Fakultätsbericht 2016-2017

Abb. 2. Ergebnisse der Untersuchungen der Boden- festphase (BF) und den Kaltwasserextrakten (KWE) von Kontrollböden (Kon) und unterschiedlich entwickelten Hügeln von L. flavus (M1, M2, M3). Die drei Flussdia- gramme verdeutlichen die Zunahme (+), Abnahme (-) und keine/undeutliche Veränderungen (0/?) der jeweiligen Bodeneigenschaften (verändert nach [4]). Ameisen werden aufgrund ihrer bodendurchmi- schenden Lebensweise neben Regenwürmern und Termiten als wichtige Ökosystemingenieure des Bodens beschrieben. Im Rahmen der Interna- tional Max Planck Research School for Global Biogeochemical Cycles (IMPRS-gBGC) unter- sucht dieses Projekt die Auswirkungen der Gel- ben Wiesenameise ( Lasius flavus ) auf physiko- chemische Bodeneigenschaften und das Pflan- zenwachstum unterschiedlicher funktionaler Pflanzengruppen. So beeinflusst die Ökologie der Ameisen u.a. die Verteilung von Nährstoffen im Boden (Abb. 2), mit möglichen Auswirkungen auf die oberirdische Pflanzengemeinschaft. In einem kontrollierten Anzuchtexperiment konnte gezeigt werden, dass eine N-fixierende Pflanze die höch- ste Gesamtbiomasse auf alten Ameisenhügeln entwickelte, während bei einem Gras die Wurzel- biomasse zunahm. Die Studie zeigt, dass die Ak- tivität von L. flavus die biogeochemische Hetero- genität fördert und damit räumlich diskrete Mikro- habitate in Grünlandökosystemen formt. FORSCHUNG — 95 Ameisen als Ökosystemingenieure auf Grünlandstandorten [4] Ehrle, A., Andersen, A.N., Levick, S.R., Schumacher, J., Trumbore, S.E., Michalzik, B. (2017): Yellow-meadow ant (Lasius flavus) mound development determines soil properties and growth responses of different plant functional types. European Journal of Soil Biology, 81, 83-93. doi: https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2017.06.006. Auswirkungen von Bodenfeuern auf die Bodennährstoffdynamik in Nadelwäldern Im Zuge der Klimaerwärmung und einer Zunah- me von Trockenperioden untersucht dieses Pro- jekt die Auswirkungen experimenteller Bodenfeu- er auf die Zusammensetzung der organischen Substanz (OS) im Boden und in der Bodenlösung mittels 13 C-NMR-Spektroskopie, sowie die zeitli- che Fluss-Dynamik organischer und anorganischer C- und N-Verbindungen auf verschiedenen Nadel- waldstandorten in Ostthüringen. Gegenüber Kontrollstandorten verursachen bereits gering-intensive Bodenfeuer eine Zunahme der aromatischen C-Strukturen im humusreichen Oberboden, während die OS der Bodenlösung zunächst weitgehend unverändert bleibt. Hier zeigt sich der Feuereffekt hinsichtlich einer Zu- nahme der aromatischen C-Strukturen erst mit einer Zeitverzögerung von etwa zwei Monaten. Diese Änderungen im chemischen Charakter können Effekte auf die Boden-C-Dynamik und den Stofftransport im Boden bewirken. Gering- intensive Bodenfeuer fördern die Freisetzung von gelösten C- und N-Verbindungen aus dem Ober- in den Unterboden sowie die Verfügbarkeit Abb. 3. Durchführung experimenteller Bodenfeuer im Hangbereich eines Kiefernwaldes. Foto: K. Näthe. labiler C- und N-Verbindungen, die sich positiv auf die Bodenatmung auswirken. [5]Näthe,K.,Levia,D.F.,Tischer,A.,Michalzik,B.(2017):Low-intensitysurface fireeffectsoncarbonandnitrogencycling insoilandsoilsolutionofaScots pineforest incentralGermany.Catena (inpress) .https://doi.org/10.1016/ j.catena.2017.10.026. [6]Näthe,K.,Levia,D.F.,Steffens,M.,Michalzik,B.(2017):Solid-state 13 CNMR characterizationofsurfacefireeffectsonthecompositionoforganicmatter in bothsoilandsoilsolutionfromaconiferousforest.Geoderma305,394-406. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.06.030.