@phdthesis{Schmidtke2009, author = {Schmidtke, Andrea}, title = {Biodiversity effects on the performance of terrestrial plant and phytoplankton communities}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-38936}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2009}, abstract = {Die {\"O}kosysteme unserer Erde sind durch das rasante Artensterben infolge von Umweltver{\"a}nderungen durch den Menschen und des globalen Klimawandels stark betroffen. Mit den Auswirkungen dieses Artenverlustes und der damit einhergehenden Ver{\"a}nderung der Diversit{\"a}t besch{\"a}ftigt sich die heutige Biodiversit{\"a}tsforschung. Spezieller wird der Effekt der Diversit{\"a}t auf {\"O}kosystemprozesse wie beispielsweise den Biomasseaufbau von Prim{\"a}rproduzenten oder der Resistenz einer Gemeinschaft gegen die Einwanderung neuer Arten untersucht. Die Quantifizierung des Einflusses der Diversit{\"a}t auf die Prim{\"a}rproduktion und das Verst{\"a}ndnis der zugrunde liegenden Mechanismen ist von besonderer Wichtigkeit. In terrestrischen Pflanzengemeinschaften wurde bereits ein positiver Diversit{\"a}tseffekt auf die Gemeinschaftsbiomasse beobachtet. Dies wird haupts{\"a}chlich durch den Komplementarit{\"a}ts- und/oder den Dominanzeffekt erkl{\"a}rt. Die Komplementarit{\"a}t zwischen Arten ist beispielsweise bei Unterschieden in der Ressourcenausnutzung gegeben (z.B. unterschiedliche Wurzeltiefen). Diese kann zu einer besseren N{\"a}hrstoffausnutzung in diverseren Gemeinschaften f{\"u}hren, die letztlich deren h{\"o}here Biomassen erkl{\"a}rt. Der Dominanzeffekt hingegen beruht auf der in diverseren Gemeinschaften h{\"o}heren Wahrscheinlichkeit, eine hochproduktive Art anzutreffen, was letztlich die h{\"o}here Biomasse der Gemeinschaft verursacht. Diversit{\"a}tseffekte auf {\"O}kosystemprozesse wurden bisher haupts{\"a}chlich auf der Gemeinschaftsebene untersucht. Analysen {\"u}ber die Reaktionen, die alle Arten einer Gemeinschaft einschließen, fehlen bisher. Daher wurde der Einfluss der Diversit{\"a}t auf die individuelle Performance von Pflanzenarten innerhalb des Biodiversit{\"a}tsprojektes „Das Jena Experiment" untersucht. Dieses Experiment umfasst 60 Arten, die charakteristisch f{\"u}r Mitteleurop{\"a}ische Graslandschaften sind. Die Arten wurden in die 4 funktionellen Gruppen Gr{\"a}ser, kleine Kr{\"a}uter, große Kr{\"a}uter und Leguminosen eingeteilt. Im Freilandversuch zeigte sich, dass mit steigender Artenzahl die individuelle Pflanzenh{\"o}he zunahm, w{\"a}hrend die individuelle oberirdische Biomasse sank. Der positive Diversit{\"a}tseffekt auf die pflanzliche Gemeinschaftsbiomasse kann folglich nicht auf der individuellen oberirdischen Biomassezunahme beruhen. {\"U}berdies reagierten die einzelnen funktionellen Gruppen und sogar die einzelnen Arten innerhalb einer funktionellen Gruppe unterschiedlich auf Diversit{\"a}tsver{\"a}nderungen. Folglich ist zu vermuten, dass einige {\"O}kosystemprozesse auf Gemeinschaftsebene durch die Reaktionen von bestimmten funktionellen Gruppen bzw. Arten hervorgerufen werden. Diversit{\"a}tseffekte auf Gemeinschaftsbiomassen wurden bislang haupts{\"a}chlich mit terrestrischen Pflanzen und weniger mit frei-schwebenden Algenarten (Phytoplankton) erforscht. Demzufolge wurde der Einfluss der Diversit{\"a}t auf die Biomasse von Phytoplankton-Gemeinschaften experimentell untersucht, wobei es sowohl zu negativen als auch positiven Diversit{\"a}tseffekten kam. Eine negative Beziehung zwischen Diversit{\"a}t und Gemeinschaftsbiomasse zeigte sich, wenn schnell-w{\"u}chsige Algenarten nur geringe Biomassen in Mono- und Mischkultur aufbauten. Die vorhandenen N{\"a}hrstoffe in der Mischkultur wurden von den schnell-w{\"u}chsigen Arten monopolisiert und folglich standen sie den langsam-w{\"u}chsigen Algenarten, welche viel Biomasse in Monokultur aufbauten, nicht mehr zur Verf{\"u}gung. Zu einem positiven Diversit{\"a}tseffekt auf die Gemeinschaftsbiomasse kam es, wenn die Artengemeinschaft eine positive Beziehung zwischen Wachstumsrate und Biomasse in Monokultur zeigte, sodass die schnell-w{\"u}chsige Algenarten viel Biomasse aufbauten. Da diese schnell-w{\"u}chsigen Algen in der Mischkultur dominant wurden, bestand die Gemeinschaft letztlich aus hoch-produktiven Algenarten, was zu einer erh{\"o}hten Gesamtbiomasse f{\"u}hrte. Diese beiden Versuchsans{\"a}tze verdeutlichen Mechanismen f{\"u}r die unterschiedlichen Reaktionen der Gemeinschaften auf Diversit{\"a}tsver{\"a}nderungen, welche auch f{\"u}r terrestrische Pflanzengemeinschaften gefunden wurden. Ein anderer wichtiger {\"O}kosystemprozess, der von der Diversit{\"a}t beeinflusst wird, ist die Anf{\"a}lligkeit von Gemeinschaften gegen{\"u}ber invasiven Arten (Invasibilit{\"a}t). Die Invasibilit{\"a}t wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst und demzufolge wurde der Effekt der Diversit{\"a}t und der Produktivit{\"a}t (N{\"a}hrstoffgehalt) auf die Invasibilit{\"a}t von Phytoplankton-Gemeinschaften in An- und Abwesenheit eines Herbivoren untersucht. Die zwei funktionell unterschiedlichen invasiven Arten waren die Blaualge Cylindrospermopsis raciborskii (schlecht fressbar) und der Phytoflagellat Cryptomonas sp. (gut fressbar). Es zeigte sich, dass der Fraßdruck, welcher selber durch die Produktivit{\"a}t beeinflusst wurde, einen bedeutenden Effekt auf die Invasibilit{\"a}t von Phytoplankton-Gemeinschaften hat. Die funktionellen Eigenschaften der invasiven und residenten Arten waren zudem bedeutender als die Artenzahl.}, language = {en} }