Analyse von Wurzel-Merkmalen zum Testen von Umweltfiltern und Nischen-Komplementarität in Grünland-Gesellschaften

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Helge Bruelheide; Dr. Ute Jandt; Professor Dr. Dierk Scheel (†)
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 61580740

Während das Vorgängerprojekt BE RICH auf der Basis von Traits vorhersagte, wie gut neue Arten aus dem regionalen Artenpool sich in einer Pflanzengemeinschaft ansiedeln und behaupten können, fragt BE LOW nun aus der Perspektive einer neu-ankommenden Art, in welcher lokalen Nachbarschaft sie am besten wachsen kann. Einen Schwerpunkt werden dabei Merkmale mit funktioneller Verbindung zu Boden-Prozessen darstellen, weshalb wir Wurzel-Traits und Exsudate untersuchen und dabei ein breites Spektrum exsudierter nieder-molekularer organischer Verbindungen abdecken werden. Wir werden die Hypothesen testen, dass (H1) das Überleben und die Performanz aus der statistischen Wahrscheinlichkeit des Miteinander-Vorkommens von Pflanzenarten in einer spezifischen lokalen Nachbarschaft vorhergesagt werden kann, (H2) Gesellschafts-gewichtete mittlere Merkmale und funktionelle Diversität mit der Landnutzungsintensität korreliert sind, (H3) das ökonomische Spektrum der Pflanzenblätter mit dem der Wurzeln in einem Zusammenhang steht. Desweiteren werden wir prüfen, ob (H4) es in einer bestimmten Umwelt ein bestimmtes Maß an Ähnlichkeit zu der bestehenden Nachbarschaftsgemeinschaft gibt, bei der die Performanz maximal ist, was aufgrund einer Balance zwischen Umwelt-Filtern und Konkurrenz bei zu hoher Ähnlichkeit zu erwarten ist. Ferner werden wir die Hypothesen testen, dass (H5) Wurzel-Merkmale und Exsudations-Muster an die lokale Nachbarschaft und an die Landnutzung angeglichen werden, (H6) bestimmte Wurzel-Merkmale und Exsudate eine zeitliche Änderungen in den Bodenbedingungen nach sich ziehen und (H7) die Zusammensetzung von Exsudaten Pflanzenarten-spezifisch ist und sich hierin insbesondere Gras- von Krautarten unterscheiden. Wir beabsichtigen, je zehn mykorrhizierte und nicht-mykorrhizierte Pflanzenarten zu nutzen sowie je zehn Gras- und Krautarten (ingesamt 20 Arten), die sowohl im Feld als auch im Gewächshaus untersucht werden. Für zehn der Arten werden wir Wurzel-Exsudate analysieren. Das Projekt besteht aus vier Arbeitspaketen, die die Anzucht von Pflanzen und die Analyse der lokalen Nachbarschaften beinhalten (WP1), das Auspflanzen von Phytometern der 20 Arten in ausgewählte 54 Grünland-Plots (3 Exploratorien, 3 Landnutzungstypen, 6 Wiederholungen), das Monitoring ihres Wachstums, die Analyse ihrer anatomischen, morphologischen und chemischen Wurzel-Merkmale bei der finalen Ernte, und darauf basierend, die Vorhersage von Community Assembly Rules (WP2), die Durchführung von Gewächshaus-Experimenten in Töpfen für die Analyse von Wurzelmerkmalen (WP3) sowie die Massenspektrometrie-basierte Metabolit-Analyse von Exsudaten und Wurzeln (WP4).Zusammenfassend bringen wir in diesem Projekt funktionelle Biodiversitätsforschung zusammen mit Gesellschafts-Ökologie und funktioneller Wurzelforschung, womit eine wichtige Lücke in der Verknüpfung von oberirdischen und unterirdischen Prozessen geschlossen wird.

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