SP4: Kartierung pflanzenfunktioneller Variation (MapFun)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Joana Bergmann; Professor Dr. Till Kleinebecker
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517723694

Entlang der zentralen Hypothesen von FORMULA fokussiert sich MapFun darauf, unterirdische und oberirdische funktionale traits (FTs) von Pflanzen und ihre räumliche Variation mit Blattspekten in Agroforstsystemen zu verknüpfen. Das Projekt wird pflanzenökonomische Konzepte sowie biochemische Blattmerkmale nutzen, um Zusammenhänge mit hyperspektralen Daten zu untersuchen. Unser Ziel ist es, die intraspezifische Variation senkrecht zu den Baumreihen, sowie die interspezifische zwischen den häufigsten Pflanzenarten im System zu studieren. Dies wird auf die Pflanzengemeinschaft ausgeweitet, um die Übertragbarkeit der Fernerkundung als Technik zur Überwachung räumlicher Funktionsverschiebungen zu bewerten und räumlich explizite Informationen zur Modellierung des Beitrags der Natur für den Menschen in Agroforstsystemen bereitzustellen. Wir testen folgende Haupthypothesen: • Baumreihen beeinträchtigen unterirdische traits und Mykorrhizierung von Feldfrüchten und Ackerunkräutern. • Inter- und intraspezifische Variationen in unterirdischen und oberirdischen FTs werden entlang von Gradienten pflanzenökonomischer trade-offs funktional verknüpft. • Die Variation von unterirdischen FTs (indirekt) und oberirdischen FTs (direkt) kann mithilfe von Hyperspektraldaten und geostatistischen Methoden modelliert werden. • Die hyperspektralen und geostatistischen Modelle sind im Raum und von Blatt auf Blätterdach übertragbar. Die parallele Untersuchung von Mykorrhizierungs-, Wurzel-, Blatt- und hyperspektralen Pflanzen-FTs stellt einen neuartigen Ansatz in Agroforstsystemen, aber auch darüber hinaus dar. Eine Untersuchung von FTs auf solch ganzheitlicher Ebene wurde unseres Wissens noch nie durchgeführt. Die Agroforstwirtschaft ist aufgrund ihrer klar strukturierten räumlichen Gestaltung ein perfektes System für eine solche Studie, außerdem wird sie gezielt von den Ergebnissen profitieren, da die Überwachung der Pflanzenfitness und Biodiversität aus Fernerkundungsdaten agrarökologische Praktiken in der Zukunft unterstützen kann. MapFun stellt Daten und Wissen zur Synthese mit allen anderen Teilprojekten (SPs) von FORMULA an Kerntransekten bereit. Es besteht ein hohes Potenzial für die Verschneidung der in SP3 ermittelten Mykorrhiza-Diversität und -Zusammensetzung mit unseren Daten zur Mykorrhiza -Besiedlung und Pflanzen-FTs. Für SP5 werden blattökonomische und biochemische Daten bereitgestellt, um das mechanistische Verständnis der Effizienz der Nutzpflanzenressourcennutzung zu verbessern. Dem SPZ werden hyperspektrale Blätterdachdaten, UAV-Daten, mobile LiDAR-Punktwolken und daraus resultierende Karten zur Verfügung gestellt. Zusammen mit dem für MapFun angestrebten mechanistischen Verständnis zu über- und unterirdischen Verbindungen wird FORMULA in der Lage sein, die räumlichen Auswirkungen von Baumreihen und das Potenzial der Hochskalierung räumlich expliziter Daten für die Modellierung zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5664: Agroforstwirtschaft für eine nachhaltige multifunktionale Landwirtschaft (FORMULA)
• Mitverantwortlich: Dr. André Große-Stoltenberg