Pflanzeneigenschaften und Wechselbeziehungen zwischen Arten entlang von N:P:K-Gradienten

• Antragstellerin: Dr. Vanessa Minden
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 289574330

Eutrophierungsprozesse als Resultat von Düngung, atmosphärischer Deposition und Landschaftswandel führen zu Verschiebungen der relativen Nährstoffanteile in natürlichen Ökosystemen, so dass vormals Phosphor (P)-limitierte aquatische Systeme heute als Stickstoff (N)-limitiert anzusehen sind und viele terrestrische Systeme Zeichen von P-Limitierung aufweisen. Folgen höherer Eintragsraten sind Verschiebungen von Nährstoffverhältnissen und höhere Produktivität, Anstieg gefährdeter Arten, sowie genereller Verlust von Arten. Verschiedene Arten zeigen Anpassungen an unterschiedliche Formen von Nährstofflimitierungen und bilden verschiedene Pflanzeneigenschaften (traits) aus, zum Beispiel eine längere Wurzel als Reaktion auf N-Limitierung oder eine erhöhte Aktivität von Phosphatase unter P-Limitierung.Ein in diesem Zusammenhang wichtiger Forschungszweig ist der der Ökologischen Stöchiometrie (ÖS), der das Gleichgewicht zwischen Nährelementen und Energie in biologischen Funktionen und Prozessen zum Gegenstand hat. ÖS-Studien konzentrierten sich bis dato hauptsächlich auf N und P als wichtigste produktionslimitierende Nährstoffe, wobei einem anderen Makronährstoff, Kalium (K), bisher weniger Aufmerksamkeit gewidmet wurde. K ist nach N der zweithäufigste Nährstoff in Blättern und somit häufiger als P. Obwohl Böden generell reicher an K als an N und P sind, sind die pflanzenverfügbaren Konzentrationen oft geringer. Ebenso enthält organisches Bodenmaterial so gut wie kein K. Aktuelle Studien zeigen, dass eine Verminderung von verfügbarem K mit erhöhter N Deposition einhergeht, so dass K stärker von Landnutzungsänderungen und Düngung betroffen sein wird als N oder P. Es sind bisher nur wenige Studien über den Effekt von N, P und K in unterschiedlichen Konzentrationen durchgeführt worden, obwohl es Belege gibt, dass Kalium heute schon ein limitierender Nährstoff in vielen terrestrischen Systemen ist. Es ist bereits viel über die Effekte von N und P auf Pflanzenwachstum und Konkurrenzverhalten geforscht worden. Über die Rolle von K in direktem Vergleich zu N und P besteht weiterhin Forschungsbedarf. Im Rahmen des vorliegenden Antrags werden in Gewächshausexperimenten Wechselwirkungen zwischen Arten untersucht, die sich jeweils durch Anpassungen an unterschiedliche Nährstofflimitierung (N, P und K) auszeichnen. Als zweiten Schwerpunkt werden Datensätze der AG Landschaftsökologie der Universität Oldenburg ausgewertet. Sie umfassen Daten zu ca. 110 verschiedenen Arten unterschiedlicher Habitate. Des Weiteren wurden Elementkonzentrationen (N, P, K) aller Gewebetypen (Blätter, Stängel, Wurzeln), sowie Biomasseallokations-Traits, Spezifische Blattfläche, Kronenhöhe und verschiedene Ökosystemeigenschaften gemessen. Pflanzenverfügbare Konzentrationen von N, P und K im Boden wurden bestimmt, so dass ein direkter Zusammenhang von Elementen im Pflanzengewebe mit Elementkonzentrationen der Ressourcen in den jeweiligen Habitaten hergestellt werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Belgien
• Gastgeber: Professor Dr. Harry olde Venterink