Auswirkungen von pflanzlichen funktionellen Gruppen auf Dichte und Diversität von Collembolen und Staphyliniden in Grasbrachen unterschiedlichen Alters

Ein besseres Verständnis der Auswirkungen funktioneller Pflanzengruppen auf Nahrungsketten im Boden sowie Dichte und Diversität von Bodenorganismen verschiedener trophischer Ebenen ist ein Gebot der Stunde in der modernen ökologischen Forschung. Zur Beantwortung dieses großteils unbearbeiteten Forschungskomplexes werden neun Ackerbrachen unterschiedlichen Alters (drei 2-, 7- und 12- jährige Brachen) in einem zwei-faktoriellen Design mit den Faktoren funktionelle Pflanzengruppen (Leguminosen, Gräser, Kräuter) und Brachenalter (2, 7, 12 Jahre) in einem Blockdesign untersucht. Die ausgewählten Tiergruppen erfüllen Schlüsselfunktionen hinsichtlich Streuabbau und Nährstoffkreislauf (Collembolen) bzw. Prädation von oberirdisch lebenden Herbivoren und Boden bewohnenden Sekundärzersetzern (Staphyliniden). Zudem sind beide Tiergruppen in Agrarökosystemen sehr artenreich und stehen in einer engen Räuber-Beute-Beziehung zueinander; dies ermöglicht es zu untersuchen, ob sich die Auswirkungen der funktionellen Pflanzengruppen durch das Bodennahrungsnetz hindurch „fortpflanzen“ (z. B.: Anwesenheit von Leguminosen → erhöhte Dichte an Collembolen? → erhöhte Dichte an Staphyliniden?). Folgende Hypothesen werden aufgestellt: 1) Die Anwesenheit von Leguminosen erhöht die Abundanzen der Collembolen innerhalb der einzelnen Nahrungsgilden. 2) Die Anwesenheit von Leguminosen führt zu einer erhöhten mikrobiellen Biomasse, wodurch die Dichten von Collembolen und deren Antagonisten (Staphyliniden) erhöht werden (bottom-up-effect). 3) Dichte und Diversität von Collembolen und Staphyliniden nehmen mit dem Alter der Ackerbrachen zu. Zudem nehmen wegen des abnehmenden Einflusses vorangegangener Störungen die Unterschiede in der Dichte und Diversität von Collembolen und Staphyliniden zwischen den funktionellen Pflanzengruppen mit dem Brachenalter zu. Zur Überprüfung der Hypothesen werden zwei innovative Ansätze gewählt: A) Durch das Ausgraben einzelner Pflanzen samt der Erde kann die mit der Wurzel assoziierte mikrobielle Biomasse sowie Dichte und Diversität der wurzel-assoziierten Fauna verschiedener funktioneller Pflanzengruppen bestimmt werden (neuer “micro-scale approach”). B) Zur Analyse der potentiellen Nahrungskette „funktionelle Pflanzengruppen → Collembolen → Staphyliniden“ werden die δ 15N and δ 13C-Werte der verschiedenen funktionellen Pflanzengruppen sowie der dominanten Collembolen und Staphyliniden ermittelt, um Nahrungs-Konsumenten-Beziehungen aufzuzeigen. Grundsätzlich sollen neue Erkenntnisse über die Bedeutung verschiedener funktioneller Pflanzengruppen für das Bodennahrungsnetz gewonnen werden, wobei wir uns auf die Reaktion einer bestimmten Nahrungskette innerhalb des Bodennahrungsnetzes konzentrieren (funktionelle Pflanzengruppen → Collembolen → Staphyliniden).