Abiotischer Stress beeinflusst das Mikroklima durch Veränderung von Vegetationseigenschaften

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Christian Bernhofer, seit 1/2024; Professorin Dr. Jutta Ludwig-Müller, seit 3/2023
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449763414

Die Erhaltung gefährdeter Habitate und deren Artenvielfalt sind von globaler Bedeutung. Eine maßgebliche Einschränkung dabei, insbesondere angesichts des Klimawandels, liegt in der Schwierigkeit die Erreichbarkeit von Zielen und die mittel- und langfristige Nachhaltigkeit dieser Bemühungen vorherzusehen. Die Bewertung der mikroklimatischen Nische eines "Ziel"-Vegetationtyps ist dabei ein grundlegender Schritt, denn das Mikroklima ist die tatsächliche Umwelt, die die Pflanzen direkt beeinflusst. Eine substanzielle Lücke in unserem Verständnis vom Mikroklima ist, inwieweit es von der Vegetation selbst geformt wird, insbesondere unter Stressbedingungen. Unsere Hypothese lautet, dass die mikroklimatische Nische eines Vegetationstyps einerseits von der Kapazität der ihn dominierenden Arten geprägt wird, klimatische Fluktuationen abzupuffern und andererseits durch Veränderungen in der Artenzusammensetzung bzw. den Abundanzen funktioneller Gruppen beeinflusst wird. Am Beispiel von Graslandvegetation der gemäßigten Breiten, einem der am stärksten von Habitatverlust betroffenen Ökosysteme, wollen wir die Kapazität der Vegetation zur Modifikation des Mikroklimas (VMMCa) untersuchen und herausfinden inwieweit dadurch Stress gemindert wird.Im Fokus des Projektes stehen artenreiche Bergwiesen (Polygono-Trisetum) des Erzgebirges, die in Perioden großer Hitze und Trockenheit untersucht werden sollen. Unsere Ziele sind (1) die Detektion von Verschiebungen in der phänotypischen Ausprägung dominanter Arten und in der entsprechenden Charakteristik der Pflanzengemeinschaft entlang mikroklimatischer Gradienten, und wie dadurch das Mikroklima beeinflusst wird, (2) eine Bewertung von Schwellenwerten der Ressourcenallokation in Reaktion auf Trockenheit und Hitze, um die Wirkung dieser Stressreaktionen der Pflanzen auf das Mikroklima und die Artenzusammensetzung in der Pflanzengemeinschaft abzuleiten, und (3) die Quantifizierung der VMMCa der Pflanzengemeinschaft im Gelände und auf höherer räumlicher Ebene, um einen neuen Ansatz für eine Gefährdungsanalyse des Vegetationstyps Bergwiese bezüglich des Klimawandels zu entwickeln. Zusammenfassend wollen wir die Daten danach analysieren, ob es sich bei der Kapazität abiotischen Stress abzupuffern um dieselben Mechanismen handelt, die die klimamodifizierende Kapazität darstellen. Um diese Ziele zu erreichen, werden wir den größten Teil der Arbeit im Freiland in Form von Erfassungen von Vegetationsmerkmalen, Manipulationsexperimenten und physiologischen Messungen leisten, und zeitgleich das Mikroklima mit einem dichten Sensorennetz in den Untersuchungsflächen aufzeichnen. Weitere klimatische und mikroklimatische Variablen über die im Freiland gemessenen Faktoren hinaus beziehen wir aus regionalspezifischen Datensets, Fernerkundungsdaten und Modellierung. Das Ergebnis dieser Untersuchung wird das Verständnis mechanistischer Zusammenhänge der physiologischen Reaktionen auf Stress in komplexen Umgebungen verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerinnen / Ehemalige Antragsteller: Daniel Gliksman, Ph.D., bis 12/2023; Dr. Sabine Hänel, bis 3/2023