Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Einfluss von Totholz auf die funktionelle Diversität and biogeochemischen Eigenschaften in unterliegenden Böden

Description: Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Einfluss von Totholz auf die funktionelle Diversität and biogeochemischen Eigenschaften in unterliegenden Böden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie, Lehrstuhl für Evolution und Biodiversität der Pflanzen, Arbeitsgruppe Geobotanik.Totholzstämme sind ein Habitat für viele spezialisierte Organismen. Sie stellen meistens eine energiereiche und zugleich nährstoffarme Ressource in Wäldern dar. Totholzstämme unterscheiden sich von Böden im Gehalt und in der Verfügbarkeit von Nährstoffen. Über die chemischen und biologischen Wechselwirkungen mit Böden ist jedoch wenig bekannt, weshalb unser Verständnis der Auswirkungen von Totholz auf die Funktion und Biodiversität in Waldböden limitiert ist. Pilzhyphen haben die Fähigkeit zwei Habitate zu überbrücken und dadurch Nährstoffe zwischen Totholz und Boden umzuverteilen. Nährstoffgradienten existieren in den Biodiversitäts-Exploratorien durch verschiedene Nährstoffgehalte in Totholzstämmen von 13 Baumarten, die im BeLongDead-Experiment ausgelegt wurden, und durch verschiedene Böden, die durch Forstmanagement beeinflusst sind. Ein Ziel des Projekts ist es, das Potenzial für Nährstofftranslokation durch verschiedene Bodenpilzgemeinschaften der Exploratorien in einem kontrollierten Laborexperiment zu ermitteln. Ein weiteres Ziel ist es, die langfristigen Effekte der sich seit ca. 9 Jahren zersetzenden Totholzstämme des BeLongDead-Experiments auf die unterliegenden Böden zu ergründen. Unsere übergeordnete Hypothese ist, dass nährstoffarme Böden eine andere Reaktion auf Nährstoffgradienten zu den Totholzstämmen zeigen als nährstoff-reiche Böden. Für nährstoffarme Böden hypothesieren wir positive Effekte mit zunehmenden Totholznährstoffen der verschiedenen Baumarten auf die (1) Nährstofftranslokation in Richtung Boden, (2) funktionelle Diversität von saprotrophen Pilzen, (3) Feinwurzeldichte, ektomykorrhizierten Kurzwurzeln und Ektomykorrhiza-Diversität, und (4) mikrobielle Biomasse und Aktivität. Für nährstoffreiche Böden erwarten wir entgegengesetzte Effekte (1 und 2), keinen Effekt (3) und einen ähnlichen Effekt (4). Zur Überprüfung der Hypothesen werden wir innovative und etablierte Methoden sowie Felduntersuchungen und Laborexperimente kombinieren. Die Nährstofftranslokation durch Hyphen wird basierend auf 15N- und 33P-Markierung erfasst und durch Sequenzierung der pilzlichen Metatranskriptome begleitet. Chemische und mikrobielle Bodenparameter sowie Wurzeleigenschaften werden mit der Struktur und Aktivität der pilzlichen Gemeinschaft, erfasst durch Next-Generation-Sequencing, in Beziehung gesetzt. Unsere sich ergänzenden Expertisen ermöglichen uns die Bedeutung der pilzlichen Diversität und der Bodeneigenschaften unter Totholzstämmen für Ökosystemprozesse zu bewerten. Durch die Zusammenarbeit innerhalb eines koordinierten und vollständig replizierten Experiments mit weiten Nährstoffgradienten erwarten wir belastbare Ergebnisse mit großer wissenschaftlicher Bedeutung und Nutzen für die Waldwirtschaft.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Bochum ? Bodennährstoff ? Nährstoffgehalt ? Baum ? Biologische Wirkung ? Botanik ? Nährstoff ? Totholz ? Pflanzenverfügbarkeit ? Bodenkunde ? Habitat ? Waldboden ? Biologische Aktivität ? Bodenqualität ? Management ? Biotechnologie ? Mikroorganismen ? Pilz ? Laborversuch ? Evolution ? Forstwirtschaft ? Gutachten ? Kenngröße ? Biomasse ? Organismen ? Zusammenarbeit ? Wald ? Diversität ? Biodiversität ? Ressourcenverfügbarkeit ? Forschung ? Sequenzierung ? Wechselwirkung ? Forstwissenschaften ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

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Leaflet | © OpenStreetMap

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Bereitsteller*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Bochum, Fakultät für Biologie und Biotechnologie, Lehrstuhl für Evolution und Biodiversität der Pflanzen, Arbeitsgruppe Geobotanik (Betreiber*in)
• Universität Köln, Geographisches Institut, Arbeitsgruppe Ökosystemforschung (Mitwirkende)
• Universität München, Department Biologie I, Institut für Genetik (Mitwirkende)

Time ranges: 2017-01-01 - 2025-05-13

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Impact of deadwood on functional diversity and biogeochemical traits in underlying forest soils
  Description: Decomposing deadwood logs serve as habitat for many specialized organisms. They mostly represent an energy-rich and nutrient-poor resource in forest ecosystems. Logs differ from soils in nutrient content and availability, but the biological and chemical interactions with underlying soil are largely unknown, leaving a gap of knowledge concerning the implications of deadwood for functions and biodiversity in forest soils. Fungal hyphae have the capability to bridge the two habitats and to redistribute nutrients between deadwood and soil. In the Biodiversity Exploratories, nutrient gradients exists through different nutrient concentrations in logs of 13 tree species, exposed in the BeLongDead experiment, and different soils, influenced by forest management. Understanding nutrient translocation as key mechanism is crucial for predicting the impact of nutrient gradients as driver of microbial community structure and function, fine root traits and chemical soil properties at the wood-soil interface. One aim of the proposed project is to elucidate the potential of nutrient translocation by different soil fungal communities occurring in the Exploratory forests in a controlled laboratory experiment. Another aim is to study the long-term effects of yet 9 years decomposing logs on underlying soils in the BeLongDead experiment. Our overarching hypothesis is that nutrient-poor and nutrient-rich soils respond differently to nutrient gradients to logs, which vary among tree species. For nutrient-poor soils, we hypothesize increasingly positive effects of log nutrients on (1) nutrient translocation towards soil, (2) functional diversity of saprotrophic fungi, (3) fine root density, ectomycorrhizal short roots and diversity of ectomycorrhizal fungi, and (4) microbial biomass and activity. For nutrient-rich soils, we expect opposite responses (1 and 2), no impact (3) and a similar effect (4), respectively. To test the hypotheses, we will combine innovative and established methods as well as field work and laboratory experiments. Hyphal nutrient translocation will be assessed based on 15N and 33P labelling accompanied by metatranscriptome sequencing. Chemical and microbial soil parameters as well as root traits will be linked to fungal community structure and activity assessed by Next-Generation-Sequencing approaches. Combined expertise will allow us to evaluate the relevance of fungal diversity and soil properties below logs for ecosystem processes. By working on a coordinated and full replicated experiment across nutrient gradients, we expect robust results with high scientific impact and benefits for forestry. https://ufordat.uba.de/

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/325104630 (Webseite)

Status

Aktiv

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