Het epos von Koning Rother
(1920)
Forests are important components of the greenhouse gas balance of Europe. There is considerable uncertainty about how predicted changes to climate and nitrogen deposition will perturb the carbon and nitrogen cycles of European forests and thereby alter forest growth, carbon sequestration and N2O emission. The present study aimed to quantify the carbon and nitrogen balance, including the exchange of greenhouse gases, of European forests over the period 2010–2030, with a particular emphasis on the spatial variability of change. The analysis was carried out for two tree species: European beech and Scots pine. For this purpose, four different dynamic models were used: BASFOR, DailyDayCent, INTEGRATOR and Landscape-DNDC. These models span a range from semi-empirical to complex mechanistic. Comparison of these models allowed assessment of the extent to which model predictions depended on differences in model inputs and structure. We found a European average carbon sink of 0.160 ± 0.020 kgC m−2 yr−1 (pine) and 0.138 ± 0.062 kgC m−2 yr−1 (beech) and N2O source of 0.285 ± 0.125 kgN ha−1 yr−1 (pine) and 0.575 ± 0.105 kgN ha−1 yr−1 (beech). The European average greenhouse gas potential of the carbon source was 18 (pine) and 8 (beech) times that of the N2O source. Carbon sequestration was larger in the trees than in the soil. Carbon sequestration and forest growth were largest in central Europe and lowest in northern Sweden and Finland, N. Poland and S. Spain. No single driver was found to dominate change across Europe. Forests were found to be most sensitive to change in environmental drivers where the drivers were limiting growth, where changes were particularly large or where changes acted in concert. The models disagreed as to which environmental changes were most significant for the geographical variation in forest growth and as to which tree species showed the largest rate of carbon sequestration. Pine and beech forests were found to have differing sensitivities to environmental change, in particular the response to changes in nitrogen and precipitation, with beech forest more vulnerable to drought. There was considerable uncertainty about the geographical location of N2O emissions. Two of the models BASFOR and LandscapeDNDC had largest emissions in central Europe where nitrogen deposition and soil nitrogen were largest whereas the two other models identified different regions with large N2O emission. N2O emissions were found to be larger from beech than pine forests and were found to be particularly sensitive to forest growth.
Environmental change impacts on the C- and N-cycle of European forests: a model comparison study
(2013)
Forests are important components of the greenhouse gas balance of Europe. There is considerable uncertainty about how predicted changes to climate and nitrogen deposition will perturb the carbon and nitrogen cycles of European forests and thereby alter forest growth, carbon sequestration and N2O emission. The present study aimed to quantify the carbon and nitrogen balance, including the exchange of greenhouse gases, of European forests over the period 2010–2030, with a particular emphasis on the spatial variability of change. The analysis was carried out for two tree species: European beech and Scots pine. For this purpose, four different dynamic models were used: BASFOR, DailyDayCent, INTEGRATOR and Landscape-DNDC. These models span a range from semi-empirical to complex mechanistic. Comparison of these models allowed assessment of the extent to which model predictions depended on differences in model inputs and structure. We found a European average carbon sink of 0.160 ± 0.020 kgC m−2 yr−1 (pine) and 0.138 ± 0.062 kgC m−2 yr−1 (beech) and N2O source of 0.285 ± 0.125 kgN ha−1 yr−1 (pine) and 0.575 ± 0.105 kgN ha−1 yr−1 (beech). The European average greenhouse gas potential of the carbon sink was 18 (pine) and 8 (beech) times that of the N2O source. Carbon sequestration was larger in the trees than in the soil. Carbon sequestration and forest growth were largest in central Europe and lowest in northern Sweden and Finland, N. Poland and S. Spain. No single driver was found to dominate change across Europe. Forests were found to be most sensitive to change in environmental drivers where the drivers were limiting growth, where changes were particularly large or where changes acted in concert. The models disagreed as to which environmental changes were most significant for the geographical variation in forest growth and as to which tree species showed the largest rate of carbon sequestration. Pine and beech forests were found to have differing sensitivities to environmental change, in particular the response to changes in nitrogen and precipitation, with beech forest more vulnerable to drought. There was considerable uncertainty about the geographical location of N2O emissions. Two of the models BASFOR and LandscapeDNDC had largest emissions in central Europe where nitrogen deposition and soil nitrogen were largest, whereas the two other models identified different regions with large N2O emission. N2O emissions were found to be larger from beech than pine forests and were found to be particularly sensitive to forest growth.
