Florian Hofhansl

Tropical Ecosystem Research


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TLS comparing vegetation structure along topographic gradients

Recently we have been investigating species composition and vegetation structure in 20 one-hectare plots established along edaphic and topographic gradients across the OSA peninsula, Costa Rica comparing plot-based field measurements with data derived from terrestrial laser scanning (TLS). Check out some scans right here:


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LACOSA project update

In the currently running LACOSA project we will be investigating species composition and vegetation structure of >10.000 tree individuals that have been mapped and identified in 20 one-hectare plots established in SW Costa Rica. By using TLS to map aboveground C stocks across topoedaphic and successional gradients on the OSA peninsula we aim to create a more mechanistic understanding of how the controlling state factors (e.g. climate, geology, time and biota) determine the distribution of aboveground C stocks at the landscape-scale. Check out some of the scans right here:


ATBC 2016 conference meeting, Montpellier, France

The impacts of elevated atmospheric CO2 (eCO2) and alterations in nutrient availability on the carbon storage capacity and resilience of the Amazon forest remain highly uncertain. Carbon dynamics are controlled by multiple eco-physiological processes responding to environmental change, but we lack solid experimental evidence, hampering theory development and thus representation in ecosystem models.

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Here, we present two ecosystem-scale manipulation experiments, to be carried out in the Amazon, that examine tropical ecosystem responses to eCO2 and alterations in nutrient availability and thus will elucidate the representation of crucial ecological processes by ecosystem models.

We highlight current gaps in our understanding of tropical ecosystem responses to projected global changes in light of the eco-physiological assumptions considered by current ecosystem models.

We conclude that a more detailed process- based representation of the spatial (e.g., soil type; plant functional type) and temporal (seasonal and inter-annual) variability of tropical forests is needed to enhance model predictions of ecosystem responses to projected global environmental change.

Link to contribution “Amazon forest responses to elevated atmospheric CO2”: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/feart.2016.00019/full


AGU 2015 fall meeting, San Francisco, USA

The proportion of carbon (C) allocated to tree stems is an important determinant of the C sink-strength of global forest ecosystems. Understanding the mechanisms controlling stem growth is essential for parameterization of global vegetation models and to accurately predict future responses of global forest ecosystems in terms of C sequestration. However, due to their underrepresentation in global synthesis we still lack a thorough understanding of intra-annual variations in stem growth of tropical forest ecosystems, which could be especially prone to projected climatic changes.

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We here present high-resolution data (≤ 6 µm; ≥ 1 min) from a novel monitoring network of wireless devices for automated measurement of expansion and contraction in tree diameter using a membrane potentiometer, point dendrometers on phloem and xylem and sap flow modules to analyze diurnal changes in stem growth. Our results indicate that diurnal changes in stem diameter were associated with sap flow and related to seasonal variations in daytime temperature and water availability, such that daily maximum stem growth was positively related to temperature during the wet season but showed the opposite trend during the onset of the dry season. We show that high-resolution monitoring of wood hydraulics and carbon storage of tropical trees is crucial to determine the response of tropical C storage to intra-annual climate variation and therefore will be key to accurately predict future responses of tropical aboveground carbon storage, and should be of special interest for tropical ecosystem research and earth system science.

Link to the contribution “A high resolution monitoring network investigating tropical stem growth”: http://abstractsearch.agu.org/


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Lässt sich der Klimawandel berechnen?

Ökosystemforscher der Universität Wien haben ein statistisches Modell entwickelt, um Auswirkungen der Klimaveränderungen auf die CO2-Speicherkapazität der Regenwälder abzuschätzen.

Obwohl Regenwälder weniger als zwölf Prozent der Landfläche ausmachen, beinhalten sie mehr als ein Viertel des in pflanzlicher Biomasse gespeicherten Kohlenstoffs. Sie beeinflussen somit maßgeblich den Anteil des in der Atmosphäre verbleibenden klimaaktiven Treibhausgases CO2 und in Folge das Ausmaß des weltweiten Temperaturanstiegs. Allerdings ist nicht gänzlich geklärt, in welcher Weise sich Klimaveränderungen auf tropische Regenwälder in ihrer Funktion als globale Kohlenstoffspeicher auswirken werden.

