Hintergrund

Mikrobielle Gemeinschaften der Erdoberfläche und des Untergrundes sind verantwortlich für die Bildung und den Verbrauch von Treibhausgasen wie Kohlendioxid und Methan. Sie sind somit ein Schlüssel für klimainduzierte Rückkopplungen auf unserer Erde, die den globalen Wandel beschleunigen oder abschwächen können. Um abzuschätzen, wie Mikroorganismen auf den globalen Wandel reagieren und sich an eine veränderte Umwelt anpassen, identifizieren und charakterisieren  wir mikrobielle Quellen und Senken von Treibhausgasen, bestimmen deren Prozessraten und untersuchen, inwieweit und wie schnell sich mikrobielle Gemeinschaften taxonomisch und funktionell verändern. Wir untersuchen mikrobielle Mechanismen, die die Treibhausgasflüsse an der Erdoberfläche bestimmen und schließen dabei den mikrobiellen Kohlenstoffkreislauf des Untergrundes mit ein. Das Thema der mikrobiellen Kohlenstoffdynamik im Klimasystem konzentriert sich auf Standorte von hoher Relevanz für den terrestrischen Kohlenstoffkreislauf wie Permafrostgebiete und natürliche sowie gestörte Moore. Auf methodischer Ebene kombiniert dieser Themenbereich molekulare Methoden wie NGS und Metagenomik mit Prozessstudien, Biogeochemie, Bioinformatik und multivariate Statistik. Insbesondere die prozessbasierten Daten dienen zum Kalibrieren von Modellen zum Kohlenstoffumsatz.

Wissenschaftliche Fragestellungen

• Was sind klimatisch relevante mikrobielle Quellen und Senken von Treibhausgasen an der Erdoberfläche und im Untergrund?
• Wie ändern sich taxonomische und funktionelle Strukturen, Abundanzen und Prozessraten dieser mikrobiellen Treibhausgasquellen und –senken im Zuge des Globalen Wandels?
• Auf welchen Zeitskalen erfolgen diese Änderungen und wie sind sie synchronisiert?

Untersuchungsgebiete

• Nordostdeutsches Tiefland (wiedervernäßte Moore des TERENO-NO Observatoriums)
• Hochmoore in Europa
• Alaska, Thermokarstsedimente und Permafrost, USA
• Herschel Island, Böden und Permafrostsedimente, Kanadische Hocharktis
• Finnmark und Spitzbergen, arktische und subarktische Moore, Norwegen

Projekte

• CH₄Remove - Verstärkung negativer Methanemissionen durch Manipulation mikrobieller Gemeinschaften
• MiDiPeat - Überwachung der mikrobiellen Vielfalt von Torf durch Vegetationseigenschaften und ihre Auswirkungen auf die Kohlenstoffdynamik in europäischen Mooren
• MOMENT - Permafrost Forschung auf dem Weg zu integrierter Beobachtung und Modellierung des Methanhaushalts von Ökosystemen
• RELATE - Rhizosphären vermittelte Rückkopplung von Biosphäre-Klima-Interaktionen
• TERENO NE - The North-Eastern German Lowland Observatory
• WETSCAPES2.0 - Systemübergreifende Untersuchung neuartiger Ökosysteme in wiedervernässten Moorlandschaften / Projekt A5: Entwicklung und Resilienz von mikrobiellen Methan Oxidierern in wiedervernässten Niedermooren