Luftdruck-Effekte auf höher wandernde alpine Ökosysteme

Der Klimawandel verändert für viele Organismen die maximal tolerierbare Seehöhe und führt sehr häufig zu einer Verschiebung des Vorkommens montaner Lebewesen nach oben. Organismen, die nach oben wandern, um ihrer thermischen Nische zu folgen, erfahren somit keine Temperaturänderung, sehr wohl aber einen verringerten Luftdruck. Dies beeinflusst biologisch relevante physikalische Parameter wie Dampfdruckdefizit, CO2-Partialdruck und Gasdiffusion, die an grundlegenden ökophysiologischen Prozessen wie Evapotranspiration, Photosynthese oder Atmung beteiligt sind. Diese Parameter haben sowohl direkte Auswirkungen auf Arten, es sind aber auch indirekte Auswirkungen möglich, die durch Veränderungen in der Art und Weise, wie Arten miteinander interagieren, verursacht werden. Die Auswirkungen eines reduzierten atmosphärischen Drucks auf nach oben wandernde Pflanzen und Bodenmikroorganismen und deren neuartige Assoziationen sind weitgehend unbekannt, sodass dieses bislang unbeachtete Umweltproblem dringend untersucht werden muss. UPSHIFT wird diese Wissenslücke schließen, indem es neuartige experimentelle Ansätze anwendet, um die Auswirkungen des Luftdrucks auf die Ökophysiologie der und die Interaktionen zwischen Organismen zu untersuchen. Unsere Hauptziele sind - (i)zu verstehen, wie nach oben wandernde Bodenmikroorganismen und Pflanzenarten auf niedrigeren Luftdruck reagieren, (ii) zu beurteilen, wie nach oben wandernde Bodenmikroorganismen und Pflanzen mit am Standort verharrenden Pflanzen und Bodenmikroorganismen interagieren und (iii)die Auswirkung eines niedrigeren Luftdrucks auf den Wasserhaushalt des Ökosystems zu bewerten. Wir werden verschiedene ökophysiologische, chemische und mikrobielle Indikatoren messen, um Einblicke in grundlegende Prozesse wie Wassernutzung, Photosynthese und Wachstum zu gewinnen. Unser Ansatz integriert eine kontrollierte Inkubationsanlage der nächsten Generation (terraXcube, Bozen), um verschiedene alpine Klimabedingungen zu simulieren und mit Topf- und Mesokosmos (Lysimeter)-Experimenten die Effekte von Temperatur und Luftdruck getrennt untersuchen zu können. Final werden Freilandexperimente durchgeführt, um die Zuverlässigkeit der erzielten Ergebnisse zu evaluieren. Das Projekt UPSHIFT ist der erste uns bekannte Versuch, vor dem Hintergrund des Klimawandels die Auswirkungen des Luftdrucks auf Organismen und Organismengemeinschaften zu erfassen. Dies ist wegen der aufwärts wandernden Organismen und der tiefgreifenden Folgen für die Funktionsweise alpiner Ökosysteme von grundlegender Bedeutung. UPSHIFT basiert auf einer transnationalen Kooperation des Instituts für Mikrobiologie der Universität Innsbruck, (Paul Illmer) und des Institute for Alpine Environment an der Eurac Research, Bozen (Matteo Dainese).