SP03: Diversität von Wurzelmerkmalen

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Liesje Mommer; Professorin Dr. Alexandra Weigelt
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 422440326

Die biologische Vielfalt verbessert das Funktionieren und die Stabilität von Ökosystemen und wird daher als “Sicherheitsnetz” gegen die Folgen des Klimawandels betrachtet. Es wird häufig angenommen, dass ein größerer Artenreichtum im Grünland die Resistenz und Erholung von Pflanzengemeinschaften gegenüber Trockenheit erhöht. Trotz der Dringlichkeit des Themas aufgrund der zunehmenden Häufigkeit und Intensität von Dürren weltweit, sind die zugrundeliegenden Mechanismen dieser positiven Auswirkungen der biologischen Vielfalt noch nicht vollständig geklärt. Insbesondere wissen wir nur unzureichend, wie die Zusammensetzung und Vielfalt funktioneller Merkmale von Pflanzen die Resistenz gegen Trockenheit und die Erholung nach einer Trockenheit beeinflussen. In diesem Teilprojekt wollen wir funktionelle Merkmale von Pflanzen - mit Schwerpunkt auf Wurzelmerkmalen - untersuchen, um unser mechanistisches Verständnis der Reaktionen von Pflanzengemeinschaften auf Trockenheit zu verbessern. Wir werden ein kürzlich entwickeltes Merkmalskonzept, das zum ersten Mal ober- und unterirdische funktionelle Merkmale von Pflanzen integriert, um 1) hydraulische Eigenschaften von Pflanzen erweitern, da diese noch nicht in das Konzept implementiert wurden, und 2) die Verteilung von Wurzelbiomasse einbinden, da das Potenzial, die Verteilung von Wurzelbiomasse auf tiefere Bodenschichten zu erhöhen, für das Verständnis der Reaktionen von Pflanzen auf Trockenheit von grundlegender Bedeutung sein könnte. Zunächst werden wir in einem Workshop mit verschiedenen internationalen Expert:innen zu diesem Thema die wichtigsten Spross-, Wurzel- und hydraulischen Merkmale identifizieren (WP1) und diese vorgeschlagenen Merkmale auf Artniveau in einem Mikrokosmos-Experiment experimentell quantifizieren (WP2). Anschließend werden wir von der Ebene der Pflanzenarten auf die Ebene der Lebensgemeinschaften übergehen, um die Auswirkungen der durchschnittlichen Merkmalszusammensetzung und -vielfalt auf die Resistenz gegen Trockenheit und die Erholung nach Trockenheit zu untersuchen. Wir werden dies im ResCUE Experiment (WP3) und durch die Analyse von Minirhizotron-Bildern während einer gesamten Vegetationsperiode im Main Experiment (WP4) tun. Der letzte Schritt wird darin bestehen, diese neuen Erkenntnisse auf die Probe zu stellen, indem wir die Zusammensetzung und Vielfalt von Merkmalen mit der Resistenz gegen und der Erholung von schweren Dürren in der 20-jährigen Sequenz des Main Experiments (WP5) verknüpfen. Zusammengenommen werden diese verschiedenen Arbeitspakete die Bedeutung der Zusammensetzung und Vielfalt von Pflanzenmerkmalen auf Ebene der Pflanzengemeinschaft für die Resistenz gegen Trockenheit und die Erholung nach Trockenheit aufklären. Diese Erkenntnisse über die Bedeutung funktioneller Eigenschaften von Pflanzen wird für die Gestaltung von Pflanzengemeinschaften, die gegenüber dem Klimawandel widerstandsfähig sind, von entscheidender Bedeutung sein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5000: Biotische Interaktionen, Artengemeinschaften und öko-evolutionäre Dynamiken als Steuergrößen von Langzeitzusammenhängen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen
• Internationaler Bezug: Niederlande