Die Bedeutung von Krautschicht-Eigenschaften und -Produktivität für Waldökosystem-Funktionen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Helge Bruelheide; Professorin Dr. Alexandra Erfmeier
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 35758305

Während Ökosystem-Funktionen durch die Diversität von Baum- und Krautschicht einzeln beeinflusst werden können, erlaubt die strukturelle Komplexität von Wäldern zusätzliche Nischen-Komplementarität, Konkurrenz und Facilitation über Straten hinweg.In den ersten Phasen der Forschergruppe wurden top-down- und bottom-up-Effekte zwischen Kraut- und Baumschicht in subtropischen Wäldern untersucht. Dabei ergab sich, dass Ökosystemfunktionen wie die Produktivität der Krautschicht durch Umweltvariablen bestimmt wurden, während die Invasibilität der Krautschicht bereits von der der Diversität der Baumschicht beeinflusst war.In der dritten Phase sprechen wir nun die Mechanismen von Krautschicht-x Baumschicht- Interaktionen an. Wir quantifizieren weiterhin Eigenschaften der Krautschicht und ihr Feedback auf die Bäume im Main Experiment. Zusätzlich werden Interaktionen der Krautschicht- x Baum-Diversitäten für die Gehölzansiedlung berücksichtigt und die Rolle der Krautschicht für die Nährstoffbilanz in allen Plots bestimmt.Als Hauptziele werden wir testen auf 1.a) steigende Effekte von Baumdiversität bei gleichzeitiger Abnahme des Einflusses der Ecoscape auf die Krautschicht sowie auf 1.b) Effekte der Anwesenheit von funktionellen Gruppen in der Krautschicht auf Baumschicht-x Produktivitäts-Beziehungen, 2.) auf Janzen-Connell Effekte bei der spontanen Gehölzansiedlung im Main Experiment, und 3.) auf den Beitrag der Krautschicht für den gesamten CNP-Haushalt des Ökosystems.Im ersten Arbeitspaket werden im Rahmen des BEFmod-Experimentes Gehölze im Unterwuchs entnommen, um bottom-up Effekte auf die Bäume zu testen. Im zweiten Arbeitspaket untersuchen wir die Ansiedlung von Gehölzen, um Vorhersagen für die zukünftige Entwicklung der Flächen nach Aufgabe des Jätens zu treffen. Für sich bereits reproduzierende Arten im Main Experiment quantifizieren wir die Auflaufraten in der Krautschicht, mit Hilfe von Aussaatexperimenten testen wir auf Janzen-Connell-Effekte als Alternativerklärung warum Monokulturen weniger produktiv sind. Wir adressieren die Bedeutung negativer Entfernungs- und Dichteabhängigkeit im Vergleich zur Filterwirkung der Umwelt für den Gehölz-Aufwuchs und testen auf positive Effekte entlang des Diversitätsgradienten. Im dritten Arbeitspaket quantifiziert unser Teilprojekt die Blattnährstoffkonzentrationen (P, N, Ca, Mg, K) der Krautschicht auf Plotebene als ein Maß für die Ressourcenaufnahme nach Düngung. In Kooperation mit SP5 werden diese Analysen zeigen, wie Nährstoffgehalte und -vorräte in der Krautschicht auf Baumdiversität, Ecoscape- Variablen und Nährstofflimitierung reagieren und einen wichtigen Beitrag zur Nährstoffbilanz im Main Experiment liefern.Unser Teilprojekt trägt dazu bei, Interaktionseffekte von Diversität zwischen Baum- und Krautschicht zu bestimmen und zu identifizieren, in welchem Ausmaß sich Komplementarität, Konkurrenz und Faciliation zwischen Straten in aufwachsenden subtropischen Wäldern verändern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 891: The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems
• Internationaler Bezug: China
• Beteiligte Personen: Dr. Xuefei Yang; Dr. Li Zhu