Arthropoden I - Landnutzung, oberirdische Arthropoden-Diversität und durch Arthropoden beeinflusste Prozesse

Abbildung: Das Foto zeigt in Groß-Aufnahme einen Bock-Käfer.

Hintergrund

Arthropoden, insbesondere Insekten sind die artenreichste Tiergruppe der Erde und beeinflussen viele Ökosystemprozesse. Im vorliegenden Projekt soll ein Langzeitmonitoring der Diversität von Insekten und Spinnen im Grasland und Wald sowie der Ökosystemprozesse Herbivorie und Parasitismus im Wald durchgeführt werden. Dazu werden im Wald Arthropoden mit Kreuzfenster- und Trichterfallen und im Grasland durch Käscherfänge und Trichterfallen gesammelt. Im Wald werden zusätzlich die Abundanzen und Parasitierungsraten bestimmter Forstschädlinge (Buchenspringrüssler Rhynchaenus fagi, Nutzholzborkenkäfer Trypodendron spp.) quantifiziert und das Vorkommen von holzbewohnenden Insekten in ausgelegten Baumstämmen erfasst. Das Projekt quantifiziert den Einfluß von Landnutzung auf die Arthropodendiversität, auf die Herbivorie an Buche und auf die biologische Kontrolle von Forstschädlingen. Zusätzlich testet es den Einsatz von Indikatorarten für ein Arthropodenmonitoring. In Kooperationen soll die phylogenetische Diversität der Arthropoden untersucht, die für Biodiversitätsveränderungen verantwortliche Landnutzungskomponenten identifiziert und ein BarCoding Ansatz zur schnellen Erfassung von Dipteren entwickelt werden. Das Projekt wird wichtige Basisinformationen für andere Projekte zur Verfügung stellen, um die Rolle der

Arthropodendiversität für die Diversität anderer Taxa und für Ökosystemprozesse zu verstehen.

Abbildung: Das Foto zeigt eine junge Wissenschaftlerin, die über eine ungemähte Wiese geht und einen Kescher schwingt. Im Hintergrund befindet sich eine Baumreihe. — Keschern im Grünland

Erfassung der Arthropodendiversität

Durch die Erfassung ausgewählter Arthropodentaxa werden die Effekte der Landnutzung auf die Diversität und trophischen Interaktionen analysiert.

Übergeordnete Hypothesen

steigende Landnutzungsintensität führt zu einer Abnahme der Diversität und Abundanz von Arthropoden im Wald und im Grünland
Nahrungsnetze sind komplexer und stabiler in natürlichen Systemen
die Beziehung zwischen Landnutzungsintensität, Diversität und Funktion von Arthropoden hängt vom Habitattyp (Wald, Grünland) und der Region (Schorfheide-Chorin, Hainich-Dün, Schwäbische Alb) ab.

Methoden

Die Erfassung der Arthropoden erfolgt mit verschiedenen Methoden entlang der Landnutzungsgradienten in den jeweils 100 Intensivplots der drei Exploratorien

Waldarthropoden

kontinuierliche Erfassung am Boden, im Unterwuchs und im Kronenraum mit verschiedenen Fallensystemen über die gesamte Vegetationsperiode

Es handelt sich um Aktivitätsfallen, d.h. es werden keine Lockstoffe verwendet.

Kreuzfensterfallen im Unterwuchs und im Kronendach

hiermit werden hauptsächlich fliegende Insekten erfasst

Trichterfallen im Boden

hiermit werden epigäisch aktive Arten erfasst

Grünlandarthropoden

kontinuierliche Erfassung von epigäisch aktiven Arten mit:

Trichterfallen

am Vegetations-gebundene Arten mit

monatlichen Käscherfängen

Experimente

Herbivorie und Pflanzenfitness

Es wird analysiert wie sich Herbivoren-vermittelte Effekte der Landnutzung und Diversität auf die Pflanzenfitness auswirken. Dabei wird experimentell untersucht ob durch eine Erhöhung der Diversität in weniger intensiv genutzten Systemen die Blatt-Herbivorie reduziert wird und eine effektivere Kontrolle der Herbivorenpopulationen stattfindet. Dies wird auf allen Wald-Experimentierplots durchgeführt.

Hypothesen

1. Die Diversität und Abundanz von natürlichen Gegenspielern der Insektenherbivoren ist in natürlichen Wäldern höher als in genutzten.

