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In Biodiversitätsexperimenten konnten oft positive Beziehungen zwischen der Pflanzenartenzahl und verschiedenen Ökosystemfunktionen wie etwa Produktivität, Stabilität und Resistenz gegenüber Störungen und Invasionen gezeigt werden. Nichtsdestotrotz gibt es eine wissenschaftliche Debatte darüber, ob sich die Ergebnisse dieser recht kontrollierten Experimente auf reale Ökosysteme übertragen lassen und wie dies praktisch zu implementieren ist. Unser Projekt fokussiert dabei die Effekte von Landnutzungsintensität und (experimentell angereicherter) Pflanzendiversität auf den Seed Rain (dt. Samenregen) sowie ausgewählte Ökosystemfunktionen, wie etwa Produktivität, Streuabbau, Wurzelexsudation und den Stickstoffkreislauf.


Innerhalb des Störungs-Ansaat-Experiments SADE werden wir erforschen, wie das gezielte Einbringen von Pflanzenarten in Kombination mit einer einmaligen Zerstörung der Grasnarbe die Regeneration der Vegetation und ihrer essentiellen Ökosystemfunktionen im Grünland beeinflusst. Im weiteren Projektverlauf wird dann untersucht, ob eine erhöhte Pflanzendiversität auch zu einer verbesserten Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen führt. Wir werden dabei folgende Hypothesen testen:

  • Die Artvielfalt des Seed Rain (Samenregens) der bestehenden Vegetation hat starken Einfluss auf die Vielfalt der Pflanzen nach der Oberbodenstörung.
  • Die Erhöhung der Pflanzenartenvielfalt spiegelt sich auch in einer Diversifizierung des Seed Rain wieder.
  • Die primär in gestörten Flächen gefundenen transienten (Stör-)Arten, welche aus der Diasporenbank aufgelaufen sind, werden bereits zwei Jahre nach dem Störungsereignis keine Rolle mehr für die Aufrechterhaltung der Ökosystemfunktionen einnehmen.
  • Nur in artenarmen Beständen wird sich die Vielfalt der Pflanzen nach der Störung auch ohne Ansaat erhöhen, indem Arten aus der Bodensamenbank die bestehende Vegetation bereichern.
  • Die Anreicherung der Pflanzenartenvielfalt wird auf vormals artenarmen Flächen unterschiedliche Ökosystemfunktionen wie den Ertrag, die Futterqualität, die Austrocknungsresistenz und den Streuabbau positiv beeinflussen.
  • Eine erhöhte Pflanzendiversität wird auch die Wurzelexsudation und den Nährstoffrückhalt verstärken und damit Verluste der Nährstoffe in tiefere Bodenschichten reduzieren.

Unser Projekt wird die 73 Plots des SADE Experimentes in den drei Untersuchungsgebieten erforschen und die Vegetationsentwicklung in Zusammenarbeit mit dem Botanik Projekt erfassen. Zur Aufnahme des Seed Rain werden mit steriler Erde gefüllte Aluminium-Schalen temporär in den Beständen installiert, mit denen die herausfallenden und keimenden Samen erfasst werden können. Als Hauptkennwerte für die direkt vegetationsgebundenen Ökosystemfunktionen dienen uns jährliche Messungen der oberirdischen Produktivität, der Nährstoffspeicherung im Aufwuchs sowie die Abundanzen stabiler Isotope von Stickstoff und Kohlenstoff. Letztere werden als integrative Maße zur Erforschung von Nährstoffkreisläufen und Trockenstress dienen. Zusätzlich wird auf allen Plots der Abbau unterschiedlicher Streu untersucht und die Nährstoffverfügbarkeiten im Boden mit Hilfe von Austauscherharzen (sog. Resin Bags) gemessen. Durch die Verwendung der standardisierten Teebeutel-Methode für die Erfassung des Abbaus von Grünem Tee und Roibos Tee ist unser Projekt auch Teil des weltweiten Forschungsprojekts TeaComposition.

