Kanisios Mukwashi

Am 01.06.2021 hat Kanisios Mukwashi erfolgreich seine Doktorarbeit "Explaining temporal variability of and quantifying the impact of livestock grazing intensity on carbon and energy exchange in semi-arid near-natural and managed savanna ecosystems in South Africa" im Promotionsprogramm „Ökologie und Umweltforschung“ an der Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften (BayNat) der Universität Bayreuth verteidigt. Die Arbeiten am Dissertationsthema wurden im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungsprojektes ARS AfricaE (Adaptive Resilience in Southern African Ecosystems) durchgeführt und erhielten eine zusätzliche Förderung durch den Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD).

Ziel der Arbeit war die Untersuchung von verschiedenartig genutzten Savannengebieten im südlichen Afrika im Hinblick auf das Speicher- bzw. Emissionspotenzial von CO₂. Zu diesem Zweck wurden Daten von zwei neu eingerichteten Standorten sowie einem bereits existierenden Beobachtungsturm verwendet und zusammen mit Landnutzungsinformationen analysiert.

Ein Schwerpunkt der Promotion lag auf der Bestimmung des Netto-CO₂-Austauschs zwischen einem semi-ariden Zwergstrauch-Ökosystem (Nama-Karoo) in der Provinz Eastern Cape in Südafrika und der Atmosphäre. Mittels mikrometeorologischer Messungen konnte gezeigt werden, dass Menge und Verteilung des Niederschlags erheblichen Einfluss darauf haben, ob diese Art von Landnutzung am Ende eines Jahres eine Netto-Quelle oder eine Netto-Senke darstellt. Ein weiterer Effekt zeigt sich durch Intensität der Beweidung. Hierbei muss zwischen nachhaltigen, moderaten Tierzahlen und historischer Überweidung mit temporär ausgesetzter Beweidung unterschieden werden.

Ein weiterer Teilaspekt beschäftigte sich mit der Frage, wie lange die Karoo-Ökosysteme zu Beginn der Wachstumszeit – wenn die ersten Regenfälle einsetzen – brauchen, um sich von einer Netto-Quelle zu einer Netto-Senke zu entwickeln. Hierbei konnten Schwellenwerte zur Verteilung und Gesamtmenge des Niederschlags geliefert werden, die wichtige Eingangsgrößen für prozessorientierte Modelle darstellen. Darüber hinaus wurde anhand der Messdaten beschrieben, wie effizient die Pflanzen das Wasser im Verhältnis zur Kohlenstoffbindung nutzen.

Die Promotionsschrift liefert wichtige Erkenntnisse zur Funktionsweise südafrikanischer Ökosysteme, die große Teile des Landes bedecken, aber bislang bei der Einrichtung von Langzeit-Beobachtungsstandorten weitestgehend unberücksichtigt blieben. Auch die erhobenen CO₂-Budgets stellen wertvolle Validierungsmöglichkeiten für überregionale Synthesen des Kohlenstoffkreislaufs dar.