Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena erforscht globale Stoffkreisläufe und die daran beteiligten biologischen, chemischen und physikalischen Prozesse. Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff – diese vier für das Leben bedeutsamen Elemente und ihre Verbindungen werden durch Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen umgesetzt und über Luft und Wasser verteilt. Die Wissenschaftler in Jena wollen dabei das komplexe Zusammenspiel der Organismen im Boden, der Treibhausgase in der Atmosphäre und den Einfluss des Menschen auf diese natürlichen Prozesse besser verstehen. Wie reagieren Ökosysteme auf unterschiedliche Klimabedingungen, Landnutzung und Artenvielfalt? Dabei vergleichen die Forscher historische Daten mit heutigen Beobachtungen aus Freilandexperimenten und Messkampagnen, um aus der Vergangenheit auf die Anpassungsfähigkeit der Organismen in der Zukunft zu schließen. Das Institut arbeitet dabei eng mit den Max-Planck-Instituten für Meteorologie in Hamburg und für Chemie in Mainz zusammen.

Kontakt

Hans-Knöll-Str. 10
07745 Jena
Telefon: +49 3641 57-60
Fax: +49 3641 57-70

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):
IMPRS for Global Biogeochemical Cycles

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Überleben auf der Schneeball-Erde
Globale Vereisung verschaffte Grünalgen vor über 600 Millionen Jahren einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil mehr
Im Regenwald sorgt Regen für neuen Regen
Im Amazonasgebiet bringt Abwind bei Niederschlag Aerosolpartikel aus großen Höhen herunter in die Luftschicht, aus der Wolken entstehen mehr
Klimawandel: Die dunkle Taiga lichtet sich
Infolge der Erderwärmung könnten in den borealen Nadelwäldern vermehrt Brände auftreten und die dortigen Koniferen von Laubbäumen verdrängt werden mehr
Ökosystem Wald: Weltweite Wettbewerbsvorteile

Ökosystem Wald: Weltweite Wettbewerbsvorteile

Forschungsmeldung 28. Januar 2016
Charakteristische Pflanzenmerkmale bestimmen, welche Bäume sich im Konkurrenzkampf um Ressourcen an einem Standort durchsetzen mehr
Florierende Vegetation verstärkt Kohlendioxid-Schwankungen
Das jährliche Auf und Ab der Kohlendioxid-Konzentration nimmt zu, weil Pflanzen vor allem im Norden durch die Erderwärmung besser wachsen mehr
Algen formten den Schneeball Erde

Algen formten den Schneeball Erde

Forschungsmeldung 31. August 2015
Die Entstehung eukaryotischer Zellen und die Diversifizierung des Lebens könnten zu extremen Eiszeiten geführt haben mehr
Turbinen schwächen die Windenergie

Turbinen schwächen die Windenergie

Forschungsmeldung 28. August 2015
Große Windparks mit einer hohen Dichte installierter Leistung bremsen den Wind und erzeugen weniger Strom als bisher angenommen mehr
Eukaryoten: Eine neue Zeittafel der Evolution

Eukaryoten: Eine neue Zeittafel der Evolution

Forschungsmeldung 24. Mai 2015
Die ersten Einzeller mit Zellkern entstanden mehr als eine Milliarde Jahre später, als biochemische Indizien bisher vermuten ließen mehr
Savannen bringen die Kohlenstoffbilanz ins Schwanken
Veränderungen in der Kohlendioxid-Menge, die halbtrockene Ökosysteme aufnehmen, verursachen das Auf und Ab im globalen Kohlenstoff-Haushalt mehr
Artenvielfalt schützt das Klima

Artenvielfalt schützt das Klima

Forschungsmeldung 7. April 2015
In Ökosystemen mit einer großen pflanzlichen Biodiversität wird mehr Kohlenstoff gespeichert, weil die Bodenmikroben darin aktiver sind mehr
Kein Blankoscheck

Kein Blankoscheck

Forschungsmeldung 13. Februar 2015
Vor zehn Jahren, am 16. Februar 2005, trat das Kyoto-Protokoll in Kraft. Durch das internationale Abkommen sollte der jährliche Ausstoß an Treibhausgasen reduziert werden. Die Vorgaben und Erwartungen waren hoch. Konnten die Ziele eingehalten werden, wie soll es in Zukunft weitergehen? mehr
Das Wild siegt über den Artenschutz

Das Wild siegt über den Artenschutz

Forschungsmeldung 3. Dezember 2014
Schutzgebiete im Wald können kaum zum Artenschutz beitragen, solange das Wild die artenreiche Baumverjüngung der geschützten Waldfluren auffrisst mehr
Zu wenig Land in Sicht!

