorganismen im Boden Photoauto-, Hetero-, Chemolithoauto-trophes

25 Bodenkohlenstoffmodelle STRUCTURAL (3y) METABOLIC (0.5y) ACTIVE SOIL (1.5y) SLOW SOIL (25y) PASSIVE SOIL (1000y) PLANT RESIDUE CO 2

26 Soil Organic Matter Puzzelstücke

27 Natürliche Markierungsexperimente

28 Chemische Zusammensetzung SOM Bol et al., 2009

29 Umsatzgeschwindigkeit

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

31 Altersänderungen

32

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

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

35 Gelöster Kohlenstoff

36 The Jena Experiment

37 Gelöster Kohlenstoff

38 Transport

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

40 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

41 Biogeochemical Carbon Cycle Gleixner et al., 2001 Autotrophic Organisms Heterotrophic Organisms

42 Biogeochemical Signaling SubstrateMeasureQuestion SOMAmount, Structure, Isotopic Content Sources, Turnover DOMAmount, Structure, Isotopic Content Sources, Transport, Turnover CO 2 Amount, Isotopic content Sources MicroorganismAmount, Composition, Isotopic content Community, carbon sources, links

43 Sources of Soil CO 2

44 Radiocarbon Content of Soil Gas

45 Soil Microorganisms

46 PLFA - Phospholipid fatty acids

47 Adaptation of Microbial Communities

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

49 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 Zentrale Analytik, Isolab and 14 C Lab MPI Biogeochemistry, Jena The Jena Experiment, DFG Research Group DFG – German Science Foundation Acknowledgement

50

51 Turnover of Soil Carbon <

52

53 C Speicher - Biodiversität Steinbeiß, subm.

54

55 Title Text

56 Title Text

57 Title Text

58 Title Text

59 Title Text


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