Trophische Interaktionen entlang von Baum-Verjüngungsstadien

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Tim Diekötter; Professorin Dr. Alexandra Erfmeier
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452861007

Genereller Forschungskontext: Die Janzen-Connell-Hypothese besagt, dass die Baumartenvielfalt in Wäldern durch trophische Interaktionen aufrechterhalten wird, die sich negativ auf die Rekrutierung auswirken und positiv mit der Artgenossendichte sowie negativ mit der Entfernung zu Mutterbäumen zusammenhängen. Wichtige Interaktionen hierbei sind Samenprädation und Herbivorie an Keimlingen. Viele Studien zur Janzen-Connell-Hypothese bei insektenvermittelten trophischen Interaktionen fokussieren auf einzelne Baumarten, wobei es schlussendlich eine Hypothese auf Gemeinschaftsebene ist.Hypothesen: Wir untersuchen Pflanze-Prädatoren- und Pflanze-Herbivoren-Interaktionen von Insekten über verschiedene Baumverjüngungsstadien aus Sicht der Janzen-Connell-Hypothese entlang eines Baumdiversitätsgradienten im BEF-China-Experiment. Wir nehmen an, dass (i) die Baumverjüngung, (ii) die damit verbundenen Funktionen der Samenprädation vor und nach der Samenstreuung sowie die Herbivorie an Sämlingen und (iii) der funktionelle Beitrag von Generalisten und Spezialisten entlang des Baumdiversitätsgradienten variieren, (iv) Janzen-Connell-Effekte in diesen Funktionen von der Gemeinschaftskomposition von Bäumen und damit samen- und pflanzenfressender Insekten abhängen.Methoden: Wir untersuchen Verjüngungsstadien und Samenprädation vor und nach Samenstreuung und die Herbivorie an Sämlingen ausgewählter Baumarten mit verschiedenen Fruchtmerkmalen beobachtend und experimentell. In allen Plots wird die Samenprädation vor der Ausschüttung mittels Samenfallen unter Individuen ausgewählter Baumarten studiert. Durch Einschluss unreifer und reifer Früchte werden Insekten und Prädationsraten identifiziert. Die Samenprädation nach der Ausschüttung wird mittels Samenkarten der ausgewählten Baumarten unter Vertebraten- oder Verte-/Invertebratenausschluss untersucht. In allen VIP-Plots wird der natürliche Rekrutierungserfolg quantifiziert. Bei ausgewählten Baumarten werden zudem Blattschäden durch Insektenfraß und Pilzbefall der Nachkommen untersucht. Keimung und Herbivorie an Sämlingen werden für die ausgewählten Baumarten experimentell durch Samen- und Sämlingsausbringung in Käfigen mit Invertebratenausschluss und Kontrollen in Home- and Away-Situationen entlang des Baumdiversitätsgradienten untersucht. Die Identifizierung funktionell beteiligter Insekten wird durch molekulare Techniken unterstützt.Innovation: Wir untersuchen Janzen-Connell-Effekte für die Prädation von Samen sowie die Keimung von und Herbivorie an Sämlingen als entscheidende Lebensstadien während der Baumverjüngung mit einem Insektenfokus. Indem wir versuchen, Agenten von Samenprädation und Keimlingsherbivorie auf Artniveau zu identifizieren, ergänzen wir eine entscheidende Komponente des trophischen Netzwerks in subtropischen Wäldern. Gemeinsam ergänzen unsere Ansätze das grundlegendes Wissen darüber, wie Arten in diesem System über trophische Ebenen hinweg interagieren und die Baumvielfalt erhalten bleibt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5281: Multi-trophische Interaktionen in einem Waldbiodiversitätsexperiment in China
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Zhi-Shu Xiao