Zu wenig Land in Sicht!

Forschungsmeldung 19. November 2014
Um den zukünftigen Bedarf an Anbauflächen zu decken und gleichzeitig das Klima zu schützen, wird Landmanagement immer wichtiger mehr
Kohlenstoff, verweile doch!

Kohlenstoff, verweile doch!

Forschungsmeldung 24. September 2014
Ein neues Bild vom Kohlenstoffkreislauf in Landökosystemen zeigt, dass Niederschlag dafür ein wichtiger Klimafaktor ist mehr
Der Geheimcode der Ökosysteme

Der Geheimcode der Ökosysteme

Forschungsmeldung 15. September 2014
Der Blick auf konkrete Merkmale von Pflanzen soll helfen, den Einfluss des Klimas auf die globale Vegetation besser zu verstehen mehr
Blühende Partnerschaft mit einer Wurzel

Blühende Partnerschaft mit einer Wurzel

Forschungsmeldung 24. Juni 2014
Die Symbiose, bei der Knöllchenbakterien atmosphärischen Stickstoff für Pflanzen verfügbar machen, hat wahrscheinlich genau einen evolutionären Ursprung mehr
Schwankungen der globalen Kohlenstoffbilanz verstärken sich
Der Kohlenstoffhaushalt des tropischen Regenwaldes reagiert immer empfindlicher auf kurzfristige Temperaturveränderungen mehr
<p>Geoengineering kann den Klimawandel nicht aufhalten</p>

Geoengineering kann den Klimawandel nicht aufhalten

Forschungsmeldung 5. Dezember 2013
Versuche, die Erde künstlich zu kühlen, würden den globalen Wasserhaushalt stark beeinträchtigen mehr
Kohlendioxid-Ausstoß auf neuem Rekord

Kohlendioxid-Ausstoß auf neuem Rekord

Forschungsmeldung 19. November 2013
Im Mai des laufenden Jahres hat die CO2-Konzentration in der Atmosphäre erstmals die Marke von 400 ppm (parts per million) überschritten mehr
„Alle denken, sie lägen mit ihren Ergebnissen richtig“
Martin Heimann spricht über die Arbeit am fünften Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) mehr
Der Atem der Erde

Der Atem der Erde

Forschungsmeldung 14. August 2013
Das Klima hängt auf vielfältige Weise mit den Mengen an Kohlendioxid und anderen Spurengasen zusammen, die die Vegetation und der Boden mit der Atmosphäre austauschen. Dieses komplexe Gefüge analysieren Markus Reichstein und seine Kollegen am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. mehr
Wetterextreme heizen Klimawandel an

Wetterextreme heizen Klimawandel an

Forschungsmeldung 14. August 2013
Die Erderwärmung könnte sich durch meteorologische Extremereignisse selbst verstärken mehr
Der Turm in der Taiga

Der Turm in der Taiga

Forschungsmeldung 8. April 2013
Eine Stahlkonstruktion fast so hoch wie der Eiffelturm und hochpräzise Messtechnik sorgen in Sibirien dafür, dass Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie den Klimawandel immer besser verstehen können. Die Forschung mit ZOTTO wäre ohne russische Partner undenkbar. mehr
Klimaforschung: Vom Turmbau zu Gobabeb

Klimaforschung: Vom Turmbau zu Gobabeb

Forschungsmeldung 13. Februar 2013
Hochpräzise Messstationen liefern grundlegende Daten zum Klimawandel. Um Rückschlüsse über globale Kreisläufe zu ziehen, braucht es ein weltweites Netz. Ein Neubau schließt nun eine wichtige Lücke. mehr
Globale Kohlendioxid-Emissionen auf neuem Höchststand

Globale Kohlendioxid-Emissionen auf neuem Höchststand

Forschungsmeldung 3. Dezember 2012
Laut den Ergebnissen einer Metastudie ist das 2-Grad-Ziel kaum noch zu erreichen mehr

