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Winter climate change in tundra ecosystems : the importance of snow cover


Wipf, Sonja. Winter climate change in tundra ecosystems : the importance of snow cover. 2006, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

Im Zuge des globalen Klimawandels haben sich in den letzten Jahrzehnten die Temperatur- und Niederschlagsmuster vieler Regionen stark verändert. Mancherorts war der Temperaturanstieg im Winter stärker als im Sommer, und Gebiete hoher Breiten und Höhen waren überdurchschnittlich stark betroffen. Pflanzenwachstum und Ökosystemprozesse in solch arktischen und alpinen Gebieten sind durch das rauhe Klima bestimmt und begrenzt. Entsprechend erwartet man, wenn sich das Klima verändert, eine rasche Reaktion des Pflanzenwachstums, der Artenzusammensetzung und der Prozesse in arktischen und alpinen Ökosystemen. Viele Studien haben Auswirkungen von wärmeren Sommertemperaturen auf diese Ökosysteme untersucht; über die Auswirkungen eines veränderten Winterklimas ist aber erst wenig bekannt. Diese Dissertation hat zum Ziel, die kurzfristigen Auswirkungen von winterlichen Klimaveränderungen auf subarktische und alpine Zwergstrauchheiden („Tundra“ genannt) zu erforschen und zu verstehen. Zu diesem Zweck wurden Schneehöhen und Ausaperungsdaten (d.h. das Datum, wann die Schneedecke weggeschmolzen ist) experimentell verändert. Auswirkungen dieser Manipulationen wurden auf der Stufe „Art“ (Überleben, Phänologie, Wachstum und Reproduktion der häufigsten Arten), der Stufe „Interaktionen“ (zwischen benachbarten Pflanzen, zwischen Pflanzen und Herbivoren), der Stufe „Ökosystem-Prozesse“ (Biomasse-Abbau, Kohlenstoff- und Nährstoffumsatz), und der Stufe „Artenzusammensetzung der Vegetation“ erfasst. Recent changes in climate have been more pronounced in winter than in summer in many regions, and high latitudes and altitudes were among the most affected regions in the world. Plant growth and ecosystem processes in the Arctic and Alpine are strongly constrained by the harsh climate and the short growing seasons, thus, any changes in the growing conditions is expected to affect plant growth and the composition and functioning of arctic and alpine ecosystems. While various studies on the effects of a warmer summer climate on these plant communities and ecosystems have been performed, the effects of a an earlier snowmelt and of a thinner alpine snow cover are still poorly understood. This thesis aims at exploring and understanding the short-term responses of subarctic and alpine tundra ecosystems to changes in the winter climate, by simulating a thinner and earlier-melting winter snow cover, as it might be realistic in a few decades. Responses were recorded at the level of the dominant and most frequent tundra species (mortality, phenology, growth, and reproduction), at the level of species interactions (plant neighbour interactions, herbivory), at the level of ecosystem processes (decomposition, nitrogen and carbon levels), and at the level of plant species composition.

Abstract

Im Zuge des globalen Klimawandels haben sich in den letzten Jahrzehnten die Temperatur- und Niederschlagsmuster vieler Regionen stark verändert. Mancherorts war der Temperaturanstieg im Winter stärker als im Sommer, und Gebiete hoher Breiten und Höhen waren überdurchschnittlich stark betroffen. Pflanzenwachstum und Ökosystemprozesse in solch arktischen und alpinen Gebieten sind durch das rauhe Klima bestimmt und begrenzt. Entsprechend erwartet man, wenn sich das Klima verändert, eine rasche Reaktion des Pflanzenwachstums, der Artenzusammensetzung und der Prozesse in arktischen und alpinen Ökosystemen. Viele Studien haben Auswirkungen von wärmeren Sommertemperaturen auf diese Ökosysteme untersucht; über die Auswirkungen eines veränderten Winterklimas ist aber erst wenig bekannt. Diese Dissertation hat zum Ziel, die kurzfristigen Auswirkungen von winterlichen Klimaveränderungen auf subarktische und alpine Zwergstrauchheiden („Tundra“ genannt) zu erforschen und zu verstehen. Zu diesem Zweck wurden Schneehöhen und Ausaperungsdaten (d.h. das Datum, wann die Schneedecke weggeschmolzen ist) experimentell verändert. Auswirkungen dieser Manipulationen wurden auf der Stufe „Art“ (Überleben, Phänologie, Wachstum und Reproduktion der häufigsten Arten), der Stufe „Interaktionen“ (zwischen benachbarten Pflanzen, zwischen Pflanzen und Herbivoren), der Stufe „Ökosystem-Prozesse“ (Biomasse-Abbau, Kohlenstoff- und Nährstoffumsatz), und der Stufe „Artenzusammensetzung der Vegetation“ erfasst. Recent changes in climate have been more pronounced in winter than in summer in many regions, and high latitudes and altitudes were among the most affected regions in the world. Plant growth and ecosystem processes in the Arctic and Alpine are strongly constrained by the harsh climate and the short growing seasons, thus, any changes in the growing conditions is expected to affect plant growth and the composition and functioning of arctic and alpine ecosystems. While various studies on the effects of a warmer summer climate on these plant communities and ecosystems have been performed, the effects of a an earlier snowmelt and of a thinner alpine snow cover are still poorly understood. This thesis aims at exploring and understanding the short-term responses of subarctic and alpine tundra ecosystems to changes in the winter climate, by simulating a thinner and earlier-melting winter snow cover, as it might be realistic in a few decades. Responses were recorded at the level of the dominant and most frequent tundra species (mortality, phenology, growth, and reproduction), at the level of species interactions (plant neighbour interactions, herbivory), at the level of ecosystem processes (decomposition, nitrogen and carbon levels), and at the level of plant species composition.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Schmid Bernhard
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2006
Deposited On:27 Jun 2019 06:48
Last Modified:15 Apr 2021 14:59
Number of Pages:125
Additional Information:Enthält Sonderdrucke
OA Status:Green

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