Kernprojekt 7: Landnutzung, oberirdische Arthropoden-Diversität und durch Arthropoden beeinflusste Prozesse

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Wolfgang Weisser

Dr. Didem Ambarli

Dr. Sebastian Meyer

Dr. Christian Hof

Dr. Rafael Achury

Jan Leidinger

Pascal Edelmann

Petra Freynhagen

Marco Lutz

Julia Füchtenschnieder

Kaspar Kremer

Laura Argens (assoz.)

Sven Rubanschi (assoz.)

(TU München)

Prof. Dr. Nico Blüthgen

Dr. Katja Wehner

Dr. Nadja Simons

Dr. Michael Staab

(TU Darmstadt)

 

Arthropoden, insbesondere Insekten sind die artenreichste Tiergruppe der Erde und beeinflussen viele Ökosystemprozesse. Im Projekt Arthropoden:
1) wird ein Langzeit-Monitoring der Abundanz und Diversität von Insekten und Spinnen im Grasland und Wald durchgeführt
2) werden Ökosystemprozesse wie Prädation, Dungabbau und Samenabtrag quantifiziert
3) wird die Rolle von Totholzinsekten beim Totholzabbau im Rahmen des BELongDead-Experiments analysiert.

 

1) Langzeit-Monitoring

Im Rahmen des Langzeit-Monitorings werden über den gesamten Zeitraum der Vegetationsperiode (März-Oktober) die Arthropoden im Wald und im Grasland erfasst. Dadurch können wir nicht nur den kurzfristigen, sondern auch den langfristigen Einfluss von Landnutzung auf die Arthropoden-Diversität im Wald und Grünland quantifizieren. Zusätzlich stellen wir durch das Monitoring wichtige Basisinformationen für andere Projekte zur Verfügung. Neben dem Langzeit-Monitoring testen wir den Einsatz von Indikatorarten für das Arthropoden-Monitoring und sammeln ökologische Informationen („traits“) zu den erfassten Arten, um den Einfluss der Landnutzung auf die Artenzusammensetzung und die zugrundeliegenden Prozesse besser zu verstehen. In Kooperationen mit anderen Projekten führen wir Zeitreihenanalysen durch und betrachten den Einfluss der umgebenden Landschaft, der historischen Landnutzung und von Strukturvariablen der Versuchsflächen auf die Arthropoden-Diversität.

Hypothesen

  1.  Steigende Landnutzungsintensität führt zu einer Abnahme der Diversität und Abundanz von Arthropoden im Wald und im Grünland.
  2.  Die Zusammensetzung der Arthropoden-Gemeinschaft ändert sich mit intensiverer Landnutzung, indem Arten mit bestimmten Eigenschaft häufiger oder seltener werden.

 

Methoden

Im Wald erfassen wir flugaktive Arthropoden monatlich mit Kreuzfensterfallen. Dabei wird auch das neue Waldexperiment FOX miteinbezogen.
Im Grasland erfassen wir am Boden lebende Arthropoden sowie vegetationsgebundene Arten mit monatlichen Kescherfängen.

2) Untersuchung von Ökosystemprozessen

Wir untersuchen den Einfluss der Landnutzung auf die Ökosystemprozesse Prädation, Dungabbau und Samenabtrag. Dabei wird experimentell untersucht ob durch eine Erhöhung der Diversität in weniger intensiv genutzten Systemen die Prozessraten beschleunigt werden. Durch die gemeinsame Analyse von Daten aus dem Insekten-Monitoring und aus der Erfassung der Ökosystemprozesse lassen sich Zusammenhänge zwischen Landnutzung, Arthropoden-Gemeinschaften und damit verbundener Prozesse aufdecken.

Hypothesen

  1.  Die nutzungsbedingte Veränderung der Arthropoden-Gemeinschaften wirkt sich auf Ökosystemprozesse (z.B. Dungabbau) und die Diversität anderer Taxa aus.

  2. Prozessraten sind in natürlichen Wäldern sowie unter extensiver Landnutzung im Grünland höher.

 

Methoden

Bei der Untersuchung der Prädation setzen wir Raupen aus Knetmasse ein, welche für 48 h ausgebracht werden, um anhand der Fraßspuren Prädationsraten zu bestimmen.

Dungabbau wird durch den Masseverlust an standardisierten Ködern aus Kuhdung untersucht. Dazu wird eine vorher abgewogene Menge Kuhdung für 48 h ausgelegt und anschließend durch Rückwiegen gemessen, wieviel Dung von Mistkäfern genutzt wurde.

Für Samenabtrag verwenden wir Sonnenblumenkerne. Diese werden auf Kunststoffplatten angeboten. Nach 48 h wird gezählt, wie viele der Samen von Tieren konsumiert wurden.

3) Holzabbau durch Totholzinsekten

Im Rahmen des BELongDead-Experiments wurden auf insgesamt 30 Flächen Stämme (4 m lang, ca. 30 cm Durchmesser) von je 13 verschiedenen Baumarten exponiert. Wir erfassen seit 2010 mit Hilfe geschlossener Emergenzeklektoren die aus diesen Stämmen schlüpfenden Insekten. Dies ermöglicht es uns die Rolle von forstlichem Management und Baumart auf die Besiedlung durch Totholzinsekten zu analysieren. Zudem untersuchen wir in Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen die Rolle der Totholzinsekten im Prozess des Totholzabbaus.

Hypothesen

  1. Die Totholz-Insektengemeinschaft unterscheidet sich in ihrer Diversität und Zusammensetzung zwischen den verschiedenen Baumarten.
  2. Die Diversität der Totholz-Insektengemeinschaft ist in heimischen Baumarten höher als in „exotischen“ Baumarten.
  3. Die Diversität der Totholz-Insektengemeinschaft ist in natürlichen Wäldern höher als in genutzten.
  4. Die Zusammensetzung der Totholz-Insektengemeinschaft ändert sich im Verlauf der Totholz-Zersetzung.
  5. Abundanz und Diversität der Totholzinsekten beeinflusst die Zersetzungsgeschwindigkeit des Totholzes positiv.

 

Methoden

Je ein Emergenzeklektor (halbrunde Metallbögen mit seitlich angebrachtem dunklem Stoff, siehe Bild B) wurde 2010 auf je einem Stamm jeder Baumart befestigt. Die Eklektoren sind mit durchscheinenden Fanggefäßen ausgestattet, in welchen die frisch geschlüpften Totholzinsekten gefangen werden. Die Eklektoren werden am Ende jeden Jahres um 30 cm verschoben, um eine neue Besiedlung des Stammabschnittes unter dem Eklektor zu ermöglichen.

Projekt in vorigen Phasen

Weitere Projektbeteiligung von Prof. Dr. Wolfgang Weisser: LMT,  BELongDead
Vergangene Projektbeteiligung von Prof. Dr. Wolfgang Weisser:
Barcoding Diptera/Barcodes, Boden (abiotic), MetacommuniTree

Vergangene Projektbeteiligung von Prof. Dr. Nico Blüthgen: DUNGWEBS, Footprints, Plantcol, Response, STOICHIO, Invertebrates II abo

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