Abbau alter Böden verstärkt den Klimawandel

Forschungsmeldung 19. Juni 2012
Erwärmung beschleunigt die Freisetzung von Kohlendioxid aus organischem Material, das sich schon länger als zehn Jahre im Boden befindet mehr
Kraftwerk Erde

Kraftwerk Erde

Forschungsmeldung 1. Juni 2012
Unser Planet arbeitet: Die Sonne treibt Wind, Wellen und den Wasserkreislauf an. Pflanzen speichern die Energie des Lichts in Zucker und liefern so den Brennstoff des Lebens. Axel Kleidon und sein Team am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena untersuchen, wie viel Energie bei diesen Prozessen fließt und wie viel davon sich nachhaltig nutzen lässt, um den Energiehunger der Menschheit zu stillen. mehr
Schneller Wind mit wenig Kraft

Schneller Wind mit wenig Kraft

Forschungsmeldung 5. Dezember 2011
Die schnellen Winde der oberen Atmosphäre liefern weniger erneuerbare Energie als bislang angenommen mehr
Klimafaktor Boden: Ökosystem bestimmt, wie viel Kohlenstoff entweicht
Die Molekülstruktur ist nicht ausschlaggebend dafür, wie schnell organische Verbindungen abgebaut werden mehr
Stickstoff-Dünger spielt beim Klimawandel eine Doppelrolle
Verstärkte Lachgas-Emissionen aus gedüngtem Boden heben die klimaschonende Wirkung des gespeicherten Kohlendioxids auf mehr

Der Kohlenstoffkreislauf im Erdsystem

Forschungsmeldung 18. Oktober 2010
Wie sich der globale Wasserkreislauf verändert

Wie sich der globale Wasserkreislauf verändert

Forschungsmeldung 10. Oktober 2010
Abnehmende Verdunstung aus der Erdoberfläche trotz Erwärmung der Erdatmosphäre mehr
Kohlenstoffbilanz in neuer Balance

Kohlenstoffbilanz in neuer Balance

Forschungsmeldung 6. Juli 2010
Wie Fotosyntheseraten und Ökosystematmung vom Klima abhängen mehr
Stickstoff bindet Treibhausgas im Boden

Stickstoff bindet Treibhausgas im Boden

Forschungsmeldung 4. Mai 2010
Bei mäßiger Düngung bauen Mikroorganismen im Boden weniger organisches Material ab mehr
"Ein völlig unzureichender Zwischenschritt!"

"Ein völlig unzureichender Zwischenschritt!"

Forschungsmeldung 20. Dezember 2009
Michael Hüttner, Forscher am Max-Planck-Institut für Biogeochemie, zur Kopenhagener Klimakonferenz. Von P. Hergersberg mehr
Intensive Landwirtschaft verschlechtert Klimabilanz

Intensive Landwirtschaft verschlechtert Klimabilanz

Forschungsmeldung 23. November 2009
Die Emissionen von Stickoxiden und Methan machen den Effekt von europäischen Wäldern als Kohlenstoff-Speicher zunichte mehr

Strategien gegen die globale Erwärmung

Forschungsmeldung 13. September 2009
Klimaforscher aus aller Welt begegnen sich vom 13. bis 19. September 2009 in Jena mehr
Klima, das im Boden steckt

Klima, das im Boden steckt

Forschungsmeldung 1. September 2009
Forscher am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena untersuchen klimarelevante Prozesse im Untergrund. mehr
Artenreiches Grasland dient dem Klimaschutz

Artenreiches Grasland dient dem Klimaschutz

Forschungsmeldung 7. November 2008
Der Boden lagert deutlich mehr, beziehungsweise viel schneller organischen Kohlenstoff ein mehr
Rückkopplung im Treibhaus

Rückkopplung im Treibhaus

Forschungsmeldung 18. Mai 2007
Der Klimawandel sorgt dafür, dass der südliche Ozean weniger Kohlendioxid aus der Atmosphäre zieht als zu erwarten wäre mehr
Klimaforscher auf dem Hochsitz

Klimaforscher auf dem Hochsitz

Forschungsmeldung 28. September 2006
Von einem 300 Meter hohen Messturm aus erforschen Max-Planck-Wissenschaftler die Wechselwirkungen zwischen Klimawandel und Treibhausgasen mehr
Sibirische Wälder speichern weniger Kohlenstoff als angenommen
Europäisches Wissenschaftler-Konsortium stellt umfassende Kohlenstoffbilanz der Taiga und Steppen Sibiriens vor mehr
Böden wirken als Verstärker der globalen Erwärmung

