The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.
Das beantragte Projekt untersucht biotische Regulationsmechanismen epigäischer Prädatoren mit einem breiten Nahrungsspektrum. Polyphage Prädatoren und ihre Beuteorganismen bilden einen zentralen Komplex des Nahrungsnetzes von vielen terrestrischen Lebensräumen. Durch die Nutzung von Beute aus dem oberirdischen wie dem unterirdischen Nahrungsnetz verknüpfen generalistische Prädatoren diese beiden Subsysteme terrestrischer Ökosysteme. Exemplarisch werden zwei Arten von Wolfsspinnen (Lycosidae) einer Wald-Wiese-Übergangszone untersucht. In diesem Habitat koexistieren verschiedene Lycosidenarten, dominant sind Pardosa pullata und P. lugubris. Für diese beiden Arten wird die Phänologie, das Nahrungsspektrum und wichtige biotische Steuergrößen der Populationen (Angebot an Beute, Intra-Gilde-Prädation, Kannibalismus, Parasitoide) untersucht. Durch die Analyse der Gehalte der natürlichen Isotope 13C und 15N wird die Stellung dieser beiden Arten im Nahrungsnetz bestimmt und ihr Beutespektrum im Labor und im Freiland analysiert. Die Untersuchungen sollen die Funktion von generalistischen Prädatoren im Nahrungsnetz terrestrischer Ökosysteme exemplarisch beleuchten und wesentliche biotische Interaktionen, die als Steuergrößen für generalistische Prädatoren wichtig sind, aufdecken.
Auswertung der in der Kulturlandschaft gesammelten Wirbellosendaten (Saugermethode auf Bodenoberflaeche und in Bodenvegetation) im Hinblick auf eine Lebensraumbewertung.
Der großflächige Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in der Landwirtschaft gefährdet zunehmend Vögel auf Feldern. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA). Vor allem Rebhuhn und Feldlerche finden durch den Chemikalieneinsatz weniger Nahrung, weil mit den Schädlingen auch Futtertiere wie Schmetterlingsraupen und andere Insekten getötet werden. Herbizide beseitigen außerdem Wildkräuter auf den Äckern, von denen die Insekten leben. So wird die Nahrungskette nachhaltig gestört. Dabei wäre es möglich, die Artenvielfalt auf Äckern, Feldern und Wiesen zu schützen. Thomas Holzmann, derzeit amtierender Präsident des Umweltbundesamtes: „Wir brauchen einen Mindestanteil von Flächen, auf denen nicht gespritzt wird. Auf solchen Blühstreifen und Brachen fänden Feldvögel, Schmetterlinge, und Bienen dann genügend Nahrung.“
Die Auswirkungen von globalem Wandel auf Biodiversität, insbesondere aufgrund von Landnutzungsintensivierung, sind vergleichsweise gut dokumentiert. Damit verbundene Veränderungen trophischer Interaktionen und der Struktur von Nahrungsnetzen und Lebensgemeinschaften sind wenig bekannte, aber essentielle Aspekte für das Funktionieren von Ökosystemen. In drei Biodiversitätsexploratorien werden standardisierte und gut replizierte Experimente entlang eines Landnutzungsgradienten in Grünland- und Waldhabitaten (insgesamt 300 Flächen) durchgeführt. Die Landschaftsstruktur wird in einem Radius von 2 km um die Untersuchungsflächen quantifiziert, so dass kombinierte Effekte der lokalen Nutzungsintensität und des regionalen Landschaftskontext auf biotische Interaktionen analysiert werden können. Mit einem Nisthilfenexperiment werden die Artenvielfalt, Artenzusammensetzung, Populationsdynamik und biotischen Interaktionen von Bienen, Wespen und ihren Gegenspielern untersucht. Weiterhin ermöglicht dieses Experiment die Konstruktion von quantitativen Nahrungsnetzen über vier trophische Ebenen. Wirt-Gegenspieler-Interaktionen werden zusätzlich an Hummeln und ihren Kolonien erfasst. Bestäuberlimitierung, Samenprädation, Herbivorie und Parasitierung werden an natürlicherweise vorkommenden und experimentell ausgebrachten Phytometerpflanzen untersucht. In einem gepaarten Design werden gezäunte und ungezäunte Waldflächen sowie gemähte und ungemähte Grünlandflächen verglichen. Zusammenfassend werden aus den geplanten Experimenten komplementäre Daten mit synergistischem Wert für das Gesamtprojekt resultieren, die Aussagen zu dem Zusammenhang zwischen nicht-zufälligem Artenverlust und zentralen Ökosystemfunktionen ermöglichen.
