Streuzersetzung und Humusbildung in hochalpinen Böden

Die Zersetzung von totem organischen Material ist ein unentbehrlicher Ökosystem-Prozess, durch den Nährstoffe dem Nährstoffkreislauf zugeführt und dadurch den Organismen verfügbar gemacht werden. Makrofauna-Zersetzer wie Regenwürmer, Tausendfüßer und Insektenlarven agieren am Beginn des Zersetzungsprozesses, indem sie die Streu zerkleinern und vermischen und sie dadurch für den mikrobiellen Besatz aufbereiten. Obwohl angenommen wird, daß Makrofauna-Zersetzer eine wichtige Rolle in der Streuzersetzung in hochalpinen Böden spielen, wo ungünstige Bedingungen für Zersetzungsprozesse herrschen, ist nur wenig über ihre tatsächliche Identität und Funktion bekannt. Der vorliegende Antrag geht direkt auf diese Wissenslücke ein. Mithilfe eines stabilen Isotopen Ansatzes werden die Makrofauna-Zersetzer in der hochalpinen Region identifiziert und deren Zersetzungleistung erhoben. Weiters wird der Zusammenhang zwischen der Diversität der Makrofauna-Zersetzer und der Streuzersetzung untersucht, um das Gefüge Biodiversität - Ökosystemfunktion zu durchleuchten. Außerdem wird ein neuer molekularer Ansatz angewandt, durch den Faeces ihren Invertebraten-Produzenten artspezifisch zugeordnet werden können. Auf diese Weise wird es möglich sein, die Hauptproduzenten der organischen Auflage im Freiland festzustellen. Die Kombination von stabilen Isotopen und molekularen Techniken erlaubt es, neue Erkenntnisse über die Rolle der Zersetzer in der hochalpinen Region zu erlangen, und liefert einen wichtigen Machbarkeitsbeweis für zukünftige Studien, die sich mit Zersetzungsprozessen in Zusammenhang mit Tieren und Bodenbildungsprozessen beschäftigen.

In diesem Projekt wurden die wichtigsten Zersetzer in hochalpinen Böden bestimmt und deren Zersetzungsleistung bewertet. Wir untersuchten die Mikrobengemeinschaft im Darm von alpinen Mückenlarven und entwickeln eine neue molekulare Methode zur nicht-destruktiven Analyse von humus- und bodenbildenden Tieren. Streuzersetzung ist ein äußerst wichtiger Ökosystemprozess, durch den Nährstoffe pflanzenverfügbar gemacht werden. Die ersten Akteure in diesem Prozess sind Zersetzerorganismen wie Regenwürmer, Tausendfüßer und Insektenlarven. Bis jetzt ist über diese Tiere und deren Leistungen in hochalpinen Böden sehr wenig bekannt, obwohl gerade diese Ökosysteme derzeit wegen des Klimawandels einem großen Wandel unterliegen. Im vorliegenden Projekt wurde versucht, erste Antworten über alpine Bodentiere und deren Funktionen zu erhalten. (1) Wir untersuchten das Nahrungsnetz in hochalpinen Böden: die wichtigsten Zersetzer sind Regenwürmer, Larven von Trauermücken und Zuckmücken, etwas weniger von Bedeutung sind Tausendfüßer. Räuber sind in erster Linie Laufkäfer und Larven diverser Fliegenfamilien. Unser Untersuchungsgebiet bietet optimale Bedingung für Regenwürmer, um bis in die höchsten Lagen auf 2600 m vorzudringen, Hauptgrund dafür ist Schafmist, der für diese Tiere zugleich Futterquelle und Lebensraum darstellt. (2) Mithilfe eines Mesokosmen-Versuchs stellten wir fest, dass die funktionelle Diversität der Zersetzer positive Auswirkungen auf die Streuzersetzung hat. Durch das Vorhandensein von unterschiedlich agierenden Bodentieren werden die Zerstetzungsraten erhöht und gleichzeitig deren Variabilität verringert. Das hat zur Folge, dass dieser wichtige Ökosystemprozess stabilisiert wird. (3) Wir konnten feststellen, dass alpine bodenlebende Mückenlarven eine charakteristische Mikrobengemeinschaft im Darm besitzen, die nahrungsunabhängig ist. Diese Tiere sind deshalb weniger anfällig für Veränderungen ihres Lebensraums als Tiere, die eine nahrungsabhängige und deshalb schwankende Mikrobengemeinschaft im Darm besitzen. (4) Wir entwickeln eine molekulare Methode zur nicht-destruktiven Bestimmung von humus-und bodenbildenden (weichhäutigen) Tieren, die es erlaubt, von der Anzahl der vorhandenen Zellen in der Bodenprobe auf deren tatsächliche Biomasse rückzuschließen. Die Ergebnisse dieses Projekts helfen uns, wichtige Ökosystemprozesse in hochalpinen Böden besser zu bewerten, und Rückschlüsse auf zukünftige Klimaszenarien in diesen sensiblen Lebensräumen zu ziehen.