Evaluierung von Zeitreihen stabiler Isotope von Baobab-Bäumen (Adansonia digitata) als hoch-auflösendes Klimaarchiv für das (semi)aride Afrika

• Antragsteller: Dr. Gerhard Helle; Dr. Karl-Uwe Heussner; Professor Dr. Frank Riedel
• Fachliche Zuordnung: Physische Geographie ; Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273077232

Laut IPCC wird Afrika sehr wahrscheinlich eine Erwärmung erfahren, die über dem globalem Mittel liegen wird. Speziell (semi)aride Gebiete sind durch hohe Erwärmung und katastrophale Dürren gefährdet. Um die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Regionen besser vorhersagen zu können, werden zeitlich und räumlich hochaufgelöste Informationen über die natürliche Klimavariabilität benötigt. Es besteht jedoch ein großer Mangel an überregionalen, zeitlich hochaufgelösten, präzise datierten Proxy-Datenreihen für den afrikanischen Kontinent. Unser Ziel ist es, den Afrikanischen Baobab, Adansonia digitata L., als ein neues Klimaarchiv für das (semi)aride Afrika zu erschließen und zu etablieren. Baobab-Bäume sind in Afrika weit verbreitet und 14C-Datierungen haben gezeigt, dass sie bis zu 2000 Jahre alt werden können. Wir beabsichtigen Holzbohrkerne von zahlreichen Baobabs entlang zweier Transekte durch das südliche Afrika, mit Standorten in Namibia, Botsuana, Simbabwe, Mosambik und dem nördlichen Südafrika zu entnehmen. Wir möchten, gut replizierte Jahrringbreiten- und Isotopen-Chronologien (d13C, d18O) erstellen, mit Hilfe instrumenteller Monitoring- und Klima-Daten kalibrieren, verifizieren und Veränderungen der Niederschlagsregime rekonstruieren, welche die Häufigkeit und Intensität vergangener Trockenperioden bestimmen. Durch die Analysen stabiler Isotope erwarten wir zusätzliche Informationen über das Anpassungsvermögen von Baobabs an Änderungen der Wasserverfügbarkeit und atmosphärische CO2-Konzentrationen (Wassernutzungseffizienz) während des Anthropozäns. Da es für die Dendroklimatologie fundamental ist, die saisonalen Veränderungen im Holzzuwachs von Bäumen sowie den Transfer von Klimasignalen und stabilen Isotopen von der Atmosphäre, dem Boden und der Blätter bis hinein in das Holz von Jahresringen besser zu verstehen, ist ein dendroökologisches Monitoring geplant. Ein Monitoringstandort wurde im Oktober 2012 eingerichtet, so dass für dieses Projekt bereits Beobachtungen über drei Vegetationsperioden hinweg vorliegen werden. Es ist geplant, das Monitoring in Kooperation mit südafrikanischen Partnern auf mehrere Bäume auszuweiten. Durch langjährige Beobachtung streben wir ein eingehendes Verständnis der Ökophysiologie an, die der Holzbildung und Isotopenfraktionierung der Baobabs zugrunde liegt. Im Projekt wollen wir: (1) den Transfer von Klimasignalen und stabilen Isotopen aus der Atmosphäre durch Boden und Blätter in das Holz der Jahrringe von Baobabs studieren; (2) die Reaktion der Baobabs auf variierende Klimagrößen bezüglich des Holzzuwachses, der intrinsischen Wassernutzungseffizienz (d13C) und der d18O-Werte im Jahrring erfassen und bewerten; (3) sechs, gut replizierte bis zu 200jährige Proxyzeitreihen aus Jahrringbreite, sowie d13C und d18O von Jahrringzellulose entlang zweier Transekte durch das südliche Afrika erstellen; (4) an einem Standort die Niederschlagsdynamik der letzten 1000 Jahre in sub-dekadischer Auflösung rekonstruieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen