62 research outputs found

    The relevance of particulate organic carbon (POC) for carbon composition in the pore water of drained and rewetted fens of the "Donauried" (South-Germany)

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    International audienceNumerous studies have dealt with carbon (C) concentrations in Histosols, but there are no studies quantifying the relative importance of all individual C components in pore waters. For this study, measurements were made of all the carbon components (i.e., particulate organic carbon, POC; dissolved organic carbon, DOC; dissolved inorganic carbon, DIC; dissolved methane, CH4) in the soil pore water of a calcareous fen under three different water management regimes (re-wetted, deeply and moderately drained). Pore water was collected weekly or biweekly (April 2004 to April 2006) at depths between 10 and 150 cm. The main results obtained were: (1) DIC (94?280 mg C l?1) was the main C-component. (2) POC and DOC concentrations in the pore water (14?125 mg C l?1 vs. 41?95 mg C l?1) were pari passu. (3) Dissolved CH4 was the smallest C component (0.005?0.9 mg C l?1). Interestingly, about 30% of the POM particles were colonized by microbes indicating that they are active in the internal C transfer in the soil profile ("C-Shuttles"). Consequently, it was concluded that POC is at least as important as DOC for internal soil C turnover. There is no reason to assume significant biochemical differences between POC and DOC as they only differ in size. Therefore, both POC and DOC fractions are essential components of C budgets of peatlands. Furthermore dissolved CO2 in all forms of DIC apparently is an important part of peatland C-balances

    Einfluss von Bewässerung und Düngung auf die organische Bodensubstanz in extensiv genutzten Heuwiesen - Thermische Eigenschaften und Evolved Gasanalyse

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    Wiesen beherbergen etwa 40 % der in Deutschland geschützten Arten. Neben ihrer Funktion zur Erhaltung der Biodiversität dienen sie als Überschwemmungsflächen dem Hochwasserschutz und sorgen für eine Filterung des Grund- und Oberflächenwassers. Aufgrund dieser wichtigen Funktionen wurden in der Vergangenheit viele Untersuchungen gemacht, wie sich unterschiedliche landwirtschaftliche Bewirtschaftungsformen auf die Biodiversität von Wiesen auswirken. Um diese Prozesse besser zu verstehen ist es nötig, auch die unterirdisch ablaufenden biogeochemischen Prozesse zu berücksichtigen. Neben Bodenflora und –fauna spielen dabei auch abiotische Bodeneigenschaften wie z.B. Nährstoffgehalt und –verfügbarkeit oder Wasserhaltekapazität eine entscheidende Rolle. Der Nährstoff- und Wasserhaushalt eines Bodens hängt wiederum stark vom Gehalt und der Qualität der organische Bodensubstanz ab. Um die Kopplung von unterirdischen biogeochemischen Prozessen mit der oberirdischen Pflanzendiversität besser zu verstehen, haben wir in einem ersten Schritt die Auswirkung von Bewässerung und Düngung auf ausgewählte Eigenschaften der organischen Bodensubstanz mithilfe von Thermogravimetrie (TGA) gekoppelt mit Differential Scanning Calorimetry (DSC) und Evolved Gasanalyse mit Massenspektrometrie (EGA-MS) untersucht. Hierzu wurden 12 extensiv genutzte Heuwiesen, die sogenannten „Wässerwiesen“, entlang der Queich bei Landau (Rheinland-Pfalz) beprobt. Diese Wiesen wurden seit dem Mittelalter traditionell nach einem festgelegten Bewässerungskalender zwei bis dreimal im Jahr für ein bis drei Tage durch Überflutung mit dem Wasser der Queich bewässert. Auf einigen dieser Wiesen wurde diese Form der Bewässerung seit den 50iger Jahren eingestellt. Dadurch ergab sich die einmalige Möglichkeit vergleichbare Wiesen mit und seit über 50 Jahren ohne Überflutungsbewässerung sowie mit und ohne anorganische Düngung zu untersuchen. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse dieser Studie vorgestellt und die Möglichkeiten und Grenzen thermischer Methoden zur Charakterisierung von organischer Bodensubstanz diskutiert

    Describing complex interactions of social-ecological systems for tipping point assessments: an analytical framework

