FOR 891: The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems
Geowissenschaften
Medizin
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Biodiversitäts-Ökosystemfunktions (BEF)-Experimente in Wäldern haben das Ziel, die Effekte des Artenverlusts auf Ökosystemvariablen, wie zum Beispiel Produktivität, zu erklären. Im Main Experiment des "BEF-China" Projektes haben wir den zufälligen und nicht zufälligen Verlust an Arten basierend auf einer Auswahl von 40 Laubbaumarten entlang replizierter Extinktionsszenarien simuliert. Insgesamt wurden 566 Untersuchungsflächen mit einer Größe von jeweils 0.067 ha an zwei Feldstandorten im subtropischen China (Xingangshan, Provinz Jiangxi) eingerichtet. Zusätzlich wurde eine Beobachtungsstudie für BEF-Beziehungen durchgeführt, in der 27 Comparative Study Plots (CSPs) in einem nahegelegenen Wald in unterschiedlichen Sukzessionsstufen angelegt wurden. BEF-China zeichnete sich durch einige neuartige Schlüssel-Charakteristika aus, wie z.B. eine geneigte Topografie, die es uns erlaubte, Diversitätseffekte in Bezug auf Bodenerosion zu untersuchen, die Manipulation und faktorielle Kombination der Artenvielfalt auf Baum- und Strauchebene, sowie die Beeinflussung der genetischen Diversität auf Artebene. Nach der Anlage des Experiments in 2009 und 2010 hat sich in der dritten Phase des Projekts das Kronendach im Main Experiment zu schließen begonnen und haben die gepflanzten Bäume angefangen, miteinander in Interaktion zu treten. Dies hat uns ermöglicht, die Entwicklung von BEF-Zusammenhängen in einem frühen Stadium der Waldentwicklung zu beobachten. In diesem wichtigen Stadium des Experiments waren unsere Ziele deshalb die Messung von Effekten der Diversität und Artenzusammensetzung auf das individuelle Baumwachstum sowie die Erfassung der Interaktionen zwischen Bäumen und den biotischen und abiotischen Ökosystemvariablen auf der Bestandsebene. Ein neuartiger "Ecoscape-Ansatz“ diente dazu, das sich ausbildende Biodiversitätssignal von Hintergrundeffekten der Umwelt und räumlicher Heterogenität zu trennen. Zusätzlich wurden wir zu den häufig gemessenen Ökosystemvariablen wie Primärproduktivität und Ressourcennutzung auch Bodenerosion, weitere abiotische Variablen, die Häufigkeit und Diversität assoziierter Organismen wie Arten der Krautschicht, Bodenmakrofauna, Herbivoren, pathogenen Blattpilze, Destruenten, Mykorrhizapilze sowie weiterer Bodenmikroorganismen erfasst. Besondere Ansätze in der dritten Phase warem die Quantifizierung 1) der Interaktionen zwischen Organismen und mit der örtlichen Topografie, dem Mikroklima und der Bodenumwelt, 2) der Multifunktionalität des Totholzabbaus unter verschiedensten Bedingungen und 3) der Modifikation von BEF-Zusammenhängen mit zusätzlichen Split-Plot-Behandlungen zur Simulation veränderter biotischer Interaktionen und Ressourcenverfügbarkeit im Main Experiment. Die BEF-Beziehungen wurden auch weiterhn von uns weiterhin in den CSPs untersucht, für wir vollständige Ökosystemmodelle für biogeochemische Stoffflüsse und Nahrungsnetze der verschiedenen Lebensgemeinschaften konstruieren konnten. Sowohl für das Main Experiment als auch für die CSPs wurden die in den ersten beiden Phasen von BEF-China gesammelten umfangreichen Daten zu Synthese-Arbeiten zusammengeführt. Diese Ziele wurden durch die enge Zusammenarbeit chinesischer und europäischer Wissenschaftler aus den unterschiedlichen Fachrichtungen in vollem Umfang erreicht. Zahlreiche internationale Publikationen haben dazu beigetragen, die zentralen Fragen von BEF-China zu beantworten: was sind die Folgen des Verlustes von Biodiversität auf die Funktionsweise von Waldökosystemen und welche Mechanismen können diese Folgen erklären?
