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Soil organic carbon in the ‘Anthropocene’ – Human Pressure on an important natural resource via agricultural management and climate change

  • Soil organic carbon (SOC) is the largest terrestrial carbon pool, holding a manifold of atmospheric carbon. The agricultural management of soils exerts a strong influence on this pool and thereby also on carbon fluxes between biosphere and atmosphere. Historically, land-use changes have caused large CO2 emissions from soils, which significantly contributed to global warming. The latter is expected to cause strong fluxes of CO2 from soils, due to enhanced microbial activity – the climate-carbon cycle feedback loop. This cumulative habilitation thesis focuses on the two major anthropogenic impacts on soil organic carbon as the largest terrestrial carbon pool: land use and global warming due to greenhouse gas emissions. Both have been steadily increasing with the expansion of human population and activity on the planet and are thus considered specific for the ‘Anthropocene’ as a synonym for the period in world history in which human activity leaves irreversible traces. Due to the importance of SOC and its management for climate change, but also for soil fertility and ecosystem resilience, it is crucial to understand i) which management options can maintain and increase SOC, ii) what are the mechanisms leading to SOC losses and stabilization, iii) how shall global net primary production (NPP) as a resource be used in a climate-smart and sustainable way, iv) how will global warming affect SOC dynamics. Together with several methodological aspects related to measuring, calculating and modelling SOC, the research presented in this thesis focuses on those four key questions.
  • Organischer Bodenkohlenstoff (SOC) ist der größte terrestrische Kohlenstoff (C)-Pool, welcher ein Vielfaches des gesamten atmosphären C speichert. Landwirtschaftliche Nutzung von Böden hat einen starken Einfluß auf diesen Speicher und so auch auf C-Flüsse zwischen Atmosphäre und Biosphäre. Historsich haben Landnutzungsänderungen zu starken CO2-Emissionen aus Böden geführt, was auch einen signifikanten Einfluß auf die globale Erwärmung hatte. Diese kumulative Habilitationsschrift fokusiert auf zwei Haupteinflüsse des Menschen auf SOC: Landnutzung und globale Erwärmung durch Treibhausgasemisionen. Beide sind mit der globalen Ausbreitung des Menschen und der sprunghaften Entwicklung dessen Aktivität auf Erden stark angestiegen und werden somit als spezifisch für das „Anthropozän“ erachtet, welches hier als Synonym für jene Periode in der Weltgeschichte benutzt wird, in der menschliche Aktivität irreversible Spuren hinterlassen hat.. Durch die große Bedeutung von SOC und dessen Management für den Klimawandel, aber auch für Bodenfruchtbarkeit und Resilienz von Ökosystemen, ist es wichtig zu verstehen, i) welche Management-Optionen SOC erhalten und vermehren können ii) welche Mechanismen zu dessen Verlust und Stabilisierung führen, iii) wie die globale Nettoprimärproduktion auf möglichst nachhaltige und klimafreundliche Weise genutzt werden kann und iv) wie die globale Erwärmung C-Vorräte im Boden beeinflussen wird. Zusammen mit einigen methodischen Aspekten, welche zu einer verbesserten Messung, Berechnung und Modellierung von SOC beitragen sollen, bilden jene Themenomplexe den wissenschaftlichen Fokus dieser Arbeit.

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Metadaten
Author:Christopher Poeplau
URN:https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:hil2-opus4-12592
DOI:https://doi.org/10.18442/198
Series (Serial Number):Hildesheimer Geographische Studien (11)
Publisher:Universitätsverlag Hildesheim
Place of publication:Hildesheim
Referee:Martin Sauerwein, Georg Guggenberger, Rolf Nieder
Document Type:Habilitation
Language:English
Year of Completion:2021
Publishing Institution:Universitätsverlag Hildesheim
Granting Institution:Universität Hildesheim, Fachbereich IV
Date of final exam:2018/12/19
Release Date:2021/10/12
Page Number:360
Institutes:Fachbereich IV
DDC classes:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 550 Geowissenschaften / 550 Geowissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik / 570 Biowissenschaften, Biologie / 577 Ökologie
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