Verknüpfung von Biodiversität und Ökosystemfunktion in Wäldern - Biotische Treiber beim Abbau von Holz

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Müller
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 335346150

Das weltweite Artensterben, verursacht durch steigenden anthropogenen Druck auf natürliche Lebensräume, kann Ökosystemfunktionen gefährden. In Wäldern ist der Abbau von Totholz ein Schlüsselprozess, insbesondere im Hinblick auf Kohlenstoff und Nährstoffkreisläufe. Der immer weiter steigende Nutzungsdruck in Wäldern hat zu einem Rückgang bei vielen Waldarten geführt. Damit könnten wichtige Funktionen gefährdet werden. Holzabbau ist ein Prozess der von komplexen Interaktionen verschiedener Taxa getrieben wird, insbesondere von Pilzen, Arthropoden und Bakterien. Bis heute haben wir diesen Prozess nur unzureichend verstanden. Gerade die Rolle des Artenreichtums auf den Abbauprozess ist dabei unklar. Dies gilt selbst für Pilze, als die am besten erforschte Gruppe im Holz. Hier wurden bisher sowohl positive wie auch negative Beziehungen zwischen Abbauprozess und Artenreichtum gefunden. Ein Grund dürfte sein, dass funktionale Eigenschaften von Gemeinschaften den Effekt des Artenreichtums überlagern. Daneben gibt es sowohl direkte als auch indirekte Effekte der einzelnen Taxa, z.B. durch die gezielte Verbreitung von Pilzarten durch Insekten als Vektoren. Im Nationalpark Bayerischer Wald wurde daher 2015 ein Mesokosmen Experiment erfolgreich unter Freilandklima angelegt, um die Rolle des Artenreichtums und der funktionalen Diversität auf den Holzabbau zu entflechten. Dabei wurden 190 xylobionte Käfergemeinschaften so zusammengesetzt, dass zwei unabhängige Gradienten von Artenreichtum und funktionaler Diversität (Körpergröße und Holzfraß-Funktion) aufgespannt wurden. Das hier beantragte Projekt beabsichtigt den Beitrag dieser manipulierten Käfergemeinschaften mit einer innovativen Methode, der X-ray Computertomographie (CT) zu erfassen. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden, kann dabei das gesamte Holz zerstörungsfrei und mit ausreichender Auflösung vermessen werden, so dass auch kleine Unterschiede im Holzabbau detektiert werden können, sowie die räumliche Verteilung erfasst wird. Zusätzlich soll der Abbau durch Pilze an diesen Hölzern erfasst werden (Ergosterol- und Enzym-Gehalt) sowie die Artenzusammensetzung der Pilze im Holz sowie auf den Käfern mit Hilfe Next-Generation Sequenzierung ermittelt werden. Durch den Link von Abbau und Pilzgemeinschaften mit Eigenschaften einzelner Käfer und Käfergemeinschaften, werden wir in der Lage sein, direkte und indirekte Effekte von Totholzkäfern beim Holzabbau zu quantifizieren. Im Speziellen wollen wir folgende Hypothesen testen: (H1) Funktionale Diversität von Käfergemeinschaften ist wichtiger für die Abbaugeschwindigkeit als Artenreichtum. (H2) Je größer die Käfer und je tiefer ihre Gänge ins Holz reichen, desto größer sind ihre direkten und indirekten Effekte beim Holzabbau. (H3) Die Zusammensetzung von Pilzgemeinschaften verbreitet durch Käfer ist Käferart-spezifisch. (H4) Der Holzabbau beginnt an den Fraßgängen der Käfer.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen