Das Projekt "Teilprojekt B 01: Die Zusammensetzung baumbürtiger organischer Substanz und ihre Wirkung auf mikrobielle Prozesse im Untergrund: Rückkopplung auf Pflanzen und Nährstoffkreisläufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Ökologie, Professur Ökologie durchgeführt. Ziel dieser Studie ist es zu verstehen, wie sich Unterschiede im chemischen Aufbau baumbürtiger DOM (treeDOM; Kronendurchlass, Stammabfluss, Streulösungen, Wurzelexsudate) auf die Bodenvegetation und mikrobiell-ökologische Prozesse in Boden und Untergrund auswirken. Neben der Erfassung von Baumarten- und Landnutzungseffekten auf DOM und Nährstoffe vom Kronenraum bis in die Wurzelzone, werden DOM und Wurzelexsudate aus dem Freiland analysiert und ihre Wirkung auf bodenmikrobiologische Prozesse ermittelt. Mesokosmenversuche testen die Interaktionen zwischen DOM, Pflanzenwachstum und Prozessen der bodenmikrobiellen Gemeinschaft. Die Kombination dieser sich ergänzenden experimentellen Ansätze erlaubt neue Einblicke in die Beziehung zwischen treeDOM und ökologischen Prozessen am Waldboden.
Das Projekt "Teilprojekt: EXClAvE - Landnutzungseffekte auf Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften in einem experimentellen 'common garden' Ansatz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Marburg, Fachbereich 17: Biologie, Arbeitsgruppe Evolutionäre Ökologie der Pflanzen durchgeführt. In der nächsten Phase der Biodiversitäts Exploratorien sollen Experimente dabei helfen die Effekte verschiedener Landnutzungskomponenten auf Ökosysteme zu ermitteln. 'Common garden' Experimente werden genutzt, um die Umweltheterogenität zu minimieren, die ansonsten interessante Effekte verschleiert. Wir planen Grasnarben, die von n = 42 Plots der Biodiversitäts Exploratorien entnommen werden, in einem 'common garden' auszubringen wo die Intensität der Mahd und der Düngung manipuliert werden soll. In den nächsten drei bis 15 Jahren werden die Veränderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften auf den Grasnarben verfolgt. Hierfür wird die Zusammensetzung und Diversität der Pflanzen und Bakterien (next-generation 16S rRNA gene amplicon sequencing) ermittelt. Zusätzlich werden noch 3D-Modelle der Pflanzengemeinschaften, die durch multispektrale Information ergänzt werden, erstellt (PlantEye F500, Phenospex, Heerlen, The Netherlands). Diese Modelle erlauben die Errechnung von Parametern, die ganze Pflanzengemeinschaften charakterisieren. Änderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften werden mit der Landnutzung der Plots in den vergangenen Jahren ins Verhältnis gesetzt. Wir erwarten, dass Gemeinschaften, die aus verschiedenen Plots stammen, aber die gleiche Landnutzung erfahren in Ihrer Zusammensetzung und Diversität konvergieren; Gemeinschaften aus den gleichen Plots, die aber unterschiedliche Landnutzung erfahren, sollten divergieren. Das Projekt nutzt das Vorwissen zu den einzelnen Plots in Bezug auf Landnutzung und Artenzusammensetzung, liefert neuartige Daten für die Biodiversitäts Exploratorien, und stellt einen unabhängigen und neuartigen Beitrag zu der Frage, wie Landnutzug Ökosysteme beeinflusst, dar.
Das Projekt "Teilprojekt: Erforschung der adaptiven Prozessen bei der Algenblüten Bildung und zwischen den Blüten von heterogenen Populationen des giftigen Dinoflagellates Alexandrium ostenfeldii anhand von Feld- und Laborstudien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Merkmale, die zwischenartliche Interaktionen beeinflussen, sind von großer Bedeutung für die Stabilität von Populationen und die Koexistenz von Arten innerhalb von Gemeinschaften. Variabilität in diesen Merkmalen beeinflusst die Fitness der Art nicht nur direkt, sondern auch indirekt über die Fitness der gekoppelten, interagierenden Partner. Im Falle von antagonistischen Interaktionen wie z.B. Prädation und Konkurrenz ist daher anzunehmen, dass Variation in diesen Merkmalen selektiv aufrechterhalten wird. Daher sollte jeder Versuch Diversitäts-Stabilitäts-Zusammenhänge zu verstehen, funktionelle Variation dieser Merkmale in ökologischen Schlüsselarten als mechanistische Basis beinhalten. Mit diesem Projekt schlagen wir nun vor, die selektive Aufrecherhaltung der Diversität von allelochemischer Aktivität, einem weitverbreiteten Merkmal in Blüten von Alexandrium ostenfeldii zur Reduktion von Prädation und Konkurrenz, im Zusammenhang mit abiotischen (Nährstofflimitierung und Temperatur) und biotischen (Konkurrenz und Prädation) Stressoren zu untersuchen. Durch die Kombination von Feldbeobachtungen und Mikrokosmos- und Chemostaten-Experimenten mit der Charakterisierung der Zystenbank und experimenteller Evolution verbinden wir die Populationsdynamik innerhalb von Blüten mit der Populationsdynamik zwischen Blüten. Unsere Hypothesen sagen voraus, dass die wechselnde Selektionsdrücke und mutualistische Interaktionen zwischen allelochemisch aktiven und nicht-aktiven Linien die Populations- und Merkmalsdynamiken während der Blüte bestimmen und deren Diversität aufrechterhalten. Zwischen den Blüten ist die hohe Anzahl an kompatiblen und inkompatiblen Linien mit allelochemischer Altivität ein effizienter Mechanismus, um die Diversität und Stabilität mutulistischer Interaktionen aufrecht zu erhalten. Die Verbindung von Merkmalsvielfalt mit Populationsdynamiken in entscheidenden Phasen des Lebenszyklus erlaubt es uns daher, das Verständnis von Biodiversität und Ökosystemstabilität zu vertiefen.