Durch die Beprobung der oberirdischen Pflanzenbiomasse auf einer definierten Fläche wird die Produktivität und später im Labor auch Futterwert und Isotopie bestimmt
Resin bags sind Stoffbeutel, die mit Austauscherharzen gefüllt sind, und vorübergehend in den Boden eingebracht werden um die Verfügbarkeit von Nährstoffen im Boden zu messen
Die Bestimmung von Keimlingen erfordert Fachkenntnis sowie Geduld und gute Augen
Ganz normale Teebeutel werden genutzt um die Effektivität des Standortes beim Streuabbau zu nutzen und unterschiedliche Ökosysteme miteinander vergleichen zu können

Doc
Does disturbance and seed addition affect plant functional diversity in grasslands along a land-use gradient?
Beeinflussen Ansaat und Störung die pflanzliche funktionelle Diversität des Wirtschaftsgrünlandes entlang eines Landnutzungsgradienten?
Binder J. H. (2019): Does disturbance and seed addition affect plant functional diversity in grasslands along a land-use gradient? Bachelor Thesis, University Münster
Doc
Eine Langzeitanalyse der Beziehungen zwischen Landnutzungsintensität, Aufwuchsqualität und Pflanzendiversität im Grünland
Froese L. (2017): Eine Langzeitanalyse der Beziehungen zwischen Landnutzungsintensität, Aufwuchsqualität und Pflanzendiversität im Grünland. Bachelor thesis, University Münster
Doc
Der Einfluss von Störung und Ansaat auf die Bodenphosphorkonzentration im Wirtschaftsgrünland
Hiestermann S. (2019): Der Einfluss von Störung und Ansaat auf die Bodenphosphorkonzentration im Wirtschaftsgrünland. Bachelor Thesis, University Münster
Doc
Etablierung von Grünlandarten durch Störung und Ansaat im Wirtschaftsgrünland
Närmann S. (2018): Etablierung von Grünlandarten durch Störung und Ansaat im Wirtschaftsgrünland. Bachelor thesis, Münster University
Doc
Samenregen im temperaten Grünland
Partsch V. (2018): Grazing and its ecological effects: A new index for grazing intensity in grasslands. Bachelor thesis, University Muenster
Doc
Einfluss von Ansaat und Störung auf die Kohlenstoff- und Stickstoffverfügbarkeit in Grünlandböden der Region Hainich-Dün
Schaper J. (2019): Einfluss von Ansaat und Störung auf die Kohlenstoff- und Stickstoffverfügbarkeit in Grünlandböden der Region Hainich-Dün. Bachelor Thesis, University Münster
Doc
Resistenz und Resilienz von Pflanzengemeinschaften des Wirtschaftsgrünlandes gegenüber Ansaat und Störung
Stroot L. (2018): Resistenz und Resilienz von Pflanzengemeinschaften des Wirtschaftsgrünlandes gegenüber Ansaat und Störung. Bachelor Thesis, University Muenster.
Doc
Einfluss von Pflanzendiversität und Landnutzungsintensität auf Biomasseproduktion und Futterqualität im Grünland in Hainich-Dün
Thurner L. (2018): Einfluss von Pflanzendiversität und Landnutzungsintensität auf Biomasseproduktion und Futterqualität im Grünland in Hainich-Dün. Bachelor Thesis, University Muenster.

Projekt in anderen Förderperioden

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Norbert Hölzel
Projektleiter
Prof. Dr. Norbert Hölzel
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Prof. Dr. Till Kleinebecker
Projektleiter
Prof. Dr. Till Kleinebecker
Justus-Liebig-Universität Gießen
Dr. habil. Ute Hamer
Projektleiterin
Dr. habil. Ute Hamer
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Ulf-Niklas Meyer
Mitarbeiter
Ulf-Niklas Meyer
Martin Freitag
Mitarbeiter
Martin Freitag
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
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