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    Humans play an interconnecting role in social-ecological systems (SES), they are part of these systems and act as agents of their destruction and regulation. This study aims to provide an analytical framework, which combines the concept of SES with the concept of tipping dynamics. As a result, we propose an analytical framework describing relevant dynamics and feedbacks within SES based on two matrixes: the “tipping matrix” and the “cross-impact matrix.” We take the Southwestern Amazon as an example for tropical regions at large and apply the proposed analytical framework to identify key underlying sub-systems within the study region: the soil ecosystem, the household livelihood system, the regional social system, and the regional climate system, which are interconnected through a network of feedbacks. We consider these sub-systems as tipping elements (TE), which when put under stress, can cross a tipping point (TP), resulting in a qualitative and potentially irreversible change of the respective TE. By systematically assessing linkages and feedbacks within and between TEs, our proposed analytical framework can provide an entry point for empirically assessing tipping point dynamics such as “tipping cascades,” which means that the crossing of a TP in one TE may force the tipping of another TE. Policy implications: The proposed joint description of the structure and dynamics within and across SES in respect to characteristics of tipping point dynamics promotes a better understanding of human-nature interactions and critical linkages within regional SES that may be used for effectively informing and directing empirical tipping point assessments, monitoring or intervention purposes. Thereby, the framework can inform policy-making for enhancing the resilience of regional SES

    Effects of Climate and Atmospheric Nitrogen Deposition on Early to Mid-Term Stage Litter Decomposition Across Biomes

