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Eine zentrale Frage in der Ökologie ist die nach dem Zusammenhang zwischen der Artenvielfalt der Pflanzen und der Produktivität eines Bestandes. In Grasländern gibt es einen historischen Fokus auf die Frage wie pflanzliche Produktivität und die bestehende Biomasse die Artenvielfalt beeinflussen. Studien hierzu haben sowohl positive also auch negative Beziehungen gezeigt, sowie solche, die einer Optimumkurve folgen. In jüngerer Zeit haben experimentelle Studien nachgewiesen, dass die Diversität der Pflanzen nicht nur auf Produktivität reagiert, sondern diese auch selbst fordern kann. Es wird jedoch intensiv diskutiert, ob diese positive Wirkung von Diversität auf Produktivität auch in natürlichen Grasländern existiert und ob sie stärker sein kann als die umgekehrte Auswirkung der Biomasseproduktion auf die Artenvielfalt. Diese Kontroverse wird durch mehrere Faktoren bestimmt, wie z.B. der Unterscheidung zwischen Biomasseproduktion und bestehender Biomasse und der fehlenden zeitlichen Auflösung von Beobachtungsdaten.


Ziel des BEF-Loops-Projekts ist es, im Grünland experimentell zu untersuchen,
(i) wie der Aufbau von Biomasse und die Produktivität den Artenreichtum beeinflussen („Biomasse-Effekt“),
(ii) welche Rückkopplungseffekte von Änderungen des Artenreichtums auf die Biomasseproduktion existieren („Diversitätseffekt“) und
(iii) welcher der beiden Effekte im Grünland dominiert.
Hierfür wird ein experimenteller Ansatz mit detaillierten Feldbeobachtung in Grünländern unterschiedlicher Nutzungsintensität kombiniert. Im Freilandexperiment werden zwei Faktoren, die die Entwicklung der bestehenden Biomasse beeinflussen, manipuliert: einerseits eine Biomassereduktion durch Beweidung oder Mahd, andererseits eine Biomasseerhöhung durch Düngung. Darüber hinaus wird die Diversität durch direkte Einsaat erhöht. Die relativen Effekte dieser Manipulationen werden verglichen, wobei Unterschiede in der Bodengüte korrigiert werden. Zusätzlich werden auf Kontrollflächen erhobene Daten mittels Strukturgleichungsmodellen ausgewertet. Dies ermöglicht einen Einblick in die direkten und indirekten Interaktionen zwischen stehender Biomasse, Produktivität und Artenreichtum und wichtiger Kovarianten (z.B. Bodengüte, Lichtinterzeption und Bewirtschaftung). In beiden Ansätzen werden Daten zu unterschiedlichen Zeiten während der Vegetationsperiode und in unterschiedlichen Jahren erhoben, um aus der relativen Abfolge der Ereignisse auf kausale Zusammenhänge zu schließen.

Abb. 1. Die biologische Vielfalt reagiert sowohl auf Ökosystemfunktionen als auch auf deren Umwelt und beeinflusst die Funktion des Ökosystems. Die relative Stärke der Beziehungen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktion (BEF) und Produktivitätsreichtum (PRR) untereinander sowie in Bezug auf die Umweltauswirkungen auf Biodiversität und Ökosystemfunktion ist in natürlichen Systemen jedoch noch wenig bekannt. Angepasst an van der Plas (Biological Reviews, 2019) und die konzeptionelle Gesamtfigur der Biodiversity Exploratories.

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Dr. Fons van der Plas
Projektleiter
Dr. Fons van der Plas
Wageningen University and Research
Karl Andraczek
Mitarbeiter
Karl Andraczek
Universität Leipzig
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