Böden wirken als Verstärker der globalen Erwärmung

Forschungsmeldung 24. Januar 2005
Bodenkohlenstoff reagiert sensibler auf Klimaerwärmung als bisher erwartet und liefert zusätzliches Treibhausgas in die Atmosphäre mehr
Kohlenstoff - Soll und Haben

Kohlenstoff - Soll und Haben

Forschungsmeldung 4. Februar 2004
Europäische Wissenschaftler starten das weltweit größte Projekt zur Erforschung des globalen Kohlenstoffkreislaufes mehr
Aufforstung für nachhaltige Entwicklung

Aufforstung für nachhaltige Entwicklung

Forschungsmeldung 6. Juni 2003
Wissenschaftler fordern strenge Kriterien bei der Anerkennung von Aufforstungsprojekten für den Klimaschutz mehr
Eine gezielte Landbewirtschaftung kann das Klima-Problem für Europa nicht lösen
Nur 7 - 12 Prozent der vom Menschen verursachten Kohlendioxid-Emissionen in Europa werden von der Biosphäre wieder aufgenommen, belegt die erste europäische Kohlenstoff-Gesamtbilanz mehr
Das Leben auf der Erde dümpelte Jahrmilliarden im Stadium primitiver Einzeller vor sich hin. Erst als die Zellen einen Zellkern bildeten, nahm es Fahrt auf und diversifizierte sich zu großer Vielfalt. Wie, wann und wo es dazu kam, erforschen Christian Hallmann und seine Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena.

Artenvielfalt bringt zahlreiche ökologische Vorteile. In groß angelegten Feldversuchen erforschen Gerd Gleixner und Ernst-Detlef Schulze, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena, die Biodiversität in Wiesen und Wäldern sowie deren Auswirkungen auf die Ökosysteme und den Kohlenstoffhaushalt der Erde. In ihren Studien kommen die Forscher auch zu überraschenden Erkenntnissen darüber, was dem Artenschutz wirklich dient.

Pflanzen und Böden spielen im globalen Kohlenstoffkreislauf und im Klima eine wichtige Rolle, nicht zuletzt weil sie große Mengen Kohlendioxid aufnehmen. Unklar ist jedoch, wie sich die Erderwärmung auf diese Speicher auswirkt. Susan Trumbore, Direktorin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena, geht dieser Frage nach und macht sich dabei gern auch selbst die Hände schmutzig.
Das Klima hängt auf vielfältige Weise mit den Mengen an Kohlendioxid und anderen Spurengasen zusammen, die Vegetation und Boden mit der Atmosphäre austauschen. Dieses komplexe Gefüge analysieren Markus Reichstein und seine Kollegen am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena – mit einem weltumspannenden Netz aus Messstationen und neuen Methoden der Datenanalyse.
Unser Planet arbeitet: Die Sonne treibt Wind, Wellen und den Wasserkreislauf an. Pflanzen speichern die Energie des Lichts in Zucker und liefern so den Brennstoff des Lebens. Die Geothermie knetet die Erde durch, während Mond und Sonne vor allem die Meere bewegen. Axel Kleidon und sein Team am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena untersuchen, wie viel Energie bei diesen Prozessen fließt und wie viel davon sich nachhaltig nutzen lässt, um den Energiehunger der Menschheit zu stillen.
Unser Planet arbeitet: Die Sonne treibt Wind, Wellen und den Wasserkreislauf an. Pflanzen speichern die Energie des Lichts in Zucker und liefern so den Brennstoff des Lebens. Die Geothermie knetet die Erde durch, während Mond und Sonne vor allem die Meere bewegen. Axel Kleidon und sein Team am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena untersuchen, wie viel Energie bei diesen Prozessen fließt und wie viel davon sich nachhaltig nutzen lässt, um den Energiehunger der Menschheit zu stillen.
Mit dem Begriff Klima bringt man meist die Atmosphäre in Verbindung. Doch auch im Boden laufen bedeutende Prozesse ab, die in den Modellen bisher vernachlässigt wurden.
Mehr als 480 unterschiedliche Wiesenparzellen im Saaletal bei Jena bilden das Versuchsfeld für ein bisher einmaliges Experiment zur Biodiversität.
Momentan sind keine Angebote vorhanden.

