Biosphäre und Atmosphäre: Bedeutung biogener Kohlenwasserstoffe

Die Biosphare steuert masgeblich den Spurenstoffaustausch zwischen Erdoberflache und Atmosphare. Biogene fluchtige Verbindungen (BVOC) sind sehr reaktiv und werden in grosem Umfang von Waldern produziert. Deshalb sind BVOC wesentlich an Oxidationsprozessen in der Atmosphare beteiligt. In den letzten Jahren haben zahlreiche nationale und internationale Forschungsprojekte die Wissenslage stark verbessert, insbesondere zu Oxidationspfaden in der Waldatmosphare, zur biochemischen Bildung von Isoprenoiden und ihrer genetischen Grundlage sowie zum Spektrum der emittierten Verbindungen und ihrer Kontrolle durch Umgebungsfaktoren. Daruber hinaus wurde in Landschaften erstmals mit hoher raumlicher und zeitlicher Auflosung die Verteilung der biogenen Emissionsquellen analysiert und Variationsmuster abgeleitet. Dazu wurden Gerate und analytische Verfahren sowie Modelle neu entwickelt beziehungsweise weiterentwickelt. Trotz des grosen Fortschrittes in den letzten Jahren bestehen grose Kenntnislucken, insbesondere in der Emission von Sesquiterpenen und sauerstoffhaltigen VOC durch die Biosphare. Daruber hinaus ist die Luftchemie im Innern von Waldern erst in Ansatzen verstanden. Deshalb werden in Zukunft aufregende neue Erkenntnisse uber den komplexen reaktiven Kohlenstoffumsatz im Erdsystem zu erwarten sein – insbesondere in der Ruckkopplung mit Landnutzungsanderungen und dem Klimasystem der Erde. The biosphere plays a key role in the trace compound exchange between the earth's surface and the atmosphere. Due to their high emission rates and their high reactivities biogenic volatile organic compounds (BVOC) are of paramount importance for oxidation processes in the atmosphere. In recent years, national and international integrated research efforts significantly improved our knowledge about oxidation pathways in particular in forest atmospheres, biochemical synthesis of isoprenoids, genetic and environmental control mechanisms, and emitted chemical compound pattern. Further, the spatial distribution of emission sources in landscapes and their hourly, daily, seasonal and annual variation has been studied in detail. This includes the development and continuous update of instruments, analytical methods as well as modelling approaches. But despite the great progress made in the past years still major gaps exist in particular on the emission of sesquiterpenes and oxygen-containing VOC from the biosphere. Further, our understanding of inside forest air chemistry is still very limited. In consequence, the future will bring up exiting new in sights in the complex reactive carbon-turnover in the earth system linked to feedback processes resulting from climate and land use change.