JenaFOR3

Biodiversitätseffekte auf Saisonalität, Trends und Ereignisse in hochaufgelösten Langzeitreihen des N und P Kreislaufs: eine Synthese

01.03.2016 bis 28.02.2018

Pflanzliche Diversität beeinflusst viele Ökosystem-Variablen wie Produktivität und Element-Kreisläufe. Bislang haben jedoch erst wenige Studien zwischen anfänglichen (kurzfristigen) und längerfristigen Pflanzendiversitäts-Effekten unterschieden. In den wenigen Langzeit-Studien – einschließlich des Jena-Experimentes – zeigte sich, dass der Zusammenhang zwischen Pflanzendiversität und Ökosystem-Variablen, meistens Produktivität – mit der Zeit ausgeprägter wurde, was vermuten lässt, dass Kurzfrist-Experimente die Biodiversitätseffekte unterschätzen. Wir erwarten, dass Pflanzendiversitäts-Effekte auf die Produktivität auf den Elementkreislauf rückkoppeln und zwar umso stärker je länger das Experiment läuft. Dies könnte verschieden stark ausgeprägte zeitliche Trends hervorrufen, die sich zwischen verschieden artenreichen Pflanzenmischungen unterscheiden und auch das Ausmaß der (saisonalen) Variabilität und der Wirkung von Extremereignissen auf das Funktionieren des Ökosystems beeinflussen. Unsere Ziele sind zu prüfen, ob (i) die Ausprägung der Pflanzendiversitäts-Effekte auf Element-Konzentrationen, -Flüsse und (stöchiometrische) -Verhältnisse saisonal variiert, (ii) Pflanzendiversität die Variabilität der Element-Konzentrationen, -Flüsse und -Verhältnisse kontrolliert und (iii) der zeitliche Verlauf monatlich aufgelöster Element-Konzentrationen, -Flüsse und -Verhältnisse (reflektiert durch saisonale Amplituden, lineare und nicht-lineare Trends sowie Wendepunkte) von der Zusammensetzung der Pflanzenmischung abhängt. Darüber hinaus werden wir untersuchen, welche Rolle Plot-Eigenschaften sowie spezifische Umweltbedingungen, wie besonders nasse und trockene Phasen, extreme Temperaturen sowie kumulative meteorologische Indikatoren wie die Niederschlags- oder Temperatursumme während Schlüsselphasen in der Vegetationsperiode spielen; (iv) die plot-spezifische Boden- und Pflanzenvorgeschichte im delta-BEF Experiment den Zusammenhang zwischen Pflanzendiversität und Nährstoffkreisläufen beeinflusst. Unsere Analysen werden sich auf Zeitreihen der Wasserflüsse sowie der Element-Konzentrationen, -Flüsse und –Verhältnisse in zweiwöchentlicher Auflösung seit 2003 stützen. Datenlücken werden wir mithilfe Bayes’scher Modellierung füllen. Die vollständigen Datensätze werden dann mit Methoden der mathematischen Zeitreihenanalyse ausgewertet.