Die Qual der Wahl: Was machen Pflanzen, wenn Rohstoffe knapp werden?

2017 Hartmann, Henrik
Klimaforschung Ökologie

Die Fähigkeit der Pflanzen, Sonnenenergie in chemischen Verbindungen zu speichern und für andere Lebensformen zur Verfügung zu stellen, macht sie zur Grundlage allen Lebens auf unserer Erde. Pflanzen spielen eine entscheidende Rolle in regionalen und globalen Stoff- und Energiekreisläufen und puffern anthropogen bedingte Kohlendioxid-Emissionen ab. Ähnlich wie Kleinunternehmen müssen sie dabei Ressourcen effizient verwalten und gewinnbringend investieren. Wie sie ihre Entscheidungen treffen, untersucht die Forschungsgruppe Plant Allocation mit neu entwickelten Methoden.

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Der Kohlenstoff-Kreislauf aus einem anderen Blickwinkel

2016 Marshall, Julia
Geoforschung Klimaforschung Ökologie
Satellitenmessungen von atmosphärischem Kohlendioxid (CO2) versprechen dank ihrer besseren räumlichen Abdeckung ein besseres Verständnis des Kohlenstoff-Kreislaufs. Mithilfe inverser Modellierung werden die gemessenen Konzentrationen ausgewertet, um die CO2-Flüsse an der Erdoberfläche abzuschätzen. Allerdings deuten erste Vergleiche zwischen satelliten- und bodenbasierten Abschätzungen von CO2-Flüssen darauf hin, dass es dabei systematische Unterschiede gibt. Diese müssen aufgeklärt werden, damit dieser vielversprechende globale Datenstrom angemessen ausgeschöpft werden kann. mehr

Von Bakterien zum Menschen: Die Rekonstruktion der frühen Evolution mit fossilen Biomarkern

2015 Hallmann, Christian Olivier Eduard
Evolutionsbiologie Geoforschung
Das Leben auf der Erde ist erstaunlich alt. Nach ihrer Entstehung vor ca. 4,5 Milliarden Jahren war die Erde ein äußerst lebensfeindlicher Ort – ohne verfestigte Kruste, ohne Wasser und mit häufigen Meteoriteneinschlägen. Sobald die Umweltbedingungen sich erstmalig stabilisierten und flüssiges Wasser vorkam, sollte es nicht lange dauern, bis erstes Leben in Form primitiver einzelliger Bakterien erschien. Die Max-Planck-Forschungsgruppe Organische Paläobiogeochemie erforscht, wie sich das Leben auf der Erde zwischen seinem ersten Aufkommen und den heutigen komplexen Ökosystemen entwickelt hat. mehr

Globale Pflanzenmerkmale – eine Biodiversitätsdatenbank für die Erdsystemforschung

2014 Kattge, Jens; Wirth, Christian (Max-Planck Fellow, Universität Leipzig)
Geoforschung Klimaforschung Pflanzenforschung Ökologie

Die Eigenschaften der Lebewesen definieren, wie sie mit ihrer Umwelt interagieren und bilden somit eine wesentliche Grundlage für die ökologische Forschung. Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie werden in der TRY-Initiative weltweit erhobene Daten zu Pflanzeneigenschaften in einer globalen Datenbank zusammengefasst, konsolidiert und für die Wissenschaft zur Verfügung gestellt. Die verbesserte Verfügbarkeit dieser Daten unterstützt einen Paradigmenwechsel von art- zu merkmalsbasierter Ökologie und erweitert die Erdsystemforschung um Aspekte der Biodiversität.

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Beeinflussen klimatische Extremereignisse den globalen Kohlenstoffkreislauf?

2014 Mahecha, Miguel D.1; Zscheischler, Jakob1,2; Frank, Dorothea1; Reichstein, Markus1
Geoforschung Klimaforschung Ökologie

Die Auswirkungen von Klimaextremen auf den Kohlenstoffkreislauf von Landökosystemen sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Es zeichnet sich jedoch ab, dass klimatische Extremereignisse oft eine überproportionale Freisetzung von Kohlendioxid (CO2) zur Folge haben. Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie wird in aktuellen Forschungsprojekten der Abteilung „Biogeochemische Integration“ abgeschätzt, wie relevant dieses Phänomen auf globaler Skala ist.

