Title (eng)
CO2 fluxes of four different plant compositions in the Püergschachen Moor in the Styrian Enns valley, Austria
Author
Asaad Saad
Advisor
Stephan Glatzel
Assessor
Stephan Glatzel
Abstract (deu)
Moore bedecken ca. 3% der Land- und Süßwasseroberfläche der Erde, was über über vier Millionen km2 entspricht. Sie enthalten ein Drittel des weltweiten Bodenkohlenstoffs. Im Pürgschachen-Moor im Ennstal (Steiermark, Österreich) kommen vier verschiedene Pflanzenzusammensetzungen vor, an denen im Zuge dieser Studie CO2-Austauschflüsse gemessen wurden. Im Frühjahr, Sommer und Herbst wurden Probennahmen und Messungen mit der geschlossenen dynamischen Haubenmessmethode und Infrarot-Gasanalysatoren durchgeführt. Untersucht wurden jahres- und tageszeitliche Änderungen der Ökosystemrespiration (ecosystem respiration - Reco), Bruttoprimärproduktion (gross primary production - GPP) und des Netto-Ökosystemaustauschs (net ecosystem exchange - NEE) wurden über die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) und Bodentemperatur in 2 cm Tiefe gemessen, wobei auch Grundwasserspiegelschwankungen berücksichtigt wurden. Untersucht wurde die Wirkung der verschiedenen Pflanzenzusammensetzungen der vier Standorte auf Reco, GPP und NEE. Schließlich wurden Reco, GPP und NEE modelliert, um mit den Schätzungen der Flüsse den Gesamt-CO2-Austausch pro Quadratmeter für das Ökosystem über das Jahr zu berechnen.
Einerseits zeigte Reco in der Studie eine starke positive Korrelation mit Temperaturänderungen über die Tageszeit und saisonalen Unterschieden, andererseits war die Korrelation zwischenRespirationund Grundwasserspiegel gering. GPP stieg mit PAR-Zunahme in Übereinstimmung mit der Lichtsättigungskurve. NEE zeite bei niedrigen PAR-Werten CO2-Freisetzung und bei PAR-Zunahme herhöhte Produktion und dadurch CO2-Aufnahme durch das System. Wärmere Jahreszeiten zeigten höhere Produktionsflüsse, was darauf hinweist, dass PAR nicht der einzige Faktor war, der das GPP beeinflusst, sondern auch Temperatur eine Rolle spielt.
Laut Modell zeigen Standorte PM2 und PM4 "Pinus mugo" (Pflanzen in PM4 sind größer als PM2) CO2-Freisetzung (jährliche NEE-Beträge +1.227 kg m-2 y-1 in PM2), während PM3 "Calluna vulgaris" CO2-Aufnahme zeigt (jährliche NEE betrug -1.129 kg m-2 y-1) und PM1 "Eriophorum vaginatum & Rhynchospora alba" niedrige NEE-Flüsse zeigen. Die höchste jährliche GPP befand sich in PM3 (-3.854 kg m-2 y-1) und der höchste jährliche Reco in PM2 (3.761 kg m-2 y-1). Diese Resultate legen nahe, dass die Verteilung der Pflanzenzusammensetzung und die Größe der Pflanzen eine bedeutende Rolle in Mooren spielen und den Kohlenstoffaustausch innerhalb des Ökosystems als Parameter beeinflussen, und dadurch auch Einfluss auf den Status des Ökosystems als CO2-Senke oder Quelle haben.
