Die funktionelle Bedeutung von Bodendiversität in Grünlandhabitaten: Effekte von Landnutzung und Klima auf Nischeneigenschaften, Zersetzung und Treibhausgasflüsse

 

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Volkmar Wolters

Andrey Zaytsev

(Universität Gießen)

Dr. Klaus Birkhofer

(Universität Lund)

 

Ziele

 • Wie beeinflusst die Landnutzung, Ressourcen-Heterogenität und das Klima die Einnischung von Bodentiere, mit unterschiedlichen Eigenschaften?
• Wie ist die Beziehung zwischen Abbauprozessen, Landnutzung, Gemeinschafts Zusammensetzung und klimatischen Bedingungen über große Skalen?
• Wie beeinflusst die Landnutzung die Komplexität von Nahrungsnetzen und wie wirken klimatische Bedingungen auf Treibhausgasemissionen?

Hypothesen 

 • Die Breite der trophischen Nischen  mobiler Arten ist nur bedingt auf Ressourcen Heterogenität zurück zu führen. Das Ressourcenangebot in der umgebenden Landschaft trägt zur Variation der Isotopensignaturen bei. Im Gegensatz dazu wird Nische Breite weniger mobiler Arten vor allem durch die Ressource Heterogenität auf den Flächen bestimmt.
• Lokale Unterschiede in der Landnutzung beeinflussen vor allem den Artenreichtum der Bodentiere, während die regionalen Unterschiede in der Landschaftsstruktur und klimatische Bedingungen zu Dominanz Verschiebungen führen.
• Beweidung von bakterielle Gemeinschaften führt zu einer Zunahme der mikrobiellen Aktivität und Klimagasemissionen. Allerdings führt die Anwesenheit von bakterivoren Räubern zu verringerter Beweidung und abnehmenden Klimagasemissionen. Diese trophischen Kaskadeneffekte sind stärker in intensiv bewirtschaftete Wiesen, die bereits von Bakterien dominiert werden.
• Die Fraßraten und Abbauraten durch die Bodenfauna werden in erster Linie von klimatischen Bedingungen beeinflusst, während Unterschiede in Abundanz und Diversität zwischen Grünländern verschiedener Landnutzungsintensität weniger bedeutsam für diese Prozesse sind.

Methoden

Analytische Ansätze beinhalten die Messung von 13C-und 15N-Isotopenverhältnisse und deren Varianz, um Informationen über Nische Eigenschaften von Bodentieren unter verschiedenen Landnutzungsintensitäten zu ermitteln. Bodenkern Transplantations Experimente dienen dazu, die Bedeutung der klimatischen Bedingungen und Gemeinschafts-Zusammensetzung auf die Fraßraten der Bodenfauna und Abbauprozesse zu untersuchen. Die Analyse der Phospholipid-Fettsäure-Muster (PLFA) wird darüber hinaus Ergebnisse über bakterielle und pilzliche Biomasse in den oben erwähnten Experimenten liefern. Mikrokosmos Messungen von N2O, CH4 und CO2-Emissionen aus verschiedenen Böden und unter verschiedenen Umweltbedingungen mit Manipulationen der Nahrungsketten Komplexität werden Zusammenhänge zwischen der Landnutzung und Emissionen von Klimagasen zeigen. Die Analyse von Böden in allen drei Biodiversitätsexploratorien erleichtert Verallgemeinerungen über die funktionelle Rolle der Bodenfauna entlang klimatischen Gradienten.