Die vorliegende Studie thematisiert am Beispiel der Fließgewässerniederung der Drentse A, einem großflächigen Schutzgebiet im Nordosten der Niederlande, die Folgen einer langjährigen Heuwiesennutzung ohne Düngung. Im Einzelnen wurde von uns die Zusammensetzung der Vegetation und Bodenfauna auf fünf Grünlandflächen untersucht, die sich in der Dauer der Ausmagerung unterschieden. Getrennt betrachtet wurden dabei die bachnahen, moorigen Niederungsbereichen und die angrenzenden sandigen Geestbereiche. Die ausgewählten Grünlandflächen waren zum Zeitpunkt der Aufnahmen seit 5, 15, 25, und 32 Jahren gemäht aber nicht mehr gedüngt worden. Eine weitere, nach wie vor konventionell bewirtschaftete Wiesenfläche (incl. Düngung) diente als Kontrolle. Auf allen Flächen wurde die Vegetation und Regenwurmfauna in 10 Plots mit einer Größe von jeweils 4 m² bzw. 0.04 m² untersucht. Darüber hinaus wurden über 28 Jahre hinweg die Brutvögel des Gebietes mittels Revierkartierung erfasst. Die Pflanzenartendiversität hat sich mit Dauer der Ausmagerung signifikant erhöht. Sie stieg in den bachnahen Bereichen von 13 Arten in der Kontrollfläche (40 m²) auf 49 Arten in der am längsten ausgemagerten Grünlandfläche an. In den trockenen Geestbereichen war der Anstieg deutlich schwächer. Bezogen auf die Gesamtfläche von 40 m² wurden die meisten Arten hier in der 15 Jahre lang ausgemagerten Grünlandfläche gefunden, während bei Betrachtung der 4 m² großen Aufnahmepunkte die höchste Artenzahl ebenfalls in der ältesten Untersuchungsfläche lag. Die Diversität und Abundanz der Regenwürmer nahm mit Dauer der Ausmagerung ab. Die festgestellten Arten gehörten zu 4 Gattungen, wobei die Gattung Allolobophora am individuenreichsten vertreten war. Mit Dauer der Ausmagerung sank besonders im trockenen bachfernen Geestbereich der Boden-pH-Wert auf unter 3,8 ab. Die damit einhergehenden pessimalen Lebensbedingungen erklären hinreichend die geringe Diversität und Dichte von Regenwürmern in diesen Bereichen. An fast allen Standorten sank die Biomasse der Regenwürmer zum Sommer hin auf Werte unter 25 g/m², so dass für viele Limikolen zu dieser Zeit pessimale Ernährungsbedingungen bestehen. Die Zahl der Brutvogelarten war aufgrund des recht kleinen Untersuchungsgebietes insgesamt gering. Dennoch konnten auffallende Veränderungen in der Brutvogelgemeinschaft beobachtet werden. Während Limikolen wie Kiebitz (Vanellus vanellus) und Uferschnepfe (Limosa limosa) vollständig aus dem Gebiet verschwanden, wanderten der Große Brachvogel und die Bekassine ein. Allerdings sind auch sie aktuell nur noch selten im Gebiet vertreten. Dafür hat sich inzwischen das Schwarzkehlchen (Saxicola torquata) als Brutvogel eingestellt – möglicherweise eine Folge der sich ändernden Grünlandvegetation (hier: Zunahme von Pflanzenarten, die als Ansitzwarten fungieren können wie etwa Cirsium palustre) in Kombination mit einem verbesserten Nahrungsangebot an Makroinvertebraten. Eingewandert sind zwischenzeitlich auch eine Reihe weiterer Vogelarten, wie Pirol (Oriolus oriolus) und Kleinspecht (Dendrocopos minor), die charakteristisch für sich entwickelnde Bruchwälder sind. Letztere haben sich, meist kleinflächig, auf ehemaligen Feuchtgrünlandstandorten entwickelt.