Julia Schröder

Am 26.10.2022 hat Julia Schröder ihre Doktorarbeit zum Thema „Microbial carbon cycling as affected by land use in subarctic soils under global warming“ am Institut für Geoökologie der TU Braunschweig mit Auszeichnung verteidigt und abgeschlossen. Die Dissertation wurde von ihr im Rahmen des DFG-geförderten Projekts „Breaking the Ice -Auswirkungen der nordwärts expandierenden Landwirtschaft auf die Bodenkohlenstoffumsetzung unter sich verändernden Klimabedingungen“ angefertigt. Die Arbeit wurde betreut durch PD Dr. Christopher Poeplau und Prof. Dr. Christoph C. Tebbe.

Subarktische Böden speichern große Mengen an terrestrischen Kohlenstoff der unter expandierender landwirtschaftlicher Nutzung und globaler Erwärmung durch mikrobiellen Abbau verloren zu gehen droht. Ziel der Arbeit war es zu untersuchen wie die Umnutzung borealer Nadelwälder zu Acker- und Grünland sowie Erwärmung die mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz (CUE) der Bodenmikroorganismen in subarktischen Böden beeinflussen. Die CUE, ein Maß für die metabolische Effizienz, bestimmt wie viel des von den Bodenmikroorganismen aufgenommenen Kohlenstoffs während des Abbaus organischer Bodensubstanz zu CO₂ veratmet wird.

Der Arbeit vorangestellt war eine methodische Vorstudie in der untersucht wurde, wie die Behandlung der Bodenproben vor der eigentlichen Analyse die Ergebnisse der so genannten ¹⁸O-Methode zur Bestimmung der CUE beeinflussen. Zwar waren einzelne metabolische Parameter durch die Art der Vorbehandlung beeinflusst, die CUE jedoch nicht. Dies lies die Schlussfolgerung zu, dass die CUE mittels ¹⁸O-Methode sowohl an gefrorenen, getrockneten als auch frischen Bodenproben nach Vorinkubation bestimmt werden kann. In einem zusätzlichen Kapitel ihrer Arbeit stellte Julia Schröder weitere methodische Probleme dar und trug so zur Weiterentwicklung der Methode bei.

Im Hauptteil der Arbeit zeigte Julia Schröder, dass die CUE nach Umnutzung zu landwirtschaftlichen Flächen signifikant zunahm. Dabei wurden die Veränderungen in der CUE hauptsächlich durch eine Erhöhung des Boden-pH und der Verengung des C:N Verhältnissen im Boden bedingt. Veränderungen in der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft nicht ursächlich für die Erhöhung der CUE.

Über den Landnutzungswandel hinaus untersuchte Julia Schröder auch wie sich weitere global change Faktoren auf die CUE in subarktischen Böden auswirken werden. In einem zusätzlichen Versuch untersuchte sie wie sich die CUE bei 10°C Erwärmung bzw. N-Düngungsgabe verhält und ob diese Antwort abhängig von der Art der Landnutzung ist. Kurzfristig nach die CUE mit Erwärmung zu unabhängig von der Landnutzungsart. Da das mikrobielle Wachstum gehemmt wurde, nahm die CUE nach N-Zugabe ab.

Unter sich veränderten Umweltbedingungen wird die CUE voraussichtlich in landwirtschaftlichen Böden zunehmen, was die CO₂-Verluste aus dem verstärkten Abbau organischer Bodensubstanz zum Teil abmildern könnte.