 

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Die Erde arbeitet wie ein Kraftwerk, das aus Solarstrahlung andere Formen von Energie erzeugt. Diese Energie erhält die Winde in der Atmosphäre, die Strömungen im Ozean, und die globalen biogeochemischen Kreisläufe wie z. B. den Wasserkreislauf. Die Thermodynamik beschreibt dabei die Grenzen der Energieerzeugungsraten und setzt die natürlichen Grenzen für die mögliche Nutzung als erneuerbare Energie. Globale Abschätzungen zeigen, dass mit Ausnahme von Sonnen- und Windenergie die natürlichen Erzeugungsraten gering sind und sich in der Größenordnung des Energieverbrauchs der Menschheit bewegen. mehr
Böden sind der größte terrestrische Speicher („Senke“) für Kohlenstoff und gleichzeitig eine der wichtigsten natürlichen Quellen für CO2 in der Atmosphäre. Dadurch ist organische Bodensubstanz nicht nur für die Bodenfruchtbarkeit, sondern auch als Umschlagort von Treibhausgasen für den Klimawandel von Bedeutung. Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie wird untersucht, wie sensibel die Kohlenstoffflüsse im Boden auf Umweltänderungen reagieren und wie sich die Wechselbeziehungen zwischen Vegetation, Klima, Bodenorganismen und Bodeneigenschaften auf die Kohlenstoffspeicherung auswirken. mehr

Quantifizierung des globalen Kohlenstoff-Kreislaufs

2011 Rödenbeck, Christian; Badawy, Bakr; Heimann, Martin
Klimaforschung
Der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre – primäre Ursache des globalen Klimawandels – wird nicht nur von anthropogenen Emissionen, sondern auch von einer Reihe natürlicher Prozesse im Ozean und in der terrestrischen Vegetation bestimmt. Am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena wird versucht, die Rolle dieser Prozesse auf der Grundlage verschiedenster Datenströme zu quantifizieren, und zu verstehen, wie sie von klimatischen Faktoren beeinflusst werden. mehr

Experimentelle Biodiversitätsforschung – das „Jena Experiment“

2010 Christiane Roscher, Gerd Gleixner, Ernst-Detlef Schulze
Pflanzenforschung Ökologie
Welche Konsequenzen der weltweit zunehmende Verlust biologischer Vielfalt für die Funktionsfähigkeit von Ökosystemen hat, ist derzeit noch nicht abschätzbar. Im „Jena Experiment“ werden die Zusammenhänge zwischen pflanzlicher Artenvielfalt und Ökosystemprozessen in einem der weltweit größten Biodiversitätsexperimente mit Graslandarten untersucht. Ein zentrales Ziel der Untersuchungen ist es, zu einem mechanistischen Verständnis der Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemprozessen beizutragen, wofür die Analyse der funktionellen Merkmale der Arten eine wesentliche Voraussetzung ist. mehr

