Positive and negative dynamics of plant-plant interactions along environmental gradients: Effects at individual and community level

Ergebnisse groser Grunland-Biodiversitatsexperimente legen einen positiven Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und Okosystemfunktionen (z.B. Produktivitat, Ressourcennutzung, Stabilitat der Gemeinschaften) nahe. Der durch Klima- und Landnutzungswandel andauernde Artenverlust bedroht die Bereitstellung dieser Funktionen. Und obschon die Zusammenhange zwischen Artenreichtum und Okosystemfunktionen, die man auf Gemeinschaftsebene beobachten kann, abhangig von Interaktionen zwischen Individuen und Arten sind, sind Informationen uber diese Mechanismen rar. Die vorliegende Dissertation stellt funf Projekte vor, die sich mit Mechanismen der Pflanze-Pflanze-Interaktion am Beispiel von Grunlandarten der gemasigten Breiten befassen, speziell mit der Leguminose-Nachbar-Interaktion. Auf der Ebene von Individuen und Populationen wurden Veranderungen der Interaktionen untersucht: entlang von biotischen Gradienten (Vielfalt, Zusammensetzung und Identitat der Arten einer Gemeinschaft), entlang von abiotischen Gradienten (Extremwetterereignisse, Stickstoffverfugbarkeit) und in Einheiten verschiedener raumlicher Abmessungen. Drei Leitfragestellungen motivierten die Projekte: Ist das Testen okologische Theorien, die von grosraumigen Beobachtungen abgeleitet wurden, auch in kleinraumigen Einheiten moglich? Gibt es eine Grenze, an der positive Leguminosen-Effekte (N-facilitation) auf den Stickstoffhaushalt der Nachbarn (receiver), in Konkurrenz um andere Ressourcen umschlagen? Wie wirken sich Anzahl und Identitaten der Arten einer Gemeinschaft auf artspezifische Interaktionen aus? Zur Beantwortung dieser Fragen habe ich traditionelle, invasive und nicht-invasive Methoden benutzt. Die in der Dissertation vorgestellten Studien belegen die Moglichkeit, „Feld-Effekte“ auch in kleineren raumlichen Einheiten zu untersuchen, da zahlreiche Ubereinstimmungen zwischen Untersuchungen im Feld und in Mikrokosmen auftraten. So konnten wir die Abnahme der d15N Werte mit abnehmender N-Versorgung und zunehmender Artenzahl, die unserem Wissen nach bisher ausschlieslich in Feldversuchen nachgewiesen wurde, in Mikrokosmen feststellen. Ebenso konnten wir zum Feld vergleichbare positive Effekte zunehmender Artenzahlen und vorhandener N2-Fixierer auf Interaktionen zwischen Pflanzen in ungestorten Gemeinschaften nachweisen. N-facilitation finden uber N-Transfer von N2-Fixierern zu receivers und uber Ressourcenumverteilung des Boden-N (N-sparing) statt. Kurzfristig bot N-sparing den groseren Vorteil fur receiver; wir haben aber ebenso kurzfristigen N-Transfer zwischen Arten verschiedener Identitaten nachgewiesen. Die Artidentitat spielt fur die Nutzung des durch Leguminosen bereitgestellten Extra-N aus N-facilitation eine wesentliche Rolle: Graser nutzten Extra-N aus N-sparing und N-Transfer effektiver als krautige Arten, sowohl im Feld als auch in Mikrokosmen. Daruber hinaus haben wir neue Muster des Einflusses der Artenzahl auf artspezifische N-Dynamiken in gestorten Gemeinschaften entdeckt. In Mikrokosmen mit einer Gras-, Kraut- und Leguminosen-Art stiegt in…