Abstract (eng)
Peatlands cover over four million km2 representing 3% of the land and freshwater surface of the planet and contains one third of the world’s soil carbon. In this study, CO2 exchange fluxes were measured in four sites located in Püergschachen Moor in the Styrian Enns valley, Austria representing four different plant compositions in the study area. Measurements were done during spring, summer and autumn using closed dynamic chamber approach and gas measurements were made using infrared gas analyser. The seasonal variability in addition to changes over day time of ecosystem respiration (Reco), gross primary production (GPP) and net ecosystem exchange (NEE) were investigated with respect to photosynthetic active radiation (PAR) and soil temperature measured at 2cm depth, water table changes were also considered. The effect of the different plant composition in the four sites on Reco, GPP and NEE were investigated. Finally, Reco, GPP and NEE were modelled and estimated fluxes were calculated in order to calculate the total CO2 exchange per square meter for the ecosystem over the year.
In the study, Reco showed strong positive correlation with temperature changes over the day time and seasonal variabilities. On the other hand, respiration had low correlation with water table. GPP increased with PAR increase following the plant photosynthesis light response curve. NEE at low PAR values showed CO2 release and with PAR increase production increase leading to CO2 uptake by the system. Warmer seasons showed higher production fluxes, indicating that PAR was not the only factor affecting GPP and temperature plays a role as well.
Model results indicated sites PM2 and PM4 “Pinus mugo” (PM4 plants are larger than PM2) are showing CO2 release (annual NEE amounts +1.227 kg m-2 y-1 in PM2); while PM3 “Calluna vulgaris” showed CO2 uptake (annual NEE amounts -1.129 kg m-2 y-1) and PM1 “Eriophorum vaginatum & Rhynchospora alba” showed low NEE fluxes. The highest annual GPP was in PM3 (-3.854 kg m-2 y-1) and the highest annual Reco was in PM2 (3.761 kg m-2 y-1). These results suggest that the distribution of plant composition and size has a significant role in the peatland and is an influencing parameter in carbon exchange within this ecosystem, and affecting its status as a CO2 sink or source.
Keywords (eng)
peatlandecosystem respirationgross primary productionnet ecosystem exchangeplant composition
Keywords (deu)
MooreÖkosystemrespirationBruttoprimärproduktionNetto-Ökosystem-AustauschPflanzenzusammensetzung
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Extent (deu)
vi, 66 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
79
Study plan
Interdisziplinäres Masterstudium Environmental Sciences
[UA]
[066]
[299]
Association (deu)
Title (eng)
CO2 fluxes of four different plant compositions in the Püergschachen Moor in the Styrian Enns valley, Austria
Author
Asaad Saad
Abstract (deu)
Moore bedecken ca. 3% der Land- und Süßwasseroberfläche der Erde, was über über vier Millionen km2 entspricht. Sie enthalten ein Drittel des weltweiten Bodenkohlenstoffs. Im Pürgschachen-Moor im Ennstal (Steiermark, Österreich) kommen vier verschiedene Pflanzenzusammensetzungen vor, an denen im Zuge dieser Studie CO2-Austauschflüsse gemessen wurden. Im Frühjahr, Sommer und Herbst wurden Probennahmen und Messungen mit der geschlossenen dynamischen Haubenmessmethode und Infrarot-Gasanalysatoren durchgeführt. Untersucht wurden jahres- und tageszeitliche Änderungen der Ökosystemrespiration (ecosystem respiration - Reco), Bruttoprimärproduktion (gross primary production - GPP) und des Netto-Ökosystemaustauschs (net ecosystem exchange - NEE) wurden über die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) und Bodentemperatur in 2 cm Tiefe gemessen, wobei auch Grundwasserspiegelschwankungen berücksichtigt wurden. Untersucht wurde die Wirkung der verschiedenen Pflanzenzusammensetzungen der vier Standorte auf Reco, GPP und NEE. Schließlich wurden Reco, GPP und NEE modelliert, um mit den Schätzungen der Flüsse den Gesamt-CO2-Austausch pro Quadratmeter für das Ökosystem über das Jahr zu berechnen.
