Tree diversity effects on species richness and infestation of foliar fungal pathogens in European tree diversity experiments

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Lydia Hönig

Dieses Stipendium soll den Zusammenhang von Biodiversität und Ökosystemfunktionen hinsichtlich des Befalls der Pflanzen durch Pathogene untersuchen. Es ist bereits bekannt, dass Schlüsselprozesse (z.B. Sukzession, Nährstoffkreisläufe) in Ökosystemen maßgeblich durch Pathogene kontrolliert werden, indem sie die Diversität von Gemeinschaften sowie deren langfristige und evolutionäre Entwicklung entscheidend beeinflussen. Desweiteren sind Pilz-Pathogene durch ihre Präsenz oder auch Absenz imstande, Dominanzverhältnisse in Ökosystemen zu beeinflussen. In dieser Hinsicht können pathogene Pilze nicht nur einen direkten Einfluss auf Pflanzengemeinschaften ausüben, sondern über eine Schädigung auch andere indirekte Folgen verursachen. Andererseits vermögen auch nativ vorkommende Pathogene die Konkurrenzfähigkeit heimischer Arten gegenüber Invasoren zu minimieren, wenn diese durch gesteigerte Infektionen einen Verlust in der Biomasseproduktion und Reproduktion, ausgelöst durch anthropogene Faktoren, erleiden. Desweiteren können sich ebenfalls exotische Pilz-Pathogene in fremden Gebieten invasiv etablieren, was zum Teil extreme Konsequenzen für die native Pflanzengemeinschaft hat. Diese beispielhaften Effekte auf Ökosystemfunktionen sind vor allem aus dem Blickwinkel des Naturschutzes allarmierend, da gefährdete Arten oder auch Artgemeinschaften ebenfalls davon betroffen werden können. Desweiteren haben Befunde zur Änderung der Nahrungsnetz-Struktur durch Pathogene eine große Relevanz für Naturschutz-Fragen, wurden aber bislang nur für Tier-Parasiten gezeigt. Die Berücksichtigung von Pilz-Pathogenen für Pflanzen-Gemeinschaften bei naturschutzrelevanten Fragestellungen fehlt bislang völlig, hat aber ein großes Potenzial. So könnten die hier geplanten Untersuchungen beispielsweise Auskunft darüber geben, inwieweit die Baumarten-Diversität eines Waldes einen Einfluss auf das Auftreten parasitischer Blattpilze hat und damit zur Stabilität von Waldökosystemen beitragen kann. Die Zielstellung für diese Promotion ist, Effekte der Diversität und Zusammensetzung von Baumarten auf die Diversität, Zusammensetzung und Häufigkeit parasitischer Blattpilze in verschiedenen europäischen Baum-Diversitäts-Experimenten (BEF-Experimenten, biodiversity-ecosystem functioning experiments) sowie in Beobachtungsstudien in alten Wäldern herauszustellen. In dieser Arbeit soll die Hypothese untersucht werden, dass eine höhere Wirt-Diversität zum einen die gesamte Pilzdiversität erhöht (qualitativ), zum anderen den Pathogen-Befall auf den Baumarten reduziert (quantitativ). Hierfür wird der pathogene Befall als prozentualer Anteil der Blattfläche für jeden Blattpilz über alle Baumarten in den experimentellen Plots und den Beobachtungsplots ermittelt. Die Bestimmung der parasitischen Blattpilze erfolgt qualitativ und quantitativ für alle visuellen und mikroskopisch sichtbaren Pilzarten auf zuvor systematisch gesammelten Blättern. Zusätzlich soll der Effekt der Zusammensetzung der Baumarten-Gemeinschaft auf das Infektionsrisiko analysiert werden, insbesondere durch Identifizierung der krankheitsanfälligsten Baum- und der infektiösesten Pilzarten. Durch die erstmalige Ermittlung des pathogenen Befalls in experimentellen Baumarten-Experimenten, eröffnet die Studie einen wichtigen Beitrag für die Quantifizierung der Ökosystem-Funktionen von Wald-Gemeinschaften.Die Promotionsarbeit ist dabei in das EU-Projekt FunDiv_EUROPE (FUNctional-significance of forest bioDIVersity in EUROPE) integriert. Dieses Netzwerk aus 24 europäischen Partnerinstitutionen untersucht neben zahlreichen Beobachtungsflächen in natürlichen Waldgesellschaften 12 BEF-Experimente mit Baumarten in acht Ländern. Der Fokus dieser Dissertation wird aber vor allem auf den deutschen Diversitäts-Experimenten Kreinitz (Sachsen) und BIOTREE (Thüringen) liegen sowie auf dem finnischen Experiment Satakunta, FORBIO in Belgien und ORPHEE in Frankreich.

Förderzeitraum:
01.01.2011 - 31.12.2013

Institut:
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Institut für Geobotanik und Botanischer Garten

Betreuer:
Prof. Dr. Helge Bruelheide

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