Polarregionen im Wandel 1: ThinIce - Auftauende industrielle Hinterlassenschaften in der Arktis - eine Bedrohung für Permafrost-Ökosysteme; Vorhaben: Auswirkungen von Kontaminationen auf mikrobiell getriebene Prozesse in Böden

Permafrostdegradation führt zu zunehmender Mobilisierung industrieller Altlasten in der Arktis. Dies betrifft u.a. Bohrschlammgruben in den Northwest Territories in Kanada, welche durch Ölexploration entstanden sind. Aufgrund von Permafrostdegradation ist die strukturelle Stabilität dieser Gruben nicht mehr gewährleistet und die darin enthaltenen Salze und andere Schadstoffe können in die Umwelt gelangen. Dies gefährdet Lebensunterhalt und Gesundheit der lokalen, zumeist indigenen Bevölkerung. Teilprojekt 3 (LUH) konzentriert sich auf Quantifizierung und Bewertung der Konsequenzen der Schadstofffreisetzung aus den Bohrschlammgruben für die umgebenden terrestrischen Ökosysteme. In Abhängigkeit von Permafrostregime und Verschmutzungsgradienten werden zentrale mikrobielle Prozesse und Leistungen bezüglich des Stoffumsatzes in Böden quantifiziert, die Diversität der mikrobiellen Gemeinschaft bewertet und Konsequenzen der Schadstoffbelastung von Böden auf die Stofffreisetzung in die Hydrosphäre evaluiert. Hierfür werden Bodenproben entlang der Gradienten gezogen und hinsichtlich wichtiger chemischer Bodenparameter analysiert. Zentral ist jedoch die Analyse von Prozessen und Diversität des Bodenmikrobioms. Dies betrifft die Quantifizierung der mikrobiellen Biomasse und deren Stoichiometrie, die Kennzeichnung von Enzymaktivitäten sowie die Analyse der mikrobiellen Kohlenstoffnutzungseffizienz. Dies wird in Verbindung gesetzt mit einer Charakterisierung der mikrobiellen Gemeinschaft mittels Metagenomik inkl. der Analyse wichtiger funktionaler Gene für den C-, N- und P-Kreislauf. Weiterhin wird der Stoffaustrag (gelöste organische Substanz, und anorganische Stoffe) in Bäche und (Thermokrast-)Seen quantifiziert. Diese Daten sind auch wichtige Eingangsparameter für die Studien von Teilprojekt 4 (TUBS). An Projektdurchführung und Projektergebnissen zur ökologischen Gefährdung terrestrischer Ökosysteme durch Bohrschlammgruben soll die indigene Gemeinschaft direkt partizipieren.