Die Kriterien zur Identifizierung von Stoffen als PBT bzw. vPvB sind gesetzlich in der REACH-Verordnung (REACH-VO) festgehalten. Die Bewertung des Bioakkumulationspotentials beruht dabei hauptsächlich auf dem aquatischen Standardtest am Fisch nach OECD 305 zur Bestimmung des Biokonzentrationsfaktors (BCF) sowie dem Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizienten (log KOW). So erfüllt ein Stoff ab einem log KOW größer als 4,5 die Screening-Kriterien für die PBT-Bewertung. Für die abschließende Identifizierung als bioakkumulierend im Sinne des Anhang XIII der REACH-VO ist ein gemessener Biokonzentrationsfaktor log BCF größer als 3.3 erforderlich. Die internationale wissenschaftliche Diskussion insbesondere in den USA und Kanada dagegen vertritt eine weiterführende und flexiblere Position, in der auch die Biomagnifkation berücksichtigt wird. Neuere Arbeiten von Gobas et al. haben gezeigt, dass auch Stoffe mit einem log KOW = 2 - 5 zu einer beträchtlichen Biomagnifikation in luftatmenden Organismen führen können, obgleich diese bei Fischen häufig keine so weitgehende Bioakkumulation aufweisen, als dass der Trigger log BCF > 3.3 erreicht würde. Als neues Bewertungskriterium wird bei diesem Ansatz der bei der Bewertung etablierte Verteilungskoeffizient (Octanol/Wasser) durch den Octanol-Luft-Verteilungskoeffizienten (log KOA) ergänzt und so auch eine Aussage für luftatmende Spezies getroffen. Die hierzu in der Literatur vorgestellten neuen Bewertungsmodelle sollen evaluiert und auf ihre Belastbarkeit geprüft werden. Weiterhin sind anhand der verfügbaren Messdaten repräsentative Beispiele sowohl aquatischer (Fische und luftatmende Tiere) als auch terrestrischer Nahrungsketten bzw. Nahrungsnetze in Europa auszuwählen. Über den Kontaminantengehalt der gewählten Spezies ist der Biomagnifikationsfaktor entlang dieser Nahrungsketten zu erstellen und in Korrelation zu den log KOW/ log KOA Werten der Kontaminanten zu setzen. Eine abschließende Einschätzung über das Biomagnifikationspotential von ...
Hypothesen: 1. Wir erwarten, dass Bodennnahrungsnetze in unterschiedlichen Habitattypen von Schlüsselarten beeinflusst werden, die einen überproportionalen Einfluss auf die in diesen Systemen beobachteten Ökosystemprozesse haben. 2. Wir nehmen an, dass Bodenorganismen in unterschiedlichen Habitaten unterschiedlich stark von der Intensität der Landnutzung beeinflusst werden und dass dieser Effekt stark vom jeweiligen Landschaftskontext abhängt. 3. Wir erwarten, taxonspezische Reaktion der Bodenfauna auf Veränderungen in Landnutzungsintensität und Landschaftsstruktur.
