Muster und Mechanismen der Wirkung unterschiedlicher Baumartendiversität auf die Bodenfauna an der Schnittstelle Boden-Streu und in der Rhizosphäre

Im Projekt A4 des Graduiertenkollegs 1086 ” werden die Diversität und Aktivität der Bodenmeso- und Makrofauna untersucht, wobei die Aufklärung der trophischen Struktur des Zersetzernahrungsnetzes im Vordergrund steht. Insbesondere wird der Einfluss der Baumartenidentität und –diversität auf das Zersetzernahrungsnetz untersucht. Dazu wurden auf ausgewählten Cluster-Flächen mit Fagus sylvatica, Fraxinus excelsior, Carpinus betulus, Tilia sp. und Acer pseudoplatanus und den zwei und drei Arten-Mischungen dieser Baumarten Proben zur Extraktion der Bodenfauna entnommen. Um weitere, vertiefende Einblicke in die trophische Struktur des Zersetzernahrungsnetzes zu erlangen, soll in experimentellen Ansätzen mit Isotopenmarkierungen gearbeitet werden. Dazu werden Buchen und Eschen mit erhöhten Gehalten der stabilen Isotope von Kohlenstoff (13C) und Stickstoff (15N) in Gewächshäusern angezogen. Durch die 13C- und 15N-Markierung in Blatt- und Wurzelstreu und Exposition dieser Streu im Freiland und in Labor-Systemen sollen die Flüsse dieser Elemente durch das Zersetzernahrungsnetz untersucht werden.
In einem Mesokosmenexperiment werden mithilfe der markierten Streu die Effekte von Streuqualität (Buchen- und Eschenstreu und Mischungen) und Streutypen (Blatt- und Wurzelstreu und ihren Mischungen) auf die Zersetzerfauna untersucht. Die C- und N-Umsetzung aus der Streu im Boden und innerhalb des Rhizospärenraumes (Mykorrhiza, saprophytische Pilze und Bakterien) soll in Kooperation mit den Teilprojekten A1 (Jasmin Weiße), B5 (Christina Langenbruch) und B6 (Andrea Scheibe) analysiert werden. Weiterhin ist geplant, von ausgewählten Tiergruppen in Kooperation mit dem Projekt B6 Fettsäuren zu analysieren. Dies soll Aufschluss darüber geben, ob die Zersetzer Mykorrhizapilze und saprophytische Pilze als Ressource nutzen.
Zudem soll im Sommer 2009 ein in-situ 13C-Markierungsexperiment („pulse labelling“) an jungen Buchen und Eschen im Freiland durchgeführt werden. In Kooperation mit den anderen Projekten des Graduiertenkollegs wird die Bedeutung von wurzelbürtigem Kohlenstoff im Boden, im Rhizosphären-Raum und im Zersetzernahrungsnetz untersucht. Um weitere Einblicke in die Bedeutung der Kohlenstoffpfade (Streu vs. wurzelbürtiger Kohlenstoff) für das Saprophagen-Nahrungsnetz zu erhalten, ist geplant, unter den Bäumen, an denen das Pulse-labelling durchgeführt wird, Streuaustauschversuche mit 13C- und 15N-markierter Streu durchzuführen.

Untersuchungsmethoden

• Kempson- und MacFadyen-Probenahmen im Nationalpark Hainich
• Analyse der natürlichen Gehalte der stabilen Isotope 13C und 15N der Zersetzerfauna
• Mesokosmenexperimente mit 13C-und 15N-markierter Blatt- und Wurzelstreu von Fagus sylvatica und Fraxinus excelsior
• Pulse-labelling

Publikationen

• Scheu, S., Illig, J., Eissfeller, V., Krashevska, V., Sandmann, D., Maraun, M., 2008. The soil fauna of a tropical mountain rainforest in southern Ecuador: structure and functioning. In: The tropical mountain forest. Patterns and Processes in a Biodiversity Hotspots. S. R., Gradstein, J. Homeier, D., Gansert (eds.). Biodiversity and Ecology Series 2, 79-96.