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Combining biogeochemical and modelling approach to assess peatland restoration

English title Combining biogeochemical and modelling approach to assess peatland restoration
Applicant Alewell Christine
Number 169556
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut für Umweltgeowissenschaften Universität Basel
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Pedology
Start/End 01.06.2017 - 31.05.2021
Approved amount 533'393.00
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Keywords (10)

radiocarbon; peatland modelling; bogs; d13C; carbon storage; d15N; peats; land use; biomarker; wetland restoration

Lay Summary (German)

Lead
Christine Alewell
Lay summary
Der überwiegende Anteil an Mooren und organischen Böden in Europa ist in den letzten Jahrhunderten durch intensive Land- oder Forstwirtschaft zerstört oder stark beeinträchtigt wodurch der grösste Teil der dazugehörigen Ökosystemfunktionen wie etwa Biodiversität, natürlicher Lebensraum, Regulierung des Wasserkreislaufes wie auch die Funktionen als Erholungsgebiet und Kohlenstoffsenke verloren gegangen sind. Heute wird vielfach im Rahmen eines Ökosystemmanagements versucht, Feuchtgebiete zu renaturieren. Allerdings fehlen häufig geeignete Indikatoren, die den Erfolg dieser Massnahmen eindeutig anzeigen. Ob ein Moor tatsächlich wieder in der Wachstumsphase ist und damit Kohlenstoff akkumuliert, kann oft nur durch langfristige und aufwendige Dauerbeobachtung entweder der Kohlenstoffbilanzen oder auch der Vegetation belegt werden. In diesem Projekt werden eine Reihe von Indikatoren entwickelt, die eine erfolgreiche Renaturierung des Moores und die Speicherung von Kohlenstoff feststellen können. Die verwendeten biogeochemischen Indikatoren reichen von Mustern in der Tiefenverteilung stabiler Isotope, über molekulare Komponenten und Biomarkern bis hin zu Gehalten an radioaktivem Kohlenstoff (14C). Das übergeordnete langfristige Ziel ist dabei, kostengünstige und effiziente Indikatoren für ein breit angelegtes, räumlich verteiltes Monitoring zu entwickeln.
Direct link to Lay Summary Last update: 09.05.2017

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
113331 Soil degradation and nutrient export in the upper alpine level of the Reuss watershed 01.12.2006 Project funding (Div. I-III)
146018 Improving soil erosion assessment in Swiss mountainous areas using radionuclides (137Cs, 239+240Pu) 01.10.2013 Project funding (Div. I-III)
105579 Soil degradation and nutrient export in the upper alpine level of the Reuss watershed 01.12.2004 Project funding (Div. I-III)
155889 Stable carbon isotopes in soils as indicators of environmental change 01.04.2015 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Large percentages of peatlands in Europe have been degraded during the last centuries due to intensive agricultural or forestry usage resulting in a major loss of related ecosystems functions such as biodiversity, natural habitat, water cycle regulation, recreational values and last but not least carbon storage. While landscape managers seek to restore peatlands in the recent years they lack feasible monitoring tools to prove successful restoration. Here we propose to develop a set of biogeochemical and modelling tools to assess peatland restoration including a verification of net carbon storage. A combination of bulk isotope depth profiles, biomarker concentrations, soil chemical characteristics (molecular compound information, ash content, bulk density, C/N ratio, von Post humification degree, 13C NMR and IR spectroscopy) and radiocarbon data will be used to assess transformation degree and net carbon gain or loss of selected peat lands. Biogeochemical information will be used to develop a peatland model to test assumptions on isotope, molecular compound and biomarker dynamics. As such our overall aim is to develop work, cost and staff effective monitoring tools (bulk isotope data, soil chemical parameters) which will be verified in the proposed study as suitable indicators by sophisticated state-of-knowledge biogeochemical information (biomarker concentrations, molecular compounds, radiocarbon data, peat model development). Selected study sites will be in Finland, Southern Germany and Switzerland, where we already gathered experience and data from the antecedent project “Stable Carbon indicators of soil degeneration” (SNF project no. 200021-137569) and will profit from established collaborations on the long-term monitoring sites.
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