2. Parasitierungsraten und Prädation ist in natürlichen Wäldern höher als in genutzten

3. die Abundanz von Herbivoren ist in natürlichen Wäldern geringer

4. der durch Blattfresser verursachte Schaden ist in genutzten Wäldern höher als in natürlichen

Publikationen

Dispersal ability, trophic position and body size mediate species turnover processes: Insights from a multi‐taxa and multi‐scale approach

Bae S., Heidrich L., Levick S. R., Gossner M. M., Seibold S., Weisser W. W., Magdon P., Serebryanyk A., Bässler C., Schäfer D., Schulze E.-D., Doerfler I., Müller J., Jung K., Heurich M., Fischer M., Roth N., Schall P., Boch S., Wöllauer S., Renner S. C., Müller J. (2021): Dispersal ability, trophic position and body size mediate species turnover processes: Insights from a multi‐taxa and multi‐scale approach. Diversity and Distributions 27 (3), 439-453. doi: 10.1111/ddi.13204

Multi-taxa approach shows consistent shifts in arthropod functional traits along grassland land-use intensity gradient

Grasslandnutzung verändert die mittleren Eigenschaften von Arthropodengemeinschaften

Simons N. K., Weisser W. W., Gossner M. M. (2016): Multi-taxa approach shows consistent shifts in arthropod functional traits along grassland land-use intensity gradient. Ecology 97 (3), 754–764. doi: 10.1890/15-0616.1

Effects of management on aquatic tree-hole communities in temperate forests are mediated by detritus amount and water chemistry

Waldbewirtschaftung beein-fl usst die Artengemeinschaften in wassergefüllten Baumhöhlen durch Veränderungen von Detritusmenge und Wasserchemie

Gossner M. M., Lade L., Rohland A., Sichardt N., Kahl T., Bauhus J., Weisser W. W., Petermann J. S. (2016): Effects of management on aquatic tree-hole communities in temperate forests are mediated by detritus amount and water chemistry. Journal of Animal Ecology 85 (1), 213–226. doi: 10.1111/1365-2656.12437

Forest management and regional tree composition drive the host preference of saproxylic beetle communities

Waldbewirtschaftung und regionale Baumartenzusammensetzung beeinflussen die Wirtspräferenz xylobionter Käfergemeinschaften

Müller J., Wende B., Strobl C., Eugster M., Gallenberger I., Floren A., Steffan-Dewenter I., Linsenmair K. E., Weisser W. W., Gossner M. M. (2015): Forest management and regional tree composition drive the host preference of saproxylic beetle communities. Journal of Applied Ecology 52 (3), 753–762. doi: 10.1111/1365-2664.12421

Morphometric measures of Heteroptera sampled in grasslands across three regions of Germany

Morphometrische Maße von Wanzen in Grasländern dreier Gebiete Deutschlands

Gossner M. M., Simons N. K., Höck L., Weisser W. W. (2015): Morphometric measures of Heteroptera sampled in grasslands across three regions of Germany. Ecology 96 (4), 1154–1154. doi: 10.1890/14-2159.1

A summary of eight traits of Coleoptera, Hemiptera, Orthoptera and Araneae, occurring in grasslands in Germany

Eine Zusammenstellung von 8 funktionellen Merkmalen für Arten der Käfer, Wanzen, Heuschrecken und Spinnen in Grünländern Deutschlands

Gossner M. M., Simons N. K., Achtziger R., Blick T., Dorow W. H. O., Dziock F., Köhler F., Weisser W. W. (2015): A summary of eight traits of Coleoptera, Hemiptera, Orthoptera and Araneae, occurring in grasslands in Germany. Scientific Data 2:150013. doi: 10.1038/sdata.2015.13

Increasing temperature may compensate for lower amounts of dead wood in driving richness of saproxylic beetles

Artenreichtum xylobionter Käfer: Erhöhte Temperaturen könnten geringere Mengen an verfügbarem Totholz ausgleichen

Müller J., Brustel H., Brin A., Bussler H., Bouget C., Obermaier E., Heidinger I. M. M., Lachat T., Förster B., Horak J., Procházka J., Köhler F., Larrieu L., Bense U., Isacsson G., Zapponi L., Gossner M. M. (2015): Increasing temperature may compensate for lower amounts of dead wood in driving richness of saproxylic beetles. Ecography 38 (5) 499–509. doi: 10.1111/ecog.00908

Can rove beetles (Staphylinidae) be excluded in studies focusing on saproxylic beetles in central European beech forests?

Können Kurzflügelkäfer (Staphylinidae) in Studien mit Schwerpunkt auf Totholzkäfern in mitteleuropäischen Buchenwäldern ausgeschlossen werden?

Parmain G., Bouget C., Müller J., Horak J., Gossner M. M., Lachat T., Isacsson G. (2015): Can rove beetles (Staphylinidae) be excluded in studies focusing on saproxylic beetles in central European beech forests? Bulletin of Entomological Research 105 (1), 101-109 doi: 10.1017/S0007485314000741

Beech forest management does not affect the infestation rate of the beech scale Cryptococcus fagisuga across three regions in Germany

Waldbewirtschaftung in Buchenwäldern hat keinen Einfluss auf den Befall mit der Buchenwollschildlaus

Köhler G., Pasalic E., Weisser W. W., Gossner M. M. (2015): Beech forest management does not affect the infestation rate of the beech scale Cryptococcus fagisuga across three regions in Germany. Agricultural and Forest Entomology 17 (2), 197–204. doi: 10.1111/afe.12097

Die Buchenwollschildlaus Cryptococcus fagisuga und ihre ambivalente Rolle in thüringischen Buchenwäldern