Der dramatische Rückzug der Gletscher während der letzten 150 Jahre ist eines der deutlichsten Zeichen für den Klimawandel in alpinen Landschaften. Durch ihre einfache ökologische Struktur sind Gletschervorfelder ausgezeichnete Modellsysteme zur Untersuchung basaler ökologischer Vorgänge wie Kolonisation, Etablierung von Populationen und Entstehung von Artengemeinschaften. Eigenartigerweise sind die frühesten Stadien von Primarsukzessionen durch räuberdominierte Gemeinschaften geprägt. Obwohl die artenarmen Pioniergesellschaften der wirbellosen Tiere gut beschrieben sind, ist weitgehend unbekannt, welche Nahrungsbeziehungen (trophischen Interaktionen) bei der Bildung der Artengemeinschaften ausschlaggebend sind. Dieses Projekt versucht hier eine Wissenslücke zu schließen, indem es zwei Ansätze verfolgt: 1) Die trophischen Wechselwirkungen innerhalb der Gemeinschaft der Makro-Invertebraten auf den kürzlich eisfrei gewordenen alpinen Flächen zu ermitteln, wobei erstmals ein molekularer Ansatz verwendet wird. 2) Die Nahrungsnetze der Makro-Invertebraten zwischen den frühesten und späteren Pionierstadien zu vergleichen. Dabei wird von der Hypothese ausgegangen, dass die Struktur der Nahrungsnetze vorrangig von der Zeit seit der Ausaperung und weniger von standortspezifischen Faktoren bestimmt wird. Mit der Fokussierung auf den funktionellen Aspekt - nämlich auf die Nahrungsbeziehungen innerhalb der Pioniergesellschaften - bedeutet dies einen neuen Schritt in der Erforschung von Gletschervorfeldern und Primärsukzessionen. Der Einsatz aktueller molekularer Methoden zur Nahrungsdetektion in Kombination mit einer umfassenden Analyse der Artengemeinschaften ermöglicht die semi-quantitative Darstellung eines Nahrungsnetzes von terrestrischen Evertebraten in einer bisher nicht erreichbaren Auflösung. Die Bedeutung dieses Projektes geht über die Aufklärung der Ernährungsbasis von Pioniergemeinschaften hinaus, die allein bereits ökologisch hoch relevant ist. Es eröffnet neue Wege für die Erforschung von Nahrungsbeziehungen zwischen Tieren, bei denen dies mit klassischen Methoden nicht möglich war.
Die meisten Pflanzen leben in ihrem Wurzelraum in einer engen Partnerschaft mit Pilzen. Bei dieser als Mykorrhiza bezeichneten Symbiose versorgen in der Regel die Pflanzen den Pilzpartner mit Kohlenhydraten aus der Photosynthese und erhalten im Gegenzug mineralische Nährstoffe, die der Pilz über sein Mycel aus dem Boden effizienter aufnehmen kann. Diese mutualistische Beziehung wird weltweit von einigen hundert Pflanzenarten unterlaufen, die chlorophyllfrei sind und somit keine Photosynthese mehr betreiben. Diese als Mykoheterotrophie bezeichnete Ernährungsweise auf Kosten des Pilzpartners ist insbesondere bei Orchideen und Ericaceen verbreitet. Mit Hilfe innovativer analytischer Methoden (Häufigkeitsanalyse der stabilen C- und N-Isotope, DNA-Bestimmung von Pilzen in Pflanzenwurzeln) konnte von den beiden an diesem Projekt beteiligten Arbeitsgruppen erstmalig der Nachweis erbracht werden, dass auch scheinbar autotrophe Pflanzen sich teilweise auf Kosten des Pilzpartners ernähren können. In diesem Projekt werden erstmals Form und Funktion der Stickstofftransport zwischen Pilzen und mykoheterotrophen Pflanzen untersucht.
Im vorliegenden Projekt wird die Auswirkung von Bewirtschaftungsänderungen auf Streuqualität und -verdaulichkeit für Zersetzerorganismen im alpinen Gebiet untersucht. Nach Bewirtschaftungsauflassung ändert sich die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaften, mehrjährige Gräser und Zwergsträucher werden häufiger, wodurch sich die Streuqualität stark ändert. Um zu untersuchen, inwieweit sich diese Änderung auf die Verdaulichkeit der Streu und somit auf das Nahrungsangebot für Zersetzerorganismen auswirkt, werden wir sowohl chemische als auch mikrobiologische Parameter von verschiedenen Pflanzenarten, die entweder häufig auf bewirtschafteten oder auf aufgelassenen Flächen vorkommen, untersuchen. Mithilfe eines Fütterungsexperiments werden wir testen, ob diese Parameter Aufschluss geben über die Verdaulichkeit der Streu für wichtige Bodenorganismen wie Regenwürmer. Unseres Wissens nach ist dies das erste Mal, dass diese Streuparameter (Lignin-, Phosphor-, Stickstoff- und Polyphenolgehalte, mikrobielle Gemeinschaften) in Kombination untersucht werden, deshalb erwarten wir hier grundlegende Informationen für Zersetzungsprozesse nicht nur im alpinen Gebiet, sondern generell.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 14 |
| Wissenschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 13 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 13 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 11 |
| Englisch | 6 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 8 |
| Webseite | 6 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 13 |
| Lebewesen und Lebensräume | 14 |
| Luft | 4 |
| Mensch und Umwelt | 14 |
| Wasser | 5 |
| Weitere | 14 |