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    open263siWe acknowledge support by the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, funded by the German Research Foundation (FZT 118), Scientific Grant Agency VEGA(GrantNo.2/0101/18), as well as by the European Research Council under the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program (Grant Agreement No. 677232)Litter decomposition is a key process for carbon and nutrient cycling in terrestrial ecosystems and is mainly controlled by environmental conditions, substrate quantity and quality as well as microbial community abundance and composition. In particular, the effects of climate and atmospheric nitrogen (N) deposition on litter decomposition and its temporal dynamics are of significant importance, since their effects might change over the course of the decomposition process. Within the TeaComposition initiative, we incubated Green and Rooibos teas at 524 sites across nine biomes. We assessed how macroclimate and atmospheric inorganic N deposition under current and predicted scenarios (RCP 2.6, RCP 8.5) might affect litter mass loss measured after 3 and 12 months. Our study shows that the early to mid-term mass loss at the global scale was affected predominantly by litter quality (explaining 73% and 62% of the total variance after 3 and 12 months, respectively) followed by climate and N deposition. The effects of climate were not litter-specific and became increasingly significant as decomposition progressed, with MAP explaining 2% and MAT 4% of the variation after 12 months of incubation. The effect of N deposition was litter-specific, and significant only for 12-month decomposition of Rooibos tea at the global scale. However, in the temperate biome where atmospheric N deposition rates are relatively high, the 12-month mass loss of Green and Rooibos teas decreased significantly with increasing N deposition, explaining 9.5% and 1.1% of the variance, respectively. The expected changes in macroclimate and N deposition at the global scale by the end of this century are estimated to increase the 12-month mass loss of easily decomposable litter by 1.1-3.5% and of the more stable substrates by 3.8-10.6%, relative to current mass loss. In contrast, expected changes in atmospheric N deposition will decrease the mid-term mass loss of high-quality litter by 1.4-2.2% and that of low-quality litter by 0.9-1.5% in the temperate biome. Our results suggest that projected increases in N deposition may have the capacity to dampen the climate-driven increases in litter decomposition depending on the biome and decomposition stage of substrate.openKwon T.; Shibata H.; Kepfer-Rojas S.; Schmidt I.K.; Larsen K.S.; Beier C.; Berg B.; Verheyen K.; Lamarque J.-F.; Hagedorn F.; Eisenhauer N.; Djukic I.; Caliman A.; Paquette A.; Gutierrez-Giron A.; Petraglia A.; Augustaitis A.; Saillard A.; Ruiz-Fernandez A.C.; Sousa A.I.; Lillebo A.I.; Da Rocha Gripp A.; Lamprecht A.; Bohner A.; Francez A.-J.; Malyshev A.; Andric A.; Stanisci A.; Zolles A.; Avila A.; Virkkala A.-M.; Probst A.; Ouin A.; Khuroo A.A.; Verstraeten A.; Stefanski A.; Gaxiola A.; Muys B.; Gozalo B.; Ahrends B.; Yang B.; Erschbamer B.; Rodriguez Ortiz C.E.; Christiansen C.T.; Meredieu C.; Mony C.; Nock C.; Wang C.-P.; Baum C.; Rixen C.; Delire C.; Piscart C.; Andrews C.; Rebmann C.; Branquinho C.; Jan D.; Wundram D.; Vujanovic D.; Adair E.C.; Ordonez-Regil E.; Crawford E.R.; Tropina E.F.; Hornung E.; Groner E.; Lucot E.; Gacia E.; Levesque E.; Benedito E.; Davydov E.A.; Bolzan F.P.; Maestre F.T.; Maunoury-Danger F.; Kitz F.; Hofhansl F.; Hofhansl G.; De Almeida Lobo F.; Souza F.L.; Zehetner F.; Koffi F.K.; Wohlfahrt G.; Certini G.; Pinha G.D.; Gonzlez G.; Canut G.; Pauli H.; Bahamonde H.A.; Feldhaar H.; Jger H.; Serrano H.C.; Verheyden H.; Bruelheide H.; Meesenburg H.; Jungkunst H.; Jactel H.; Kurokawa H.; Yesilonis I.; Melece I.; Van Halder I.; Quiros I.G.; Fekete I.; Ostonen I.; Borovsk J.; Roales J.; Shoqeir J.H.; Jean-Christophe Lata J.; Probst J.-L.; Vijayanathan J.; Dolezal J.; Sanchez-Cabeza J.-A.; Merlet J.; Loehr J.; Von Oppen J.; Loffler J.; Benito Alonso J.L.; Cardoso-Mohedano J.-G.; Penuelas J.; Morina J.C.; Quinde J.D.; Jimnez J.J.; Alatalo J.M.; Seeber J.; Kemppinen J.; Stadler J.; Kriiska K.; Van Den Meersche K.; Fukuzawa K.; Szlavecz K.; Juhos K.; Gerhtov K.; Lajtha K.; Jennings K.; Jennings J.; Ecology P.; Hoshizaki K.; Green K.; Steinbauer K.; Pazianoto L.; Dienstbach L.; Yahdjian L.; Williams L.J.; Brigham L.; Hanna L.; Hanna H.; Rustad L.; Morillas L.; Silva Carneiro L.; Di Martino L.; Villar L.; Fernandes Tavares L.A.; Morley M.; Winkler M.; Lebouvier M.; Tomaselli M.; Schaub M.; Glushkova M.; Torres M.G.A.; De Graaff M.