Oberirdische Primärproduktion von Waldökosystemen in Abhängigkeit der Artdiversität und Zusammensetzung

• Antragsteller: Professor Dr. Pascal A. Niklaus
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 35758305

Die Kernfrage der Forschergruppe ist, ob und wie Diversität die Ökosystemfunktion von Waldökosystemen bestimmt. In Teilprojekt 1 (SP1) testen wir die Auswirkungen von Baumund Strauchdiversität auf die Primärproduktion von Bäumen. Bis heute ist immer noch unklar, ob und welche Effekte auftreten. Zwar liegen zahlreiche Untersuchungen aus Wiesenökosystemen vor, welche in der Regel einen positiven Effekt von Diversität auf Produktivität zeigen. Aufgrund der unterschiedlichen Größe und Life History von Bäumen ist aber zu erwarten, dass sich die Mechanismen, über welche Arten interagieren, unterscheiden, und damit möglicherweise auch die resultierenden Biodiversitätseffekte. Weiter ist wahrscheinlich, dass Wechselwirkungsmechanismen sich im Verlauf der Bestandsentwicklung von herbivoren- und pathogen-basierten, dichteabhängige Mechanismen in frühen Stadien zu resourcennischen-basierten Mechanismen in späteren Stadien entwickeln.Wir werden die Größe und Umsatzraten ausgewählter Kohlenstoff-Pools in den „Comparative Study Plots“ und im „Main Experiment“ analysieren. Dazu werden Baumhöhe und Stammquerschnitt von Baumindividuen so erfasst, dass sie auf den Bestand extrapoliert werden können. Baumhöhe und Stammquerschnitt werden als direkte Indikatoren für Biomasse und Wachstum analysiert. Spezifische Biomasse- und Primärproduktionskomponenten werden mit Hilfe allometrischer Beziehungen aus diesen „Proxies“ abgeschätzt. Die Messungen von SP1 werden in dieser Projektphase neu auch die „BEFmod“-Subplotbehandlungen abdecken, so dass erstmals gezielt dichteabhängige (Pilze [SP14]; Insekten [SP8]) und ressourcennischenbasierte Mechanismen separiert werden können.Mit Hilfe demographischer Methoden werden die Umsätze markierter Blattkohorten quantifiziert. Blatt-Turnover kann in subtropischen Wäldern einen bedeutenden Anteil der Primärproduktion ausmachen. Blattherbivorie und Pilzbefall wird in Kooperation mit SP8 und SP14 an denselben Kohorten abgeschätzt werden. Die Entwicklung der Blattfläche wird auf Bestandesebene mit Hilfe von Messungen des Blattflächenindex und des Lichtregimes (Quantität, Verteilung und Qualität) verfolgt werden. Mit Hilfe von Streufallen wird die Blattstreuproduktion erfasst werden; diese Messung war bisher nicht sinnvoll, da die Bäume noch zu klein und der Unterwuchs durch Unkräuter dominiert war. In Zusammenarbeit mit SP5 wird die Streu auf Kohlenstoff und Nährstoffe analysiert werden, um das Recycling wichtiger Nährstoffe (N, P, Kationen) zu bestimmen.In Zusammenarbeit mit unseren chinesischen Partnerprojekten wird ein umfassendes Verständnis von Biodiversitätseffekten auf die Kohlenstoffdynamik des Systems, inkl. unterirdischer Prozesse, resultieren, und umfassende Daten zur Primärproduktion werden der ganzen Forschergruppe zur Verfügung gestellt werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 891: The role of tree and shrub diversity for production, erosion control, element cycling, and species conservation in Chinese subtropical forest ecosystems
• Internationaler Bezug: China, Schweiz
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Ma Keping; Professor Dr. Bernhard Schmid; Professor Dr. Zhiyao Tang