Boreale W?lder und ihre Schutzfunktion für Permafrost in einem sich ver?ndernden Klima

Das boreale Waldbiom umfasst ein Drittel der globalen Waldfl?che und übt einen starken Einfluss auf zahlreiche Klima-Rückkopplungsmechanismen aus. Boreale W?lder bedecken darüber hinaus mehr als ein Drittel des globalen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Permafrostes. Die Permafrostbedingungen sind von den isolierenden Eigenschaften der Vegetationsschicht abh?ngig, und umgekehrt bestimmen die thermischen und hydrologischen Bedingungen des Bodens das Biom und damit die Vegetationsdecke. Eine Ausdehnung der globalen Waldbedeckung wird als m?gliche negative Rückkopplung zum Klimawandel eingestuft, da sie die Kohlenstoffbindung und -speicherung in der Biomasse erh?hen würde. Gleichzeitig haben zahlreiche Studien festgestellt, dass boreale W?lder mit geringerer Dichte und ver?nderter Artenzusammensetzung aufgrund der damit verbundenen Albedozunahme in der schneebedeckten Periode ebenfalls zu einer negativen Rückkopplung führen k?nnen. Darüber hinaus führt die thermohydrologische Wechselwirkung zwischen borealem Wald und Permafrost zu zus?tzlichen, nichtlinearen Rückkopplungsmechanismen, die bisher wenig Beachtung gefunden haben. Die borealen W?lder fungieren als dynamischer und reaktiver Isolierpuffer zwischen der Atmosph?re und dem Permafrost. Waldverlust führt zu einem Anstieg der Bodentemperaturen und der Dicke der Auftauschicht, und kann die Freisetzung des derzeit im Boden gefrorenen Kohlenstoffes ausl?sen. Das Ausma? und die Richtung dieser Rückkopplungen sind noch unklar, insbesondere im Hinblick auf die Struktur der Baumkronen, regionale Unterschiede und klimatische Ver?nderungen. Mit meiner Forschung m?chte ich diese Rückkopplungen und die thermischen und hydrologischen Prozesse untersuche, die (i) die Entwicklung des borealen Permafrosts und (ii) die Rückkopplung zwischen W?ldern und Permafrost bei anhaltender Klimaerw?rmung bestimmen. Ich werde quantifizieren, inwiefern die W?lder den Permafrost vor sich ?ndernden Temperaturen und Niederschl?gen schützen, indem ich das physikalisch basierte Permafrost-Wald-Modell CryoGrid-Vegetation, verfügbare Beobachtungsdaten aus Kanada und Sibirien sowie Fernerkundungszeitreihen kombiniere. Meine Hypothesen sind, dass (1) klimatische Ver?nderungen und l?ngere Vegetationsperioden nicht nur zu dichteren W?ldern mit potenziell h?herer Kohlenstoffbindung, sondern auch zu einer besseren Permafrostisolierung führen. (2) Die isolierenden Eigenschaften des Kronendachs werden sich aufgrund der verschiedenen vorherrschenden Pflanzentypen und Sukzessionsmuster regional unterscheiden, und (3) die Isolationskapazit?t des Kronendachs wird ab einem bestimmten Erw?rmungsgrad nicht mehr ausreichen, was zu einer Vertiefung der aktiven Schicht und der Einleitung von Thermokarstprozessen führen wird, die mit einem lokalen Verlust der borealen W?lder einhergehen.