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Globale Modellierung der Erlenverteilung und der Leguminosendichte zur Verwendung in globalen N2 Fixierungsmodellen

Towards the modelling of alnus distribution and density of legumes to use in nitrogen fixation models

Sakalli, Abdulla


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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-90493
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2012/9049/

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Alnus , Erlen , Leguminosen , Stickstofffixierung , Stickstoffkreislauf , Kohlenstoffkreislauf , Verbreitung , Modellierung
Universität Justus-Liebig-UniversitĂ€t Gießen
Institut: Institut fĂŒr Pflanzenökologie
Fachgebiet: Biologie
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mĂŒndlichen PrĂŒfung: 30.10.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 05.11.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Der Stickstoff und damit die Stickstofffixierung sowie die Stickstofffixierer sind fĂŒr das Verhalten der BiosphĂ€re gegenĂŒber dem Kohlenstoff von ganz entscheidender Bedeutung. Denn neue Untersuchungen mit globalen, zeitlich und rĂ€umlich hochauflösenden Modellen der gekoppelten KreislĂ€ufe des Kohlenstoffs und des Stickstoffs haben gezeigt, dass der Prozess der Bindung des molekularen Stickstoffs aus der AtmosphĂ€re durch Organismen die entscheidende Rolle fĂŒr die Bindung des Kohlenstoffs spielt. Somit gewann in der Wissenschaft auch das VerstĂ€ndnis der mit der Fixierung molekularen Stickstoffs verbundenen Prozesse und ihrer Regulation auf globaler Ebene grundlegende Bedeutung.

Neben frei lebenden Mikroorganismen, die Stickstofffixierung leisten, spielen vor allem auch symbiotische Mikroorganismen zusammen mit ihren Wirtspflanzen eine entscheidende Rolle. Unter anderen zÀhlen die Erlen und die Leguminosen zu den wichtigsten stickstofffixierden Pflanzen.

In dieser Arbeit wurde die Verbreitung der Erlen sowie die Dichte der Leguminosen auf globaler Ebene modelliert. DafĂŒr wurden zwei neue Modelle entwickelt. Das erste Modell (Alnus-Distribution-Model) sagt die Verbreitung der Erlen anhand von Klima, Boden- und Vegetationstypen vorher. Die Modellierungsstudien haben gezeigt, dass die Verbreitung der Erlen in der Nordhalbkugel der Erde nur klimaabhĂ€ngig ist. Jedoch spielen die Bodentypen und die potentielle natĂŒrlichen Vegetation auf der SĂŒdhalbkugel eine große Rolle. Beim Vergleich dieser Modellergebnisse mit einer globalen Datenbank GBIF (The Global Biodiversity Information Facility) ĂŒber die Verbreitung von Pflanzenarten ergaben sich einige Unterschiede, die aber vermutlich auf eine ungenĂŒgende Dokumentation in der Datenbank zurĂŒckgefĂŒhrt werden können, wie ein Vergleich mit Literaturangaben belegt.

Im zweiten Teil der Arbeit, der Entwicklung eines Modells zur Vorhersage der Leguminosendichte (Global Density of Legumes), wurden zur Bestimmung geeigneter Variablen zunĂ€chst Korrelationsanalysen zwischen der Leguminosendichte und sechs Klimawerten sowie neun Bodenwerten vorgenommen. Dabei wurde festgestellt, dass die Leguminosendichte im Wesentlichen durch die mittlere Jahressumme der NiederschlĂ€ge bestimmt wird. Die entsprechende Funktion, die beide GrĂ¶ĂŸen koppelt, ist eine Maximumfunktion, die eine niedrige Leguminosendichte fĂŒr geringe und fĂŒr sehr hohe NiederschlĂ€ge vorhersagt. Die grĂ¶ĂŸte Leguminosendichte mit bis zu 35 Prozent Anteil an der Gesamtbiomasse ergibt sich fĂŒr eine mittlere Jahressumme der NiederschlĂ€ge von rund 1 250 mm. Die Validierung der beiden Modelle hat eine verhĂ€ltnismĂ€ĂŸig gute Übereinstimmung der Modellergebnisse mit den verfĂŒgbaren Beobachtungsdaten gezeigt. Eine ĂŒberraschende Feststellung war, dass es keine Korrelation zwischen den neun Bodeneigenschaften und der Leguminosendichte in den Standorten gibt.
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