Trockentoleranz von Grasslandarten: Konsequenzen für die Zusammensetzung von Gemeinschaften und die Resilienz von Ökosystemen

Abbildung: Das Foto zeigt eine ungemähte Wiese, auf der sich zahlreiche große, graue, rechteckige und oben offene Behälter für Mesokosmen mit Grasland-Pflanzen befinden. Die Behälter stehen unter offenen halbrunden tunnelförmigen Metallgestängen, die vermutlich mit Folien bespannt werden können. Im Hintergrund sind Sträucher und Laubbäume zu sehen.

Hintergrund

Trockenheit ist in Grasländern weltweit von Bedeutung. Grasland der gemäßigten Zonen erlebt Jahre mit geringen Niederschlägen und ist extremen Dürreereignissen ausgesetzt, die zu Trockenstress für die Pflanzen führen. Im Zuge des globalen Klimawandels wird erwartet, dass die Temperaturen steigen und die Wasserverfügbarkeit in gemäßigten Grasländern während der Wachstumsperiode abnimmt. Gleichzeitig wird erwartet, dass die Intensität und Häufigkeit von Dürreereignissen zunehmen wird. Es wird daher erwartet, dass die Bedeutung der Trockenheit für die Struktur der Lebensgemeinschaften und die Funktion des Ökosystems im Grasland in Zukunft noch zunehmen wird.
Doch obwohl wir viele Belege für die Bedeutung von Trockenheit im Grasland haben, fehlt uns immer noch ein gründliches Verständnis, das uns in die Lage versetzt, vorherzusagen, welche Arten/Merkmale von Trockenheit profitieren oder darunter leiden werden, und damit auch die Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Gemeinschaft und auf die Funktion und Widerstandsfähigkeit des Ökosystems.

Hypothesen

In diesem Forschungsprojekt werden wir uns mit den folgenden Hauptfragen beschäftigen:

Wie variiert die Trockentoleranz von Grünlandarten in den Exploratorien?
Welche Merkmale sind wichtig für die Bestimmung der unterschiedlichen Trockentoleranz von Grünlandarten?
Inwieweit ist Trockenheit wichtig für die Zusammensetzung und Diversität von Lebensgemeinschaften über Raum und Zeit hinweg, und welche Rolle spielen dabei neutrale vs. deterministische Prozesse (und Habitatfilterung vs. Nischendifferenzierung)?
Ändert sich die Bedeutung von Trockenheit für die Zusammensetzung von Gemeinschaften mit der Landnutzung?

Methoden

Wir werden Trockenheitsexperimente mit den wichtigsten Arten im Untersuchungsgebiet durchführen, um die Reaktionen der Arten auf Trockenheit und die möglicherweise zugrunde liegenden Eigenschaften vergleichend zu bewerten. Wir werden die Ergebnisse mit Biodiversitätsuntersuchungsdaten zur Vegetationszusammensetzung und Feuchtigkeitsvariation in den Versuchsflächen kombinieren, um die relative Bedeutung von Trockenheit für den Aufbau von Gemeinschaften zu bewerten.

Abbildung: Das Foto zeigt in einem Gewächshaus einen Tisch, auf dem sich in siebzehn Gestellen jeweils fünfundzwanzig lange schwarze röhrenartige Behälter befinden, die mit Erde gefüllt sind und in denen unterschiedliche Grasland-Pflanzen wachsen. In allen Behältern stecken streifenartige Beschilderungen, je Gestell entweder in der Farbe gelb, blau, weiß oder rot.

Im Gewächshaus untersuchen wir die Auswirkung von unterschiedlicher Nährstoffverfügbarkeit auf Trockenresistenz Traits von Graslandarten

In diesen Mesokosmen untersuchen wir die Auswirkung von Trockenheit und Nährstoffverfügbarkeit auf Graslandarten

Publikationen

Drought survival is positively associated with high turgor loss points in temperate perennial grassland species

Sun S., Jung E., Gaviria J., Engelbrecht B. M. J. (2020): Drought survival is positively associated with high turgor loss points in temperate perennial grassland species. Functional Ecology 34 (4), 788-798. doi: 10.1111/1365-2435.13522

Comparative drought resistance of temperate grassland species: testing performance trade‑ofs and the relation to distribution

Jung E., Gaviria J., Sun S., Engelbrecht B. M. J. (2020): Comparative drought resistance of temperate grassland species: testing performance trade-offs and the relation to distribution. Oecologia 192, 1023–1036. doi:10.1007/s00442-020-04625-9

Comparative drought resistance of temperate grassland species: mechanisms, prediction and relation to species distribution across moisture gradients

Sun S. (2019): Comparative drought resistance of temperate grassland species: mechanisms, prediction and relation to species distribution across moisture gradients. Dissertation, University Bayreuth. doi: 10.15495/EPub_UBT_00004322