Future ecosystem exchange on newly deglaciated soils in the Ötztal Alps until 2100

Diese Masterarbeit untersucht die Entstehung neuer Ökosysteme auf neu entgletscherten Böden und deren Rolle im Kohlenstoffkreislauf unter zukünftigen Klimaszenarien am Beispiel der Ötztaler Alpen, Österreich. Die Arbeit stellt eine innovative Methodik vor, in der In-situ-Kammer-Messungen von CO₂-Flüssen, Fernerkundungsdaten und globale Klimamodelle kombiniert werden, um die gesamte Kohlenstoffbindung dieser Ökosysteme bis 2100 abzuschätzen. Durch den Rückzug alpiner Gletscher infolge des anthropogenen Klimawandels durchlaufen ehemals eisbedeckte Flächen postglaziale Bodenbildung und primäre Ökosystemsukzession. Diese Studie quantifiziert diese Dynamiken mit einer räumlichen Auflösung von 30 m und modelliert Veränderungen von 2025 bis 2100 unter drei Klimaszenarien, anhand der Shared Socioeconomic Pathways (SSPs: SSP126, SSP370, SSP585), sowie fünf globalen Klimamodellen (GCMs). Die vorgestellte Methodik integriert Chronosequenzanalysen, bei denen historische Bodenentwicklung die zukünftige Vegetationsentwicklung abschätzt, mit prozessorientierter Modellierung des Netto-Ökosystem-Austauschs (NEE), der Bruttoprimärproduktion (GPP) und der Ökosystematmung (ER). Monte-Carlo-Sampling wird zur Propagierung von Unsicherheiten in Modellparametern eingesetzt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass neu entgletscherte Flächen bis 2100 als Netto-Kohlenstoffsenken wirken könnten, wobei der kumulierte Nettoaustausch (NEE) zwischen 0,06 Mt C und −11,8 Mt C (entspricht 0,2 bis −43 Mt CO₂) liegt. Der mittlere jährliche Nettoaustausch (NEE) pro Flächeneinheit erreicht 8,2 bis −1.313 g C m⁻² a⁻¹ und steigt mit zunehmender Erwärmung. Die Monte-Carlo-Unsicherheitsanalyse zeigt zunehmende Unsicherheiten unter Hochemissionsszenarien und eine hohe Sensitivität gegenüber kleinen Parameteränderungen, die sich über den Studienzeitraum akkumulieren. Die großen Unsicherheiten in den Ergebnissen unterstreichen die zentrale Rolle von Validierungen mit Felddaten. Die Ergebnisse deuten auf ein mögliches Mitigationspotential neu entstehender alpiner Ökosysteme hin, betonen aber auch die Sensitivität der Kohlenstoffdynamik gegenüber Umweltbedingungen und die Komplexität der Ökosystemreaktion auf Entgletscherung und Erwärmung in Hochgebirgsräumen. Die Studie weist große Unsicherheiten auf, diskutiert aber erhebliche Verbesserungspotenziale. Die entwickelte Methodik schafft eine innovative Verbindung zwischen lokalen Felddaten und globaler Klimamodellierung und bietet einen neuen, übertragbaren und skalierbaren Ansatz zur Abschätzung von Kohlenstoffdynamiken bei Entgletscherung in globalen Gletscherregionen.