Veränderungen der Mykorrhiza innerhalb einzelner Baumarten unter anthropogen-beeinflussten Änderungen im Nährstoffangebot – Welche Auswirkungen hat dies auf das Waldökosystem?

• Antragstellerin: Rodica Pena, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443040917

Stickstoff gilt weithin als der limitierende Faktor für das Baumwachstum in borealen und gemäßigten Waldökosystemen. Erschwerend kommt hinzu, dass sich durch anthropogenen Stickstoff-Eintrag das Stickstoff (N) zu Phosphor (P) Verhältnis zunehmend ändert, was zusätzlich zu einer P Limitierung im Boden führt. Um einer solchen Nährstoff-Limitierung zu entgehen, gehen Bäume Symbiosen mit spezialisierten Pilzen ein, die ihnen bei der Nährstoffversorgung helfen. Diese Symbiose wird Mykorrhiza genannt. Man unterscheidet dabei zwei Hauptgruppen von Mykorrhiza, Ektomykorrhiza (EM) und arbuskuläre Mykorrhiza (AM). Diese unterscheiden sich sowohl morphologisch als funktionell, was großen Einfluss auf die Nährstoff-Kreisläufe, vor allem den Kohlenstoff -Kreislauf, des gesamten Waldökosystems hat. Computergestützte Vorhersagen zeigen, dass ein Anstieg im N zu P Verhältnis zu einer Dominanz von AM über EM führt. Dies hat Auswirkungen auf das ganze Waldökosystem, da der Wechsel von EM zu AM zu einem Rückgang des Kohlenstoff-Speichers im Boden führt. Es gibt aber auch Baumarten, vor allem aus der Familie der Fagaceae, Pinaceae, Salicaceae und Myrtaceae, die sowohl AM als auch EM ausbilden können. Bislang ist aber nur wenig darüber bekannt wie sich diese duale Mykorrhizierung auf das Waldökosystem auswirkt und wie dieses System auf Änderungen im Nährstoffangebot reagiert.Daher ist es das Ziel dieses Projekts die Interaktion von Bäumen mit Mykorrhiza Pilzen im Kontext des veränderten N zu P Verhältnis zu untersuchen und zu verstehen wie sich eine Veränderung im Mykorrhiza-Typ innerhalb einer Baumart auf das Waldökosystem auswirkt. Folgende Punkte werden in diesem Projekt untersucht:1) Es wird analysiert wie sich ein verändertes N zu P Verhältnis auf die Wurzel-assoziierten Pilzgesellschaften und auf die Mykorrhiza-Typen von drei ausgewählten Baumarten auswirkt: a) Douglasie als Vertreter der Koniferen, b) Schwarzpappel als Vertreter der Laubbäume und c) australischer Eukalyptus „Jarrah“ als Vertreter einer P-sensitiven Baumart.2) Mittels Zymographie wird die räumliche Verteilung und die Aktivität von im Boden befindlichen Enzymen welche von den Pilzen abgesondert werden analysiert. So lässt sich untersuchen ob eine Änderung im Mykorrhiza-Typ direkten Einfluss auf biochemische Prozesse im Boden hat.3) Es wird untersucht welche Auswirkungen eine Veränderung im Mykorrhiza-Typ auf die Produktivität der jeweiligen Baumart hat. Darüber hinaus werden auch Laubzersetzungs-Prozesse, und Pilzbiomasse-Produktion analysiert.Diese Studie wird einen Beitrag dazu leisten gezielt Strategien zu entwickeln um die Funktionalität eines Waldökosystems bei sich änderndem Nährstoffangebot zu gewährleisten, beispielsweise durch gezielte Anpflanzung bestimmter Baumarten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Professor Dr. Mark Tibbett