The functional role of soil biodiversity in grassland habitats: effects of land use and climate on niche properties, decomposition and greenhouse gas fluxes

• Antragsteller: Professor Dr. Volkmar Wolters
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 61150987

Unsere bisherigen Untersuchungen zeigen einen signifikanten und oft nicht-linearen Einfluss der Nutzung und des Klimas auf die Biodiversität und Funktion der Bodenfauna in Grünländern. Im nächsten Schritt wollen wir die Mechanismen zu verstehen, die diesen Reaktionsmustern unterliegen. Konkret geht es um die Frage, ob Veränderungen bodenbiologischer Prozesse durch Verschiebungen in der Artenzusammensetzung zustande kommen, oder ob diese - bei gleicher Artenzusammensetzung - auf einer Veränderung der Dominanzstruktur bzw. auf der veränderten Expression bestimmter Merkmale einzelner Arten basieren. Hier eröffnet die phänotypische Plastizität der Bodentiere eine besonders innovative Forschungsfront, denn die dadurch ermöglichten Merkmalsverschiebungen erlauben eine rasche und reversible funktionelle Anpassung von Arten an veränderte Umweltbedingungen. Da der Artenaustausch im Boden wegen der geringen Mobilität von edaphischen Organismen sehr langsam von statten geht, liegt der Schluss nahe, dass solche intraspezifischen Reaktionsmechanismen eine weit größere Bedeutung haben, als bislang angenommen. Entsprechend ist unsere Kernhypothese, dass die Merkmalsplastizität einzelner Arten entscheidend zu der erstaunlichen funktionellen Redundanz und Resilienz von Bodentiergemeinschaften beiträgt. Eine weitere Hypothese ist, dass funktionelle Verschiebungen von Bodennahrungsnetzen als Folge der Änderung der Artenzusammensetzung und der Dominanzstruktur zum Teil dadurch kompensiert werden können, dass bestimmte Arten ihr funktionelles Spektrum ausdehnen. In der nächsten Projektphase sollen die funktionellen Implikationen sowohl der strukturellen Veränderungen der Bodengemeinschaft als auch der Merkmalsverschiebungen Arten durch Fortsetzung, Erweiterung und Spezifizierung der bislang sehr erfolgreichen Freilanduntersuchungen und Mikrokosmos-Experimente quantifiziert werden. Dabei strebt SoilTRAIT eine enge Zusammenarbeit mit allen Projekten an, die sich mit biodiversitätsabhängigen Bodenprozessen in Grünländern beschäftigen. Ein besonderer Fokus soll dabei auf der Analyse eines breiten Spektrums funktioneller Merkmale von Bodentieren und ihrer Veränderung als Reaktion auf variierende Umweltbedingungen liegen. Die Analyse der Tiergemeinschaft im Boden wird weiterhin die ganze Breite der relevanten Taxa einbeziehen, während wir uns bei den spezifischen Merkmalsanalysen auf repräsentative Vertreter der Zersetzer (Doppelfüßer, Collembolen, Oribatiden, Enchytraeiden, Regenwürmer) und Prädatoren (Raubmilben, Spinnen, Laufkäfer) konzentrieren wollen. Die Integration der Erkenntnisse zur Merkmalsplastizität in unsere Nahrungsnetz-basierten Analyse der Funktion von Bodentieren in Grünländern wird die Reliabilität und Präzision der Modellierung bodenökologischer Prozesse signifikant erhöhen. Zudem werden es die zu erwartenden Erkenntnisse ermöglichen, quantitative Aussagen über die Resilienz und Persistenz von Bodentiergemeinschaften zu treffen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien