Atmende Wälder in 3D

Wälder vermitteln wichtige Austauschprozesse zwischen der Biosphäre und der Atmosphäre. Den Gasaustausch im Wald können wir nun schichtweise und dreidimensional darstellen. Das ermöglicht die Entwicklung von hochempfindlichen Fernerkundungsansätzen.

breathing forests
breathing forests
Vertikale Schwankungen der Atmung in einem Teilgebiet des Lägerenwaldes. Helles Blau weist auf hohen Wasserverlust und dunkles Blau auf geringen Wasserverlust durch Transpiration hin. Grautöne zeigen die durchschnittliche Transpirationsrate der Bäume im Hintergrund an.

Einer der faszinierendsten Prozesse auf der Erde ist die Photosynthese der Pflanzen - die Umwandlung von Kohlendioxid in Biomasse mittels Lichtenergie. Sie ist die Grundlage des Lebens auf der Erde aus einer unbegrenzten und grünen Energiequelle - dem Sonnenlicht - und treibt verschiedene Prozesse im Erdsystem an. Die Photosynthese ist jedoch ein hochkomplexer Prozess, der schwer zu vermessen ist.

Neueste Fernerkundungstechnologie - Fluoreszenzspektroskopie - ermöglicht die Messung eines schwach emittierten Lichts, das direkt mit dem Photosyntheseprozess zusammenhängt. Mit speziellen Werkzeugen lassen sich diese neuen Lichtmessungen nutzen, um die aktuelle Geschwindigkeit der Photosynthese und des Austauschs von Kohlendioxid oder Wasser zu berechnen.

Die Photosynthese im Wald besser verstehen

Wir entwickeln nun Modellierungsumgebungen zur Simulation der Photosynthese im Wald und der damit verbundenen Gasaustauschprozesse in 3D. Unsere Ergebnisse eröffnen neue Pfade, um die Photosynthese aus dem Weltraum besser zu messen, die Dynamik der damit verbundenen Gasaustauschprozesse vom Blatt- bis zum globalen Massstab zu verstehen und schliesslich unser Wissen über das Erdsystem zu erweitern. 

Weitere Informationen

Damm, A., Paul-Limoges, E., Kükenbrink, D., Bachofen, C. & Morsdorf, F. (2020). Remote sensing of forest gas exchange: Considerations derived from a tomographic perspective. Global Change Biology, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15007