PhD on cycling, uptake and sizes of N pools

This PhD project will mainly be linked to WP4 and will focus on the effects of warming, increased CO₂ and precipitation changes on internal nutrient transformations within the ecosystem, on mechanisms and pathways of microbial and plant mediated C and N assimilation, and on nutrient pool sizes within the ecosystem.

Methods used will include analysis of nutrient changes by the buried bag method, isotopic labeling and detection of isotopes of N in soil, microbial and plant pools, and determination of changes in N pool sizes of the same pools.

PhD-student Louise Andresen started this project May 1st-2005 in collaboration with COGCI (Copenhagen Global Change Initiative). 

Danish description

Effekt af opvarming, forhøjet CO₂ og ændret nedbørsfordeling i dansk hedeøkosystem på kvælstofkredsløb og kvælstofoptagelse i mikroorganismer og planter

Ændret klima forventes at påvirke stofkredsløbet i danske økosystemer. Kvælstof begrænser ofte plantevækst i danske økosystemer, og har stor betydning for mikrobiel aktivitet. Ændret klima kan derfor via ændret kvælstofkredsløb påvirke kulstofbalance og CO₂ emission, med mulige feedback på drivhuseffekten. I hidtidig økosystemforskning er de enkelte delfaktorer i de forventede klimaændringer ofte undersøgt enkeltvis, men sjældent med flere faktorer i kombination. Der foreslås derfor en tilbundsgående undersøgelse af kvælstofkredsløbet i det nyetablerede og unikke, langsigtede danske feltforsøg "Climaite", hvori opvarming, CO₂ og nedbørsfordeling ændres alene eller i kombination.

I feltmanipulationerne foreslås løbende undersøgt næringsstoffrigivelsen der finder sted under nedbrydningen af organisk stof, der hidrører fra løvfald, døende rødder og andre organiske komponenter i jorden. Næringsstoffrigivelsen kan undersøges ved en modifikation af den såkaldte "buried bag" metode, hvor koncentrationerne af forskellige kvælstof- og kulstofforbindelser i jord analyseres før og efter at jorden er blevet indesluttet i lukket plasticpose som placeres i overfladejorden i forsøgsfelterne. Forskellen mellem slut- og startkoncentration viser næringsstoffrigivelsen under den forløbne tid.

Endvidere undersøges den mikrobielle immobilisering af C og N, og, i en del af forsøgsopsætningen hvor planterødder er tilstede, planternes N immobilisering og betydning for næringsstofomsætningen.

Endvidere undersøges hvorledes klimaforandringerne vil påvirke planters og mikroorganismers optagelse af organisk kvælstof, f.eks i form af aminosyren glycin. Baggrunden for dette er at ny forskning viser at planter ikke alene optager uorganisk men også organisk kvælstof, f.eks aminosyrer, i betydeligt omfang. Planter er derfor i et vist (men ikke nøjere kendt) omfang ikke afhængige af mikroorganismers mineralisering af organiske forbindelser, men kan optage organiske forbindelser direkte. Dette planlægges belyst ved at injicere isotop (13C og 15N) mærket glycin i jorden og følge planternes og mikroorganismernes optag. Herunder undersøges om glycinet optages intakt, eller først mineraliseres af mikroorganismerne, og om behandlingerne påvirker planternes muligheder for at optage denne forbindelse, samt hvilke plantegrupper (hedelyng eller græsser) der bedst tilpasser sig denne mulighed for optagelse af kvælstof.

Undersøgelserne vil endvidere give vigtig information om behandlingernes påvirkning af plantebiomasse og det samlede kvælstofindhold i vegetation og mikroorganismer, og dermed om hedeøkosystemets mulighed for at virke som source eller sink for C og N i et fremtidigt klimascenarie..