Das Projekt "Die Bedeutung von Pflanzenstreu für die Keimlingsetablierung von krautigen Arten aus Grünland- und Waldgesellschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Abgestorbene Pflanzenteile (Streu) stellen eine wichtige Komponente biogeochemischer Nährstoffzyklen dar. Die Abbaurate von Streu durch Mineralisationsprozesse ist eine Steuergröße für die Produktivität von Ökosystemen und die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften. Abgesehen von diesen langfristigen Effekten auf Ökosystemprozesse übt die Akkumulation von Pflanzenstreu jedoch auch bedeutende kurzfristige Auswirkungen auf Pflanzengemeinschaften aus. Diese können direkter Natur sein, z.B. wenn Streu als physische Barriere für die Entfaltung und Etablierung von Keimlingen wirkt, oder sie können indirekt über Veränderung abiotischer Bedingungen wirken. Die Zusammensetzung lokaler Pflanzengemeinschaften wird durch eine Reihe von Filtern kontrolliert, die aus dem globalen Artenpool jene Arten durchlassen, die (i) einen spezifischen Wuchsort überhaupt erreichen, (ii) die lokalen Standortbedingungen tolerieren und (iii) erfolgreich Interaktionen mit anderen Organismen derselben oder anderer trophischer Ebenen eingehen. Verschiedene Studien haben die wichtige Bedeutung von Interaktionen nach dem Tode , die durch die Effekte von Streu auf Artenzusammensetzung und Diversität vermittelt werden, hingewiesen. Pflanzenstreu besitzt das Potential, Etablierung und Fitness von Pflanzen in unterschiedlichen Entwicklungsstadien zu beeinträchtigen. Dies geschieht durch Veränderung der chemischen (Nährstoffverfügbarkeit, Allelopathische Effekte) oder physikalischen Umwelt (Quantität und Qualität des Lichts, Temperaturamplitude, Bodenfeuchte unter einer Streudecke), durch mechanische Effekte (Streu als Barriere für das Wachstum von Keimlingen) oder durch die Beeinflussung biotischer Interaktionen, d.h. durch Auswirkungen von Streu auf Konkurrenz zwischen Pflanzenarten oder auf Herbivorie. In einer Reihe von Experimenten haben wir verschiedene Aspekte des potentiellen Effekts einer Streudecke auf die Etablierung von Keimlingen unterschiedlicher Arten von Grünland-, Wald und Steppenhabitaten untersucht (siehe Veröffentlichung).
Das Projekt "Populationsgenetische Struktur und Blütenbiologie von Viola-Arten der Stromtalwiesen: Räumliche Verteilung der genetischen Variation, Genfluss und Bedeutung der Fremdbestäubung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Das Überleben von Pflanzenpopulationen wird maßgeblich durch die in der Population vorhandene genetische Variabilität bestimmt. Diese gibt den Rahmen für das evolutionäre Potential der Art vor, d.h. für ihr Vermögen, sich an sich ändernde Umweltbedingungen anzupassen. Durch genetische Drift aufgrund von Isolation sind gerade Populationen am Rande des Verbreitungsareals in ihrem Fortbestand bedroht. Andererseits beherbergen periphere Populationen aufgrund der hier herrschenden Selektionsbedingungen möglicherweise besondere genetische Faktoren, die im Hauptverbreitungsareal der Art selten sind. Das beantragte Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit dem Vergleich der genetischen Variabilität und des Genflusses von Viola-Arten in peripheren Populationen am Oberrhein (Hessen), und subzentralen Populationen an der Mittleren Elbe (Sachsen-Anhalt) sowie den Thaya-Auen (Tschechien). Dies geschieht mit Hilfe einer modernen molekularbiologischen Methode (AFLP, amplified fragment length polymorphism), die mit relativ geringem Aufwand ein hohes Maß an genetischer Information liefert. Darüber hinaus werden Experimente zur Pollinationsbiologie der Arten durchgeführt. Diese dienen zur Charakterisierung des Bestäubungssystems, das auf das engste mit der genetischen Struktur der Arten verbunden ist. Besondere Berücksichtigung findet die Untersuchung der Pollenquelle und der Selbstbestäubung für die Reproduktion der Arten, sowie die Selbstungsrate und mögliche Inzuchtdepression der untersuchten Arten.
Das Projekt "Modellierung der Populationsdynamik von peripheren und subzentralen Populationen von Viola-Arten der Stromtalwiesen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Das Forschungsprojekt zur vergleichenden Demographie von Arten der Gattung Viola (Viola elatior, Viola persicifolia, Viola pumila) aus Stromtalwiesen untersucht die Frage, wie der Lebenszyklus der Arten in die Dynamik standortverändernder Ereignisse in Auen eingenischt ist. Unter Verwendung von Matrix-Populationsmodellen beschäftigt sich das Forschungsprogramm mit dem Vergleich der Fluktuationen von peripheren Populationen mit solchen, die eine Verbindung zum Hauptverbreitungsareal der Arten haben (subzentrale Populationen). Periphere Populationen sollten durch eine niedrigere Populationswachstumsrate (lambda) und eine größere zeitliche Variabilität von lambda gekennzeichnet sein. Diese Faktoren sollten eine höhere Aussterbewahrscheinlichkeit und eine niedrigere Populationslebensdauer von peripheren Populationen zur Folge haben. Darüber hinaus leistet das Forschungsprojekt einen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung der Samenbank und des heteromorphen Blühverhaltens (Kleistogamie) von Stromtalveilchen auf die Populationswachstumsrate. Durch die Modellierung der Sensitivität von lambda auf Übergänge im Lebenszyklus soll der Einfluß verschiedener Lebenszyklusphasen auf die Populationswachstumsrate quantifiziert werden. Weiterhin wird die Dynamik von Kleinpopulationen auf der Ebene der Metapopulation registriert, um die Extinktions- und Kolonisationsrate der Arten zu bestimmen.