Pflanzen-Herbivor-Prädator Nahrungsnetze, Stöchiometrie und Funktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Schuldt
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452861007

Forschungskontext: Artverlust kann durch trophischen Kaskaden Auswirkungen auf andere Nahrungsnetzebenen haben und Funktionen des gesamten Ökosystems beeinflussen. Pflanzendiversitätsexperimente beziehen solche multitrophischen Effekte bisher selten ein, oder konzentrieren sich auf Veränderungen der Abundanz oder des Artenreichtums, während sie die Stöchiometrie, innerartliche Merkmale oder Verschiebungen von Biomassepyramiden und Energieflüssen in Netzwerken ignorieren.Hypothesen: In diesem Projekt planen wir, Pflanzen-Herbivor-Prädator Nahrungsnetze entlang des Baumdiversitätsgradienten im BEF-China Experiment zu untersuchen. Unsere zentralen Hypothesen sind: (1) Baumdiversitätseffekte auf Abundanz und Artenreichtum werden mit steigender trophischer Ebene schwächer und dies führt – zusammen mit Veränderungen inner- und zwischenartlicher Körpergrößenverteilungen – zu Verschiebungen in trophischen Pyramiden. (2) Innerartliche Veränderungen von Kohlenstoff:Nährstoff-Verhältnissen von Herbivor- und Prädatorarten mit steigender Baumdiversität reflektieren eine höhere Nährstoffverfügbarkeit in Pflanzen (innerhalb und zwischen Arten). (3) Multitrophische Pflanzen-Herbivor-Prädatoren Netzwerke zeigen bei höherer Baumdiversität höhere stehende Biomasse und Energieflüsse. (4) Strukturelle Eigenschaften hochaufgelöster Netzwerke liefern detailliertere mechanistische Erklärungen des Effekts von Pflanzenartenverlust auf Ökosystemfunktionen.Methoden: Wir werden mithilfe von Fenster- und Barberfallen in allen Kernplots die Arthropodendiversität sowie Körpergrößen und Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte (Zusammenarbeit mit SP2) ausgewählter Arten messen (WP1). Wir werden außerdem Herbivorie- und Pathogeninfektionsraten über Blattbefall aufnehmen und Prädationsraten mit künstlichen Raupen quantifizieren (WP2). In den VIP Plots werden wir Baumkronenbenebelung mit Insektiziden einsetzen, sowie Barcoding von Prädatoren-Mageninhalten (durch unsere chinesischen Kooperationspartner), um artspezifische Pflanzen-Herbivor-Prädator Netzwerke zu erstellen. Außerdem werden wir eine erweiterte Stöchiometrie (z.B. C, N, P, Ca, K, Mg, Na, Mn, Fe) für ausgewählte Herbivor- und Prädatorarten analysieren (WP3).Innovation: Wir bauen frühere Arbeiten aus, indem wir drei trophische Ebenen bearbeiten und diese multitrophischen Gemeinschaften und ihre Interaktionen mit Biomasseverteilungen und Stöchiometrie verbinden, um eine Analyse trophischer Pyramiden und energie-basierter Netzwerke zu ermöglichen. Wir nutzen neue Methoden im BEF-China Experiment (Stöchiometrie, Barcoding des Mageninhalts von Prädatoren) und werden mithilfe verschiedener Fangmethoden Arthropoden aus bisher nicht untersuchten Vegetationsschichten sammeln. Wissenschaftler: Dieses Projekt wird durchgeführt von Petermann (PI, Salzburg) und Schuldt (Co-PI, Göttingen) in Kooperation mit unseren chinesischen Partnern (Chesters und Wang, Chinesische Akademie der Wissenschaften) und mit Buzhdygan (Berlin).

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5281: Multi-trophische Interaktionen in einem Waldbiodiversitätsexperiment in China
• Internationaler Bezug: China, Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Mitverantwortlich(e): Oksana Buzhdygan, Ph.D.
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Douglas Chesters; Professorin Dr. Jana Petermann; Dr. Ming-Qiang Wang