Sie sind hier: Startseite Projekte B3) Pflanzen-Insekten Interaktionen …

B3) Pflanzen-Insekten Interaktionen

Diversität und Funktion von Pflanzen-Insekten Interaktionen entlang eines Strukturgradienten

Alexandra Klein & Michael Staab
DoktorandInnen: Anna Knuff (2016 - 2020) & Nolan James Rappa (seit 2019)

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät Umwelt & Natürliche Ressourcen, Institut für Umwelt- und Naturwissenschaften, Professur für Naturschutz und Landschaftsökologie

Hintergrund

Arthropodengemeinschaften, ihre Vielfalt und ihre trophischen Interaktionen sind in Wäldern durch verschiedene Habitatelemente und die umgebenden Landschaften strukturiert. Zum Beispiel variiert die Vielfalt der meisten funktionellen Gruppen, darunter viele räuberische und parasitäre Hymenopteren, mit der Vegetationsvielfalt und der strukturellen Vielfalt der Wälder, während Waldbedeckung und Vernetzung in einer Landschaft die Vielfalt und Funktionen von Insektengemeinschaften stabilisieren. Die Beibehaltung von Strukturelementen in Waldbeständen (z. B. Habitatbäume, Totholz, Mikrohabitate) und die Zusammensetzung und Konfiguration von Wäldern prägen somit die Vielfalt der Insekten und ihre Funktionen.

 

Fragestellungen und Hypothesen

Das Projekt B3 befasst sich mit der allgemeinen Hypothese, dass Maßnahmen zur Erhöhung der strukturellen Vielfalt auf der Skala der Bestandsebene, die Diversität und die trophischen Interaktionen von Hymenoptera (und anderen Arthropoden) beeinflussen. Diese werden zusätzlich durch Zusammensetzung und Konfiguration des Waldes beeinflusst. Wir erwarten insbesondere, dass:

  • Biomasse, Diversität und funktionelle Vielfalt von Hymenopteren auf der Ebene der Waldbestände (Untersuchungsflächen) durch die lokale Waldstruktur und die umgebende Landschaft erklärt werden können.
  • Biomasse und funktionelle Vielfalt mit struktureller Heterogenität auf der Ebene der Untersuchungsfläche zunehmen werden und in zusammenhängenden Wäldern am höchsten ist.
  • Trophische Interaktionsnetzwerke von höhlenbrütenden Hymenopteren und ihren natürlichen Feinden in Waldbeständen mit großen Mengen an stehendem Totholz stabiler sein werden und eine höhere Redundanz aufweisen.

 

Ansatz, Methoden und Verknüpfungen

B3 analysiert die Beziehung zwischen den Komponentem der Hymenopterendiversität (z. B. Biomasse, funktionelle Diversität) und ökologische Variablen, welche im Zusammenhang mit der Maßnahmen zur Erhähung der strukturellen Vielfalt im Wald stehen (z. B. Totholz, Baummikrohabitate). Um die Biomasse und die funktionelle Vielfalt von Hymenopteren zu quantifizieren, werden die bereits gesammelten Exemplare ausgewertet, die mit Fensterfallen gesammelt wurden. Um die trophischen Wechselwirkungen und Nahrungsnetze zu quantifizieren, werden in allen 135 Untersuchungsflächen Nisthilfen für höhlenbrütende Hymenopteren installiert und beobachtet. Mithilfe einer Reihe statistischer Techniken (z. B. Mixed-Effekt-Modelle, Netzwerkanalysen) können die Daten zeigen, wie verschiedene Komponenten der Struktur im Walds mit der Diversität von Hymenopteren und den multi-trophischen Nahrungsnetzen zusammenhängen, die jeweils durch den Landschaftkontext beeinflusst werden.
B3 liefert dem ConFoBi-Datenpool Daten zu Arthropoden und deren trophische Interaktion. B3 verwendet die Strukturdaten von A1 und A2 und analysiert die Biodiversitätsdaten gemeinsam mit allen anderen B-Projekten. Insbesondere wird B3 mit B4 (Funktionelle Konnektivität) zusammenarbeiten.

 

Ergebnisse

In den ersten 3 Jahren hat B3 auf allen Untersuchungsflächen umfassende Daten für alle fliegenden Arthropoden mit Fensterfallen erhoben und Pflanzen-Insekten-Netzwerken, sowie und Vogel-Frucht-Interaktionen quantifiziert. B3 hat eine Referenzsammlung für Hymenopteraen begonnen. Analysen der Diversität ausgewählter Hymenopterenarten unter Berücksichtigung von Variablen zur Struktur des Waldes werden derzeit durchgeführt.

 

Doktorarbeitsprojekt der zweiten Gruppe: Vielfalt, Funktionen und trophische Interaktionen von Arthropoden

Nolan Rappa konzentriert sich auf Biomasse, funktionelle Vielfalt und Nahrungsnetze von Hymenoptera und möglicherweise weitere Arten der Arthropoden. In seinem Projekt wird er:

  • die Analyse der bisher gesammelten Hymenoptera-Daten durch Daten zur Biomasse und funktionellen Vielfalt erweitern,
  • Felddaten zu auf Arthropoden basierenden Nahrungsnetzen sammeln,
  • Netzwerke zu Interaktionen von in Höhlen nestenden Hymenopteren mit Nestfallen untersuchen,
  • alle Daten im Hinblick auf die Waldstruktur und Landschaftsvariablen, insbesondere der Konektivität des Waldes, analysieren.

 

Perspektiven

In der Zukunft (in den Jahren 7-9) plant B3, die ausführlichen Daten zu Hymenopteren und ausgewählten Arthropoden zusammen zu führen. Außerdem planen wir, die Nahrungsnetzanalysen auf weitere Systeme und Artengemeinschaften auszudehnen. Ein vielversprechendes Studiensystem ist das sogenannte „braune Nahrungsnetz" in der Laubstreu. Wir erwarten, dass es empfindlich auf die verschiedene Maßnahmen zur Erhöhung der strukturellen Vielfalt reagiert, aber es ist praktisch nicht untersucht.