SP01: Pflanzenphysiologie

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Hannes Feilhauer; Dr. Claudia Guimaraes-Steinicke, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422440326

Der Klimawandel verstärkt das Auftreten von Extremereignissen, die sowohl die Evolution als auch die selektive Eliminierung schlecht angepasster Arten vorantreiben. Die Biomasseproduktion ist ein wichtiger Indikator für die Performanz von Pflanzengemeinschaften unter ungünstigen Bedingungen. In der Biodiversitätsforschung wird Biomasse jedoch in der Regel ein- oder zweimal während der Vegetationsperiode gemessen, was die saisonalen Pflanzenreaktionen überprägen kann. Da physiologische Prozesse eng mit der pflanzlichen Biomasseproduktion verbunden sind, kann eine umfassende und kontinuierliche Bewertung der physiologischen Leistung von Pflanzen unser Verständnis der unmittelbaren Reaktionen auf und der Erholung nach Extremereignissen und folglich der Kohlenstoffaufnahme der Pflanzengemeinschaft verbessern. Oberflächennahe Fernerkundung bietet eine einzigartige Möglichkeit, diese dynamischen Veränderungen und den Zustand der Pflanzengemeinschaft in dichten Zeitreihen zu bewerten. Wir wollen dieses Potenzial nutzen, um durch die Anwendung von Fernerkundungstechniken (1) die physiologische Reaktion von Pflanzen auf extreme Klimaereignisse auf mehreren Ebenen - von Pflanzenorganen bis hin zu Gemeinschaften - zu verstehen und (2) zu prüfen, ob eine zunehmende Pflanzenvielfalt die Folgen solcher Extreme verringern kann. Dazu ist eine Bewertung grundlegender physiologischer Pflanzenmerkmale wie des Wassergehalts, des Chlorophyllgehalts, der Blattoberflächentemperatur und des Blattwinkels erforderlich, da diese Daten ein ganzheitliches Verständnis der Reaktionen von Pflanzen auf Trockenheit auf verschiedenen Zeitebenen (einschließlich der Resistenz gegen und der Erholung von den Auswirkungen von Extremereignissen) vermitteln können. Unser SP01 in FOR5000 beabsichtigt, (1) die Reaktionen von Pflanzengemeinschaften auf Trockenheit anhand von hydrologischen und strukturell-funktionellen Merkmalen zu bewerten, (2) die Widerstandsfähigkeit und Erholung von Pflanzengemeinschaften in verschiedenen Dimensionen der Stabilität von Gemeinschaften zu testen und (3) zu zeigen, wie funktionelle Merkmale von Pflanzen, die aus der proximalen Erfassung gewonnen werden, als Indikatoren für die Rolle der Biodiversität hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit von Pflanzengemeinschaften und der Erholung nach extremen Ereignissen dienen können. Die Datenerfassung für diese Analysen wird im Main Experiment des Jena Experiments, im ResCUE-Experiment in den Ecotrons und im Gewächshaus-Experiment TraitCoMic durchgeführt. Unter den Auswirkungen echter und simulierter extremer Klimaereignisse analysieren wir, wie die biologische Vielfalt Ökosystemfunktionen mit einer sehr hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung stabilisieren kann. Insbesondere wollen wir in Zusammenarbeit mit den anderen SPs zum ersten Mal kurzfristige pflanzenphysiologische Reaktionen auf stressige Bedingungen auf Gemeinschaftsebene mit Hilfe von Fernerkundungstechniken untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5000: Biotische Interaktionen, Artengemeinschaften und öko-evolutionäre Dynamiken als Steuergrößen von Langzeitzusammenhängen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen