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Biodiversitäts-Exploratorien sind Forschungseinheiten zur Untersuchung der Biologischen Vielfalt in Deutschland. Die Exploratorien sind ein von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziertes Verbundprojekt (DFG Schwerpunktprogramm 1374 – Bereich Infrastruktur). Drei Exploratorien dienen als offene Forschungsplattform für Wissenschaftler aus ganz Deutschland.

Mit Hilfe der Stationen werden die Beziehungen zwischen der Biodiversität verschiedener Taxa und Ebenen, die Rolle von Landnutzung und Management für die Biodiversität und die Rolle der Biodiversität für Ökosystemprozesse untersucht.

Die DFG-Exploratorien sind das bisher größte Wissenschaftsprojekt zur funktionellen Biodiversitätsforschung in Deutschland. In den verschiedenen Sub-Projekten arbeiten über 330 Wissenschaftler verschiedener Institutionen und Universitäten aus ganz Deutschland.

Bisher existieren drei Exploratorien:

1. Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin in Brandenburg
2. Nationalpark Hainich und seine Umgebung in Thüringen
3. Biosphärengebiet Schwäbische Alb in Baden-Württemberg

Die Untersuchungen folgen einer streng hierarchischen Struktur.

Insgesamt gibt es 1000 sogenannte Gridplots: Jedes Exploratorium enthält eine große Zahl an Untersuchungsflächen, die sich in ihrer Untersuchungsintensität unterscheiden. Da in der ersten Projektphase nur Grünland und Wälder berücksichtigt werden, wurde über ausgewählte Landschaftsbereiche ein Raster mit insgesamt 1000 Flächen pro Exploratorium gelegt. In diesen wurden die Zahl und Häufigkeit von Pflanzenarten sowie Landnutzungstypen und -intensität dokumentiert. Zusätzlich werden Bodenproben jeder Fläche analysiert.

Nach der ersten Erfassung wurden insgesamt 100 der Gridplotflächen (50 Wald, 50 Grünland pro Exploratorium) für eine intensivere Untersuchung ausgewählt. Diese repräsentieren den Gradienten der Landnutzungsintensität von weitgehend ungenutzten (z.B. EP im Landschaftsschutzgebiet am Sternenberg / Schwäbische Alb) bis zu stark genutzten Ökosystemen. Diese Experimentierplots sind mit Geräten zur Messung von Boden- und Lufttemperatur sowie Bodenfeuchte ausgestattet und besitzen eine für Manipulationsexperimente geeignete Größe.

Auf diesen Experimentierplots werden die Diversitäten weiterer Gruppen z.B. von Bienen, Ichneumoniden und anderen Hymenopteren, Heteropteren, Dipteren, Chrysomeliden, Curculioniden, Carabiden und xylobiontischen Käfern untersucht. Diese Tiergruppen werden regelmäßig durch unterschiedliche Fangmethoden und Fallentypen erfasst (Saugsammler, Kescher, Kreuzfensterfallen, Photoeklektoren und Begasung). Zusätzlich werden die Bestäubersysteme für Grünlandpflanzen und Unterholz durch wiederholte Sammlung bestäubender Insekten auf individuellen Pflanzen quantifiziert.

Auf diesen intensiven Untersuchungsflächen werden assoziierte Ökosystemprozesse untersucht, z.B. Biomasse und Wachstum der Wälder, Jahresnettoprimärproduktivität in Grünländern, Bodenatmung sowie Kohlenstoff- und Stickstoffanteile verschiedener Pflanzenteile. In 16 dieser 100 Untersuchungsflächen (VIPs) werden sehr intensive Studien zu Mikroorganismengemeinschaft und Mykorrhizapilzen mit Hilfe von molekularen Markern durchgeführt.

Auf den Experimentierplots finden eine Reihe von sogenannten Manipulationsexperimenten statt. Vor allem beinhalten sie Manipulationen von Pflanzendiversität, den Ausschluss funktioneller Gruppen oder die Verlagerung von Ressourcen, um für den jeweiligen Landnutzungstyp und dessen Intensität Konsequenzen für die Diversität und Ökosystemfunktion zu ermitteln. Diese Experimente beschäftigen sich im Gegensatz zu korrelativen Zusammenhängen aus Beobachtungen und Monitoring mit den kausalen Beziehungen.

Einige erprobte (etablierte) Experiemente sind^[1]:

• Einsaat-Experiment im Grünland, um die begrenzte Samenzahl zu erhöhen und dadurch die Beziehungen zwischen Pflanzendiversität und Primärproduktivität zu untersuchen
• Einsaat-Experiment mit Baumarten, um die Grenze des Samenvorkommens und den Etablierungserfolg als Funktion der Diversität und Artenidentität maternaler Bäume zu testen
• Störungsexperimente, um die Auswirkungen von Störungsintensität und -häufigkeit auf die Regenerationsfähigkeit von unterschiedlich artenreichen Vegetationstypen zu untersuchen
• Umzäunungsexperiment, um große Herbivore auszuschließen und deren Einfluss auf die Baumetablierung und Diversität zu erfassen
• Streu-Verlagerungsexperiment, um die Veränderungen des Bodenkohlenstoffs und der Destruentengemeinschaft zu untersuchen
• Totholz-Manipulationsexperimente am Boden und in Baumkronen, um deren Bedeutung für die xylobiontische Gemeinschaft zu ermitteln
• Kleinsäuger-Ausschlussexperiment, um deren Effekte auf die Arthropodendiversität zu erfassen
• Vogel- und Fledermaus-Ausschlussexperiment mit Netzen, um deren Einfluss auf die Arthropodendiversität und die Samenzusammensetzung der Pflanzen zu ermitteln
• Räuber-Beute-Manipulationen z.B. Einführung von Blattlauskolonien, um deren Überleben und das von assoziierten Räubergemeinschaften zu erfassen
• Herbivorie-Experimente zur Quantifizierung des Herbivoriegrades auf individuelle Pflanzen und zur Erfassung der Pflanzenfitness gespritzter und ungespritzter Pflanzen

Zusätzlich zu den regulären, systematischen Arbeiten des Kernprojektes, erfassen weitere Teilprojekte ab 2008 verschiedene andere Taxa.

Das Projekt generiert eine große Zahl unterschiedlicher Daten, die zu einer Fülle von Publikatioenen führen. Auf der Seite des Projektes findet sich eine annähernd vollständige Publikationsliste. Deshalb kann hier nur eine kleine Auswahl dargestellt werden.

Doktorarbeiten

• Steffen Boch (2011): Drivers of vascular plant and lichen diversity in Central European forests. Thesis, University Bern
• Stephanie A. Socher (2011): Effects of land use on the diversity of grassland plants. Dissertation, University of Bern
• Manfred Türke (2011): Complicating a Complex Ecosystem Function: the Controversial Role of Gastropods in a Myrmecochorous Seed Dispersal Mutualism. Thesis, Friedrich Schiller University Jena
• Christiane Will (2011): Assessment of the functional diversity of soil microbial communities in the German Biodiversity Exploratories by metagenomics. Thesis, University Goettingen

Diplom/Master/Bacholorarbeiten

• Sofia Baur (Juni 2011): Nahrungspräferenz der Blaumeise (Cyanistes caeruleus) vor Beginn der Brutzeit auf der Schwäbischen Alb. Bachelorarbeit Institut für Experimentelle Ökologie, Betreuung AG Kalko, Universität Ulm.

• Homepage der Exploratorien

1. ↑ biodiversity-exploratories.de