-A.; Pons M.-N.; Bauters M.; Mazn M.; Frenzel M.; Wagner M.; Didion M.; Hamid M.; Lopes M.; Apple M.; Weih M.; Mojses M.; Gualmini M.; Vadeboncoeur M.; Bierbaumer M.; Danger M.; Scherer-Lorenzen M.; Ruek M.; Isabellon M.; Di Musciano M.; Carbognani M.; Zhiyanski M.; Puca M.; Barna M.; Ataka M.; Luoto M.; H. Alsafaran M.; Barsoum N.; Tokuchi N.; Korboulewsky N.; Lecomte N.; Filippova N.; Hlzel N.; Ferlian O.; Romero O.; Pinto-Jr O.; Peri P.; Dan Turtureanu P.; Haase P.; Macreadie P.; Reich P.B.; Petk P.; Choler P.; Marmonier P.; Ponette Q.; Dettogni Guariento R.; Canessa R.; Kiese R.; Hewitt R.; Weigel R.; Kanka R.; Cazzolla Gatti R.; Martins R.L.; Ogaya R.; Georges R.; Gaviln R.G.; Wittlinger S.; Puijalon S.; Suzuki S.; Martin S.; Anja S.; Gogo S.; Schueler S.; Drollinger S.; Mereu S.; Wipf S.; Trevathan-Tackett S.; Stoll S.; Lfgren S.; Trogisch S.; Seitz S.; Glatzel S.; Venn S.; Dousset S.; Mori T.; Sato T.; Hishi T.; Nakaji T.; Jean-Paul T.; Camboulive T.; Spiegelberger T.; Scholten T.; Mozdzer T.J.; Kleinebecker T.; Runk T.; Ramaswiela T.; Hiura T.; Enoki T.; Ursu T.-M.; Di Cella U.M.; Hamer U.; Klaus V.; Di Cecco V.; Rego V.; Fontana V.; Piscov V.; Bretagnolle V.; Maire V.; Farjalla V.; Pascal V.; Zhou W.; Luo W.; Parker W.; Parker P.; Kominam Y.; Kotrocz Z.; Utsumi Y.Kwon T.; Shibata H.; Kepfer-Rojas S.; Schmidt I.K.; Larsen K.S.; Beier C.; Berg B.; Verheyen K.; Lamarque J.-F.; Hagedorn F.; Eisenhauer N.; Djukic I.; Caliman A.; Paquette A.; Gutierrez-Giron A.; Petraglia A.; Augustaitis A.; Saillard A.; Ruiz-Fernandez A.C.; Sousa A.I.; Lillebo A.I.; Da Rocha Gripp A.; Lamprecht A.; Bohner A.; Francez A.-J.; Malyshev A.; Andric A.; Stanisci A.; Zolles A.; Avila A.; Virkkala A.-M.; Probst A.; Ouin A.; Khuroo A.A.; Verstraeten A.; Stefanski A.; Gaxiola A.; Muys B.; Gozalo B.; Ahrends B.; Yang B.; Erschbamer B.; Rodriguez Ortiz C.E.; Christiansen C.T.; Meredieu C.; Mony C.; Nock C.; Wang C.-P.; Baum C.; Rixen C.; Delire C.; Piscart C.; Andrews C.; Rebmann C.; Branquinho C.; Jan D.; Wundram D.; Vujanovic D.; Adair E.C.; Ordonez-Regil E.; Crawford E.R.; Tropina E.F.; Hornung E.; Groner E.; Lucot E.; Gacia E.; Levesque E.; Benedito E.; Davydov E.A.; Bolzan F.P.; Maestre F.T.; Maunoury-Danger F.; Kitz F.; Hofhansl F.; Hofhansl G.; De Almeida Lobo F.; Souza F.L.; Zehetner F.; Koffi F.K.; Wohlfahrt G.; Certini G.; Pinha G.D.; Gonzlez G.; Canut G.; Pauli H.; Bahamonde H.A.; Feldhaar H.; Jger H.; Serrano H.C.; Verheyden H.; Bruelheide H.; Meesenburg H.; Jungkunst H.; Jactel H.; Kurokawa H.; Yesilonis I.; Melece I.; Van Halder I.; Quiros I.G.; Fekete I.; Ostonen I.; Borovsk J.; Roales J.; Shoqeir J.H.; Jean-Christophe Lata J.; Probst J.-L.; Vijayanathan J.; Dolezal J.; Sanchez-Cabeza J.-A.; Merlet J.; Loehr J.; Von Oppen J.; Loffler J.; Benito Alonso J.L.; Cardoso-Mohedano J.-G.; Penuelas J.; Morina J.C.; Quinde J.D.; Jimnez J.J.; Alatalo J.M.; Seeber J.; Kemppinen J.; Stadler J.; Kriiska K.; Van Den Meersche K.; Fukuzawa K.; Szlavecz K.; Juhos K.; Gerhtov K.; Lajtha K.; Jennings K.; Jennings J.; Ecology P.; Hoshizaki K.; Green K.; Steinbauer K.; Pazianoto L.; Dienstbach L.; Yahdjian L.; Williams L.J.; Brigham L.; Hanna L.; Hanna H.; Rustad L.; Morillas L.; Silva Carneiro L.; Di Martino L.; Villar L.; Fernandes Tavares L.A.; Morley M.; Winkler M.; Lebouvier M.; Tomaselli M.; Schaub M.; Glushkova M.; Torres M.G.A.; De Graaff M.-A.; Pons M.-N.; Bauters M.; Mazn M.; Frenzel M.; Wagner M.; Didion M.; Hamid M.; Lopes M.; Apple M.; Weih M.; Mojses M.; Gualmini M.; Vadeboncoeur M.; Bierbaumer M.; Danger M.; Scherer-Lorenzen M.; Ruek M.; Isabellon M.; Di Musciano M.; Carbognani M.; Zhiyanski M.; Puca M.; Barna M.; Ataka M.; Luoto M.; H. Alsafaran M.; Barsoum N.; Tokuchi N.; Korboulewsky N.; Lecomte N.; Filippova N.; Hlzel N.; Ferlian O.; Romero O.; Pinto-Jr O.; Peri P.; Dan Turtureanu P.; Haase P.; Macreadie P.; Reich P.B.; Petk P.; Choler P.; Marmonier P.; Ponette Q.; Dettogni Guariento R.; Canessa R.; Kiese R.; Hewitt R.; Weigel R.; Kanka R.; Cazzolla Gatti R.; Martins R.L.; Ogaya R.; Georges R.; Gaviln R.G.; Wittlinger S.; Puijalon S.; Suzuki S.; Martin S.; Anja S.; Gogo S.; Schueler S.; Drollinger S.; Mereu S.; Wipf S.; Trevathan-Tackett S.; Stoll S.; Lfgren S.; Trogisch S.; Seitz S.; Glatzel S.; Venn S.; Dousset S.; Mori T.; Sato T.; Hishi T.; Nakaji T.; Jean-Paul T.; Camboulive T.; Spiegelberger T.; Scholten T.; Mozdzer T.J.; Kleinebecker T.; Runk T.; Ramaswiela T.; Hiura T.; Enoki T.; Ursu T.-M.; Di Cella U.M.; Hamer U.; Klaus V.; Di Cecco V.; Rego V.; Fontana V.; Piscov V.; Bretagnolle V.; Maire V.; Farjalla V.; Pascal V.; Zhou W.; Luo W.; Parker W.; Parker P.; Kominam Y.; Kotrocz Z.; Utsumi Y
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