TREELANDS

TREELANDS – Bäume als Inseln – zur phylogenetischen Isolation von Bäumen in Mischwäldern

Hauptziel: Vertiefung unseres Verständnisses der Gesamtbeziehung zwischen der phylogenetischen Isolation von Baumindividuen, den Merkmalen dieser Individuen und der Insektenbiodiversität auf diesen Bäumen.

Projektbeschreibung: Mischwälder sind in der waldbaulichen Forstwirtschaft von großer Bedeutung und umfassen reine und gemischte Bestände basierend auf Bodenverhältnissen, Baumarten und Produktionszielen. Naturbedingte Störungen nehmen zu, selbst in gemäßigten Wäldern, was zu einem erneuten Interesse an der Verwendung von Baumartenmischung als Mittel zur Steigerung der Waldbeständigkeit und Produktion führt. Die Mischung von Baumarten beeinflusst maßgeblich die Kronenstruktur und führt zu komplexeren 3D-Wäldern mit vielfältigen Arthropoden-Gemeinschaften in den Baumkronen. Die phylogenetische Isolation einzelner Bäume prägt die Insektenbiodiversität über Baumarten und Individuen hinweg. Studien an Eichen mit unterschiedlicher phylogenetischer Isolation zeigen Auswirkungen auf die Abundanz und Artenvielfalt von Wanzeninsekten. Darüber hinaus hilft eine erhöhte phylogenetische Isolation von Eichen dabei, Feindherbivoren zu entkommen. Trotz vielversprechender Ergebnisse bei Eichen bleiben die allgemeine Rolle der phylogenetischen Isolation bei Baumindividuen und ihre Auswirkungen auf die Insektenbiodiversität offene Forschungsfragen. Konkrete Untersuchungen beinhalten die Erforschung des Einflusses der phylogenetischen Distanz auf zugehörige Insekten durch inselbiogeografische Effekte oder Veränderungen der Lebensbedingungen auf Zielbäumen. Darüber hinaus erfordert das Verständnis der Beziehung zwischen phylogenetischer Isolation von Baumindividuen, ihren Merkmalen und der Insektenbiodiversität weitere Erkenntnisse. Untersuchungen der Auswirkungen der Baumisolation auf höhere trophische Ebenen, wie Parasitierungsraten, und die Mechanismen zur Formung von Insektenphänotypen innerhalb von Populationen sind für zukünftige Forschung von Bedeutung.
 

Unser Ziel ist es, unser Verständnis der generellen Rolle der phylogenetischen Isolation zu vertiefen, indem wir detaillierte Informationen zu einzelnen Baumkronen von vier Baumarten (Fagus sylvatica, Quercus petraea, Picea abies, Pinus sylvestris) sammeln. Wir werden Proben von Canopy-Arthropoden, terrestrischem Laserscanning, Mikroklimamessungen, Blattmessungen und innovativen Barcoding-Methoden kombinieren. Die Kerndaten umfassen Umfragen zu einzelnen Bäumen, deren genaue räumliche Position, ihren Durchmesser in Brusthöhe, Baumhöhen, Baumarten und die ihrer Nachbarn (zur Berechnung der phylogenetischen Isolation). Darüber hinaus verwenden wir Messungen der Waldstruktur und des Klimas, um die größeren umgebenden Skalen unserer Zielbäume zu quantifizieren. Die Probenahme der Canopy-Fauna erfolgt durch Pyrethrum-Fogging zwischen dem 20.05. und dem 15.06., um mit dem Höhepunkt der Raupendichte und der Canopy-Vielfalt in gemäßigten Wäldern zusammenzufallen. Nach der Canopy-Probenahme verwenden wir einen terrestrischen Laserscanner, um die Struktur der Zielbäume und ihrer Umgebung zu scannen. Darüber hinaus werden wir von jedem Zielbaum acht Zweige erhalten (vier Viertel mal zwei Strata - oberes und unteres), um die Herbivorie und Blattmerkmale abzuschätzen. Anschließend werden wir die Arthropodengemeinschaften auf der Ordnungsebene sortieren und zählen und sie in zwei Größenfraktionen metabarcodieren. Schließlich werden die Raupen individuell barcodiert, um die Parasitoide zu bestimmen.

Mithilfe der gesammelten Daten möchten wir die folgenden Fragen beantworten:

1. Beeinflusst die phylogenetische Isolation zugehörige Insekten durch inselbiogeografische Prozesse oder Veränderungen der Lebensbedingungen auf Zielbäumen?
2. Führt die phylogenetische Isolation zu einer Zunahme der innerbaulichen Variation in den Lebensbedingungen für Insekten, indem sie den Wettbewerb mit unähnlichen Nachbarn reduziert?
3. Fördert eine Zunahme der innerbaulichen Variation in den Lebensbedingungen die Abundanz und Vielfalt von Insekten, indem sie vielfältigere und ergänzende Ressourcen und Mikroklimata in Baumkronen bietet?
4. Beeinflusst die phylogenetische Isolation höhere trophische Ebenen, wie eine Abnahme der Parasitierungsraten, welche Rolle spielen Veränderungen der Baummerkmale im Vergleich zu den inselbiogeografischen Mechanismen für Parasitoide?
5. Beeinflusst die phylogenetische Isolation Insektenphänotypen hauptsächlich durch die Sortierung von Arten innerhalb von Gemeinschaften oder die Auswahl von Individuen innerhalb von Populationen?

Die Antworten werden es uns erstmals ermöglichen, inwieweit vorherige Ergebnisse von Eichen auf andere Baumarten verallgemeinert werden können und tiefere Einblicke in die ökologischen Mechanismen hinter dem Vermischungselement des Landnutzungsgradienten in Wäldern ermöglichen.

Dauer: 09/2023 bis 08/2026

Finanziert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projekt-Nr. 512047130

Verantwortliche Person: Mallick Soumen