Funktionelle Biodiversitätsforschung im globalen Maßstab

2009 Wirth, Christian; Kattge, Jens
Pflanzenforschung Ökologie
Welchen Einfluss hat der Verlust von Artenvielfalt auf wichtige Ökosystemfunktionen? Wie beeinflusst die An- oder Abwesenheit bestimmter Arten die Stoffkreisläufe? Diese Fragen stehen im Mittelpunkt der Forschung der Arbeitsgruppe „Organismische Biogeochemie“. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Analyse von globalen Datenbanken funktioneller Pflanzenmerkmale und ökosystemarer Prozesse. Drei Beispiele zeigen, dass Artidentitätseffekte für den Kohlenstoffkreislauf und somit für das Klimageschehen von Bedeutung sind. mehr
Wie reagieren Biosphäre und biogeochemische Kreisläufe auf Klimaschwankungen? Welches sind die Hauptprozesse in der Vegetation und im Boden, die dabei eine Rolle spielen? Wie können durch globale Beobachtungssysteme bessere diagnostische Fähigkeiten bezüglich des Erdsystems erlangt werden? Mit diesen und verwandten Fragen beschäftigt sich die Arbeitgruppe Biogeochemische Modell-Daten-Integration am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena mit einem integrativen Forschungsansatz. mehr
Die Landbiosphäre ist ein integraler Bestandteil des Erdsystems. Gibt es allgemeine Prinzipien, mit denen die Funktion der Biosphäre und deren Wechselwirkung mit dem Erdsystem beschrieben und vorhergesagt werden kann? Mit dieser Fragestellung beschäftigt sich die Arbeitsgruppe Biosphärentheorie und Modellierung am Max-Planck-Institut für Biogeochemie unter Nutzung von Ansätzen aus Thermodynamik, statistischer Mechanik und Optimalität. Nach einer kurzen Beschreibung der Biosphäre als einem dissipativen System werden drei Beispiele aufgezeigt, die die Stärke dieser Ansätze demonstrieren. mehr
Die Quantifizierung der Austauschflüsse von Treibhausgasen zwischen der Landoberfläche und der Atmosphäre auf regionaler Skala (10-100 km) ist sowohl für ein verbessertes Prozessverständnis als auch für die Verifikation von Treibhausgasbudgets im Zusammenhang mit dem Emissionshandel unabdingbar. Regionale Modellierung und flugzeuggestützte Messungen dienen dazu die verwendeten Methoden zur Abschätzung der Treibhausgasflüsse zu überprüfen. Dies geschieht sowohl im Hinblick auf die Messstrategien (z.B. Anordnung des Messnetzes) als auch auf die benutzten Modelle (Atmosphärische Transportmodelle, biosphärische Modelle). Fernziel ist die optimale Einbindung der Messungen in Modellsysteme unter quantitativer Berücksichtigung von unvermeidbaren Repräsentationsfehlern – eine notwendige Voraussetzung für die quantitative Bestimmung der mit den Abschätzungen der Austauschflüsse verbundenen Unsicherheiten. mehr

Neue Wege zum Paläoklima

2005 Gleixner, Gerd; Sachse, Dirk; Radke, Jens; Werner, Martin
Geoforschung Klimaforschung
Im Blickpunkt der Erforschung des „Raumschiffs Erde“ steht derzeit das globale Klimasystem und insbesondere dessen anthropogene Beeinflussung. Hierzu werden globale Erdsystemmodelle mit einer wachsenden Anzahl von Komponenten, wie z.B. der Vegetation oder der marinen Biosphäre, entwickelt, um Vorhersagen über die Klimaentwicklung des Systems zu machen. Die Beschreibung der Variabilitäten des Paläoklimas stellt dabei einen wesentlichen Beitrag zur Evaluierung dieser Modelle dar. Besonders interessant ist hierbei die Untersuchung der Klimaveränderungen auf den Kontinenten, da diese weitaus stärker ausfallen, als in marinen Systemen. Allerdings fehlen bisher in den zu untersuchenden Regionen oftmals geeignete terrestrische Marker, die als Proxy für das Paläoklima verwendet werden können. Deshalb wurde untersucht, ob chemische Fossilien von Pflanzen und Algen, die selbst noch in Sedimenten aus dem Paläozoikum vorkommen, genutzt werden können, um direkte Aussagen zum Klimageschehen zu machen. Es konnte gezeigt werden, dass der Gehalt an schwerem Wasserstoff, Deuterium, in diesen Markern sehr gut geeignet ist, um als neuer Proxy zur Beschreibung des Paläoklimas zu dienen. mehr

Dynamische Modellierung der marinen Biogeochemie

2004 Le Quéré, Corinne
Chemie Geoforschung Ökologie
Neuere Modelle des globalen marinen Kohlenstoffkreislaufs beinhalten Darstellungen von Ökosystem-Prozessen, die als grundlegend für ein besseres Verständnis von Kohlenstoffquellen und -senken gelten. Jedoch sind diese Modelle noch unvollständig in Bezug auf viele biogeochemische und biogeophysikalische Prozesse. Das Projekt "Dynamic Green Ocean" vereint Physiker, Chemiker, Biologen und Paläo-Ozeanographen in dem Bemühen, neue umfassendere Modelle des ozeanischen Ökosystems zu entwickeln und die Erkenntnisse über die Regulationsmechanismen dieses komplexen Lebensraumes über weite Zeiträume der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft zu erweitern. Fortschritte in der observierenden und der experimentellen Biogeochemie sowie eine verbesserte Charakterisierung marinen Phytoplanktons nach funktionellen Typen (PFTs) werden mit Meeresströmungen und externer Nährstoffzufuhr in Zusammenhang gebracht. mehr
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