Stoffflüsse in terrestrischen und aquatischen Systemen: quantitative und qualitative Zusammenhänge zwischen Detritivoren, Mikroorganismen und Detritus
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Stehende Gewässer und Bäche bzw. Flussoberläufe in Waldgebieten werden ebenso wie die Wälder selbst größtenteils aus terrestrischen Energie- und Nährstoffquellen -hauptsächlich Laubstreu- gespeist. Auch an Stranden sind materielle Subventionen von herausragender Bedeutung für die allochthone Nährstoffzufuhr. In den meisten dieser Ökosysteme wird der Großteil der pflanzlichen Biomasse als Detritus durch Dekompositionsprozesse verarbeitet. Studien an terrestrischen Systemen haben gezeigt, dass tierlich-mikrobielle Interaktionen eine zentrale Rolle im Nährstoff- und Materieumsatz des Detritus-Nahrungsnetzes spielen. Es ist jedoch nur wenig bekannt darüber, ob und inwieweit die aus den terrestrischen Untersuchungen gewonnenen Daten auf aquatische Verhältnisse übertragbar sind. In Laborversuchen, die dem direkten Vergleich ausgewählter Parameter für zentrale Dekompositionsprozesse im terrestrischen und aquatische Lebensraum dienten, zeigten die Detritivoren einen signifikanten Einfluss auf die aquatische mikrobielle Gemeinschaft und deren Aktivität, weniger ausgeprägt jedoch im terrestrischen Lebensraum. Die Abbauraten des Detritus und die tierlich-mikrobiellen Interaktionen waren im Vergleich der beiden Lebensräume signifikant unterschiedlich. Charakteristika der Detritivoren und des Detritus waren im aquatischen Habitat schwächer ausgeprägt als im terrestrischen. In Freilandversuchen in Salzwiesen auf Sapelo Island (GA, USA) zeigten Dekompositionsprozesse trotz regelmäßiger Überflutung der Versuchseinheiten ein deutlich terrestrisches Muster. Im Vergleich zum terrestrischen Detritus (Laubstreu von Eiche und Birke im Labor; Stängel von Schlickgras und Binse sowie Eichenstreu im Salzwiesenversuch) qualitativ hochwertiger Detritus marinen Ursprungs (Makroalgen und Seegras) wurde in Freilandversuchen im hochdynamischen System der Gezeitenzone extrem schnell umgesetzt, sowohl mikrobiell als auch infolge tierlich-mikrobieller Interaktionen. Im Detail machen Labor- und Freilanduntersuchungen deutlich, dass sich Dekompositionsprozesse und die Rolle tierlicher und mikrobieller Destruenten selbst in Habitaten, die aus der gleichen Energiequelle gespeist werden, signifikant unterscheiden. Dekomposition im frühen Stadium findet im aquatischen System an ausgewaschener gelöster organischer Materie statt, während im terrestrischen System die partikuläre organische Substanz direkt umgesetzt wird. Infolge der Auswaschung sinkt die Qualität der Streu als Nahrung für Detritivore, die ihrerseits verstärkt mikrobielle Nahrungsquellen nutzen. Tierlichmikrobielle Interaktionen scheinen dagegen an Bedeutung zu verlieren, wenn hochwertiger aquatischer Detritus unter terrestrischen Bedingungen zersetzt wird. Hier existiert ein enges Netz tierlicher Interaktionen, die das Schicksal mariner Subventionen prägen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Lewis TL, Mews M, Jelinski DE, Zimmer M. 2007. Detrital subsidy to the supratidal zone provides feeding habitat for intertidal crabs. Est Coasts 30: 451-458
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Mews M, Zimmer M, Jelinski DE. 2006. Species-specific decomposition rates of beach-cast wrack in Barkley Sound, British Columbia, Canada. Mar Ecol Progr Ser 328: 155-160.
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Orr M, Zimmer M, Mews M, Jelinski DE. 2005. Wrack deposition on different beach types: Spatial and temporal variation in the pattern of subsidy. Ecology 86: 1496-1507.
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Pfauder A, Zimmer M. 2005. Intermediate tidal stress promotes the decomposition of Spartina litter. Eur JSoil Biol 41: 135-141.
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Zimmer M, Oliveira R, Rodrigues E, Gra?a MAS. 2005. Degradation of leaf litter tannins by aquatic and terrestrial isopods. J Chem Ecol 31: 1933-1952.
