Diversifizierung von Agrarökosystemen

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias C. Rillig, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Bodenwissenschaften ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 317895346

Biologische Diversität ist von großer Bedeutung in Ökosystemen, allerdings wurden die meisten Studien zur oberirdischen Diversität durchgeführt, während ein großer Anteil der Biodiversität im Boden buchstäblich im Verborgenen liegt. Es ist wichtig zu untersuchen ob Bodendiversität Ökosystemfunktionen beeinflusst, denn eine Reihe von Untersuchungen haben gezeigt, dass erhöhte Landnutzungsintensität die Bodendiversität reduziert. Hier untersuchen wir die Zusammenhänge zwischen Agroökosystemdiversifizierung, Bodenbiodiversität und Ökosystemdienstleistungen, indem wir 4 zentrale Hypothesen testen:H1: Agroökosystemdiversifizierung erhöht die Ökosystem-MultifunktionalitätH2: Bodenbiodiversität ist wichtiger für Ökosystem-Multifunktionalität und Bodenfunktionen wenn die Diversität bereits niedrig ist.H3: Die relative Wichtigkeit der Bodendiversität gegenüber Standortfaktoren ist abhängig von der jeweiligen Ökosystemdienstleistung. H4: Diverse Bodenlebensgemeinschaften verbessern die Ökosystemresilienz gegenüber Klimaveränderungen (erhöhte Temperatur und Trockenheit)Wir werden ein Pan-Europäisches Netzwerk von 250 landwirtschaftlich genutzten Flächen etablieren (50 pro Land), das einen Gradienten in der Pflanzendiversität abbildet. Wir werden Bodendiversität messen (high-throuput Sequenzierung) ebenso wie Ökosystemfunktionen (Ertrag, Bodenfruchtbarkeit, Bodenaggregation, Bodenkohlenstoff). Mit statistischen Methoden werden wir die Zusammenhänge zwischen Pflanzendiversität, Bodendiversität und Management zur Ökosystem-Multifunktionalität ergründen. Dabei kommen verschiedene Multifunktionalitätsindizes zum Einsatz, die jeweils andere Aspekte stärker gewichten (z.B. Produktion, Nachhaltigkeit).In einem experimentellen Ansatz verfolgen wir mechanistisch geprägte Fragen. Wir werden intakte Bodenproben mit hoher, mittlerer und niedriger Bodendiversität im Gewächshaus unter kontrollierten Bedingungen vergleichen hinsichtlich ihrer Nährstoffverlustraten (Denitrifikation, Leaching). Mit einem Filtrations-Ansatz werden wir einen Boden-Biodiversitätsgradienten herstellen und testen ob dieser Biodiversitätsgradient sich auf die Multifunktionalität auswirkt. Schließlich werden Böden und deren Biota auch in einer Freilandanlage verschiedenen Klimaveränderungs-Szenarien ausgesetzt und deren Resilienz gemessen.Gemeinsam mit Stakeholdern werden wir einen theoretischen und praktischen Rahmen für Agroökosystemdiversifizierung erstellen, und wir werden die Auswirkungen von europäischen landwirtschaftlichen Praktiken auf Produktivität, Biodiversität und Nachhaltigkeit darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich, Schweden, Schweiz, Spanien
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency; Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO); Schweizerischer Nationalfonds (SNF); Swedish Environmental Protection Agency (SEPA); The Swedish Research Council for Environment, Agricultural Sciences and Spatial Planning (FORMAS)
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professorin Dr. Sara Gates Hallin, Ph.D.; Professor Dr. Marcel van der Heijden; Professor Dr. Fernando Maestre; Professor Dr. Laurent Philippot