ExploreNiche: Unterirdische und zeitliche Nischenaufteilung entlang von Landnutzungsgradienten im Grasland

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Maria Májeková
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512047507

Die Nischenaufteilung gilt als Schlüsselmechanismus, durch den die Koexistenz von Pflanzenarten aufrechterhalten wird, die unterschiedliche Nischen nutzen, um Ressourcen aufzuteilen und so einen Konkurrenzausschluss zu vermeiden. Die genauen Mechanismen, die der Koexistenz von Pflanzenarten und der Aufrechterhaltung der biologischen Vielfalt und des Funktionierens von Ökosystemen zugrunde liegen, sind jedoch nach wie vor eine der grundlegenden, jedoch am meisten diskutierten Fragen. Obwohl die Nischenaufteilung in der Theorie anerkannt ist, gibt es wenige empirische Belege dafür, vor allem nicht in Pflanzengemeinschaften, die von ähnlichen Lebensformen dominiert werden, wie z. B. Grasland.Die erste wichtige Wissenslücke ist die relative Bedeutung der räumlichen und der zeitlichen Komponente der Nischenaufteilung. Hier definieren wir die räumliche Komponente als unterirdische Aufteilung der Wasseraufnahmetiefen im vertikalen Bodenprofil und die zeitliche Komponente als Aufteilung der Ressourcenaufnahme und der Wachstumsmöglichkeiten zwischen den Jahren, die durch die Spezialisierung von Arten auf bestimmte Muster der zeitlichen Varianz der Wasserversorgung verursacht wird. Neben dem Mangel an empirischen Belegen im Allgemeinen fehlt bislang eine umfassende empirische Bewertung der relativen Bedeutung der räumlichen und zeitlichen Komponenten der Nischenaufteilung. Die zweite wichtige Wissenslücke ist die Frage, in welchem Ausmaß und in welcher Richtung die Nischenaufteilung entlang von Landnutzungsgradienten variiert. Während eine Hypothese vorschlägt, dass die Nischenaufteilung auf allen Produktivitätsebenen in ähnlicher Intensität funktionieren sollte, legt eine andere nahe, dass sie in hochproduktiven Umgebungen wichtiger sein sollte. Diese Frage ist besonders wichtig, da solche Gradienten nicht nur in der Natur vorkommen, sondern auch ein wesentlicher Bestandteil der naturnahen Landschaft sind, die durch unterschiedliche Landnutzung geschaffen und erhalten wird. Biodiversitäts-Exploratorien bieten eine einzigartige Gelegenheit, die beiden oben genannten Wissenslücken durch ein gut reproduziertes, langfristiges, integratives Versuchsdesign entlang ausgeprägter Landnutzungsgradienten zu schließen. Konkret schlage ich hier vor: (1) die unterirdische Nischenaufteilung zu quantifizieren, indem die Wasseraufnahmetiefen der Pflanzen mit Hilfe von stabilen Sauerstoffisotopen in einem gut reproduzierten Versuchsplan mit 150 Experimental Plots im Grasland bestimmt werden, (2) diese neuen Daten mit den vorhandenen langfristigen zeitlichen Daten zur Variabilität der Arten und den damit verbundenen relevanten funktionellen Merkmalen zu verknüpfen, (3) die relative Bedeutung der beiden Komponenten der Nischenaufteilung für die Aufrechterhaltung der Artenvielfalt und des Funktionierens des Ökosystems zu bestimmen und (4) zu bewerten, wie das Ausmaß und die relative Bedeutung der Nischenaufteilung entlang von Gradienten der Landnutzung variieren.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien