PhosForDiv - Phosphatverfügbarkeit als Einflussgröße der Pflanzen-Biodiversität in Waldökosystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Ingo Kowarik, seit 4/2017
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 241127382

Phosphat (P) ist in vielen Waldökosystemen Mitteleuropas auf sauren oder kalkhaltigen Böden stark limitiert. Die dort wachsenden Pflanzenarten müssen über spezifische Anpassungen verfügen, um unter diesen Bedingungen wachsen zu können, wodurch Biodiversitätsmuster entscheidend beeinflusst werden könnten. Die Zusammenhänge zwischen P-Verfügbarkeit und Pflanzendiversität sind jedoch bisher in gemäßigten Waldsökosystemen kaum untersucht worden. Das geplante Vorhaben hat daher zum Ziel das Wirkungsgefüge zwischen P-Verfügbarkeit, floristischer Artendiversität, verschiedenen Konzepten der P-Nutzungseffizienz und funktionalen Pflanzeneigenschaften besser zu verstehen. Grundannahmen des Projekts sind, dass PLimitierung zu einer Zunahme der Artendiversität insgesamt und zu einer Verschiebung des Artenspektrums in verschiedenen funktionalen Gruppen (Gräser, Leguminosen, Nadel- und Laubbäume) führt. Dabei werden unterschiedliche P-Effizienzmaße (Aufnahme-, Nutzungs- und Recyclingeffizienz) und mit der P-Ernährung zusammenhängende Traits wie Mycorrhizierung, Feinwurzeldynamik sowie absolute und relative P-Konzentrationen in der Biomasse bestimmt und darauf aufbauend die funktionale Biodiversität analysiert. Das Vorhaben kombiniert Geländeerhebungen in Buchen- und Fichtenbeständen mit Gewächshausversuchen. Die Geländeerhebungen werden auf den fünf, im SPP 1685 vorgeschlagenen Level II Flächen in verschiedenen Gebieten Deutschlands durchgeführt. Hierfür wird auf 10 Flächen pro Gebiet die Vegetation aufgenommen. Weiter werden Pflanzen, Feinwurzeln, Streu sowie der Boden für detaillierte P-Analysen beprobt. Aus diesen Daten werden P-Effizienzmaße und Traits für die Mehrzahl der vorkommenden Arten bestimmt. Unter Einbezug der Daten weiterer Level II Flächen werden die Ergebnisse in Kooperation mit dem vTI, Eberswalde auf Landschaftsebene übertragen. Der Gewächshausversuch untersucht die Zusammenhänge zwischen Pflanzenwachstum, PEffizienzmaßen und Traits der Modellbaumarten und verschiedener Kombinationen von krautigen Arten unter zwei P-Versorgungsszenarien (Limitierung vs. Optimalversorgung). Dabei ist die Nutzung des Wurzelraumes durch die verwendeten Pflanzen von besonderem Interesse. Daher wird die Wurzelarchitektur mittel NMR Imaging am Forschungszentrum Jülich GmbH visualisiert und genauer untersucht. Insgesamt zielt das Projekt auf einen Erkenntnisgewinn bezüglich des PKreislaufs in mitteleuropäischen Waldökosystemen und auf verallgemeinerbare Beiträge zum Zusammenhang zwischen P-Ernährung und Phytodiversität von Wäldern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1685: Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Eckhard George; Professor Dr. Martin Kaupenjohann; Professorin Dr. Friederike Lang; Dr. Andreas Pohlmeier; Professor Matthias C. Rillig, Ph.D.; Dr.-Ing. Nicole Wellbrock
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Arne Cierjacks, bis 3/2017