Einerseits zeigte Reco in der Studie eine starke positive Korrelation mit Temperaturänderungen über die Tageszeit und saisonalen Unterschieden, andererseits war die Korrelation zwischenRespirationund Grundwasserspiegel gering. GPP stieg mit PAR-Zunahme in Übereinstimmung mit der Lichtsättigungskurve. NEE zeite bei niedrigen PAR-Werten CO2-Freisetzung und bei PAR-Zunahme herhöhte Produktion und dadurch CO2-Aufnahme durch das System. Wärmere Jahreszeiten zeigten höhere Produktionsflüsse, was darauf hinweist, dass PAR nicht der einzige Faktor war, der das GPP beeinflusst, sondern auch Temperatur eine Rolle spielt.
Laut Modell zeigen Standorte PM2 und PM4 "Pinus mugo" (Pflanzen in PM4 sind größer als PM2) CO2-Freisetzung (jährliche NEE-Beträge +1.227 kg m-2 y-1 in PM2), während PM3 "Calluna vulgaris" CO2-Aufnahme zeigt (jährliche NEE betrug -1.129 kg m-2 y-1) und PM1 "Eriophorum vaginatum & Rhynchospora alba" niedrige NEE-Flüsse zeigen. Die höchste jährliche GPP befand sich in PM3 (-3.854 kg m-2 y-1) und der höchste jährliche Reco in PM2 (3.761 kg m-2 y-1). Diese Resultate legen nahe, dass die Verteilung der Pflanzenzusammensetzung und die Größe der Pflanzen eine bedeutende Rolle in Mooren spielen und den Kohlenstoffaustausch innerhalb des Ökosystems als Parameter beeinflussen, und dadurch auch Einfluss auf den Status des Ökosystems als CO2-Senke oder Quelle haben.
Abstract (eng)
Peatlands cover over four million km2 representing 3% of the land and freshwater surface of the planet and contains one third of the world’s soil carbon. In this study, CO2 exchange fluxes were measured in four sites located in Püergschachen Moor in the Styrian Enns valley, Austria representing four different plant compositions in the study area. Measurements were done during spring, summer and autumn using closed dynamic chamber approach and gas measurements were made using infrared gas analyser. The seasonal variability in addition to changes over day time of ecosystem respiration (Reco), gross primary production (GPP) and net ecosystem exchange (NEE) were investigated with respect to photosynthetic active radiation (PAR) and soil temperature measured at 2cm depth, water table changes were also considered. The effect of the different plant composition in the four sites on Reco, GPP and NEE were investigated. Finally, Reco, GPP and NEE were modelled and estimated fluxes were calculated in order to calculate the total CO2 exchange per square meter for the ecosystem over the year.
In the study, Reco showed strong positive correlation with temperature changes over the day time and seasonal variabilities. On the other hand, respiration had low correlation with water table. GPP increased with PAR increase following the plant photosynthesis light response curve. NEE at low PAR values showed CO2 release and with PAR increase production increase leading to CO2 uptake by the system. Warmer seasons showed higher production fluxes, indicating that PAR was not the only factor affecting GPP and temperature plays a role as well.
Model results indicated sites PM2 and PM4 “Pinus mugo” (PM4 plants are larger than PM2) are showing CO2 release (annual NEE amounts +1.227 kg m-2 y-1 in PM2); while PM3 “Calluna vulgaris” showed CO2 uptake (annual NEE amounts -1.129 kg m-2 y-1) and PM1 “Eriophorum vaginatum & Rhynchospora alba” showed low NEE fluxes. The highest annual GPP was in PM3 (-3.854 kg m-2 y-1) and the highest annual Reco was in PM2 (3.761 kg m-2 y-1). These results suggest that the distribution of plant composition and size has a significant role in the peatland and is an influencing parameter in carbon exchange within this ecosystem, and affecting its status as a CO2 sink or source.
Keywords (eng)
peatlandecosystem respirationgross primary productionnet ecosystem exchangeplant composition
Keywords (deu)
MooreÖkosystemrespirationBruttoprimärproduktionNetto-Ökosystem-AustauschPflanzenzusammensetzung
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
Number of pages
79
Association (deu)
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