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Schematische Darstellung der zu erwartenden Temperaturänderungen für verschiedene EmissionsszenarienQuelle: IPCC 2007 (WGI-AR4, Summary for Policymakers, Feb. 2007)

 

Eine Forschungsgruppe am Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien hat, basierend auf Daten aus über 100 Tropenwäldern, ein statistisches Modell vorgelegt. Dieses berücksichtigt mehrere Umweltfaktoren wie Niederschlag, Bodennährstoffe und Temperatur, die die Biomasseproduktion beeinflussen. „Unser Modell beschreibt erstmals, wie sich das Zusammenwirken überregionaler Faktoren und lokaler Parameter auf die Biomasseproduktion und damit auf den Kohlenstoffspeicher tropischer Regenwälder auswirkt“, erklärt der Doktorand Florian Hofhansl.

Dabei unterscheiden sich tropische Regenwälder in ihrer Produktivität: Bergregenwälder produzieren weniger Biomasse als hochproduktive Tieflandregenwälder. Diese Regenwaldtypen könnten auch unterschiedlich auf den Klimawandel reagieren. Steigen die Temperaturen und verlängern sich die Trockenperioden, könnten Bergregenwälder an Produktivität zulegen, während Tieflandregenwälder eher negativ auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren. Dazu kommt, dass tropische Baumarten zwei Wachstumsstrategien verfolgen: Trockentolerante Arten wachsen langsamer, produzieren aber dichteres Holz und speichern daher Kohlenstoff nachhaltiger als opportunistische Arten, die schnell in die Höhe wachsen, um rascher ans Licht zu gelangen.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin“, so Hofhansl, „dass sich der globale Temperaturanstieg und die dadurch verursachte Verlängerung der Trockenphasen negativ auf die Kohlenstoffbilanz hochproduktiver Tieflandregenwälder auswirken werden.“ Dieser Umstand könnte allerdings durch eine Verschiebung der Baumartenzusammensetzung in Richtung trockentoleranter Arten abgeschwächt werden. (pp)

(“Die Presse”, Print-Ausgabe, 04.10.2014)

Link: http://diepresse.com/home/science/3880349/Laesst-sich-der-Klimawandel-berechnen#


Medienportal Universität Wien

Tropische Waldökosysteme bedecken weniger als zwölf Prozent der gesamten Landfläche der Welt und spielen doch eine der Hauptrollen im globalen Kohlenstoff- und Wasserkreislauf. Ein Team der Universität Wien publiziert ein neues Prognosemodell zur Entwicklung unserer Regenwälder im Klimawandel. Tropische Wälder sind nicht nur wichtig, weil sie mehr als die Hälfte der weltweit vorkommenden Pflanzen- und Tierarten beherbergen. Sie beinhalten auch über ein Viertel des global in pflanzlicher Biomasse gespeicherten Kohlenstoffs und gelten daher als sogenannte “Kohlenstoff-Senken”. Dabei spielen die Regenwaldbäume eine besondere Rolle: Sie können Kohlenstoff langfristig in ihrer Biomasse speichern – manche Arten mehr, manche weniger – und damit den Anteil des klimaaktiven Treibhausgases Kohlendioxid in der Atmosphäre verringern. “Der Verlust tropischer Regenwälder hat daher einen immensen Einfluss auf die globale Biodiversität und das Weltklima”, so der Ökosystemforscher Florian Hofhansl, Doktorand in der Forschungsgruppe von Wolfgang Wanek am Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Universität Wien.

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Link to article: http://medienportal.univie.ac.at/uniview/forschung/detailansicht/artikel/klimawandel-szenarien-fuer-den-regenwald/