Köhler G., Pasalic E., Gossner M. M., Baier U. (2015): Die Buchenwollschildlaus Cryptococcus fagisuga und ihre ambivalente Rolle in thüringischen Buchenwäldern. Landschaftspflege und Naturschutz in Thüringen 52 (3), 104 – 111

Limitations to the use of arthropods as temperate forests indicators

Eingeschränkte Nutzbarkeit von Arthroooden als Indikatoren in temperaten Wälder

Gossner M. M., Fonseca C. R., Pašalić E., Türke M., Lange M., Weisser W. W. (2014): Limitations to the use of arthropods as temperate forests indicators. Biodiversity and Conservation 23 (4), 945-962. doi: 10.1007/s10531-014-0644-3

Insect attraction to herbivore-induced beech volatiles in unmanaged and differently managed forests

Buche lockt Gegenspieler von Pflanzenfressern durch freigesetzte Düfte an

Gossner M. M., Weisser W. W., Gershenzon J., Unsicker S. B. (2014): Insect attraction to herbivore‑induced beech volatiles under different forest management regimes. Oecologia 176 (2), 569-80. doi: 10.1007/s00442-014-3025-4

Forest management intensity measures as alternative to stand properties for quantifying effects on biodiversity

Waldbewirtschaftungsintensitätsmaße als Alternative zu Bestandesmerkmalen zur Quantifizierung der Auswirkungen auf die Biodiversität

Gossner M. M., Schall P., Ammer C., Ammer U., Engel K., Schubert H., Simon U., Utschick H., Weisser W. W. (2014): Forest management intensity measures as alternative to stand properties for quantifying effects on biodiversity. Ecosphere 5 (9), 113. doi: 10.1890/es14-00177.1

Differential Responses of Herbivores and Herbivory to Management in Temperate European Beech

Unterschiedliche Reaktionen von Buchen-Herbivoren und -Herbivorie auf Bewirtschaftung in temperaten europäischen Wäldern

Gossner M. M., Pasalic E., Lange M., Lange P., Boch S., Hessenmöller D., Müller J., Socher S. A., Fischer M., Schulze E.-D., Weisser W. W. (2014): Differential Responses of Herbivores and Herbivory to Management in Temperate European Beech. PLoS ONE 9(8): e104876. doi: 10.1371/journal.pone.0104876

Invertebrate herbivory decreases along a gradient of increasing land-use intensity in German grasslands

Abnahme der Herbivorie im Grünland mit zunehmender Landnutzungsintensität

Gossner M.M., Weisser W. W., Meyer S. T. (2014): Invertebrate herbivory decreases along a gradient of increasing land-use intensity in German grasslands. Basic and Applied Ecology 15 (4), 347–352. doi: 10.1016/j.baae.2014.03.003

Current Near-to-Nature Forest Management Effects on Functional Trait Composition of Saproxylic Beetles in Beech Forests

Effekte der derzeit praktizierten naturnahen Waldwirtschaft auf die funktionale Zusammensetzung von Totholzkäfern in Buchenwäldern

Gossner M. M., Lachat T., Brunet J., Isacsson G., Bouget C., Brustel H., Brandl R., Weisser W. W., Müller J. (2013): Current Near-to-Nature Forest Management Effects on Functional Trait Composition of Saproxylic Beetles in Beech Forests. Conservation Biology 27 (3), 605–614. doi: 10.1111/cobi.12023

The importance of heterogeneity revisited from a multiscale and multitaxa approach

Die Bedeutung von Heterogenität, neu analysiert anhand eines Multi-Skalen- und Multi-Taxa-Ansatzes

Gossner M. M., Getzin S., Lange M., Pasalić E., Türke M., Wiegand K., Weisser W. W. (2013): The importance of heterogeneity revisited from a multiscale and multitaxa approach. Biological Conservation 166, 212–220. doi: 10.1016/j.biocon.2013.06.033

Effect of dead wood enrichment in the canopy and on the forest floor on beetle guild composition

Effekte der Totholzanreicherung in der Baumkrone und auf dem Waldboden auf die Zusammensetzung von Käfergemeinschaften

Gossner M. M., Floren A., Weisser W. W., Linsenmair K. E. (2013): Effect of dead wood enrichment in the canopy and on the forest floor on beetle guild composition. Forest Ecology and Management 302, (404–413). doi: 10.1016/j.foreco.2013.03.039

Die Bedeutung von großskaligen Biodiversitätsstudien an Arthropoden am Beispiel der Biodiversitätsexploratorien

Gossner M. M. (2013): Die Bedeutung von großskaligen Biodiversitätsstudien an Arthropoden am Beispiel der Biodiversitätsexploratorien. Entomologie heute 25, 31-46.

Implications from large-scale spatial diversity patterns of saproxylic beetles for the conservation of European Beech forests

Implikationen von großskaligen räumlichen Diversitätsmustern von Totholzkäfern für die Erhaltung der europäischen Buchenwälder

Müller J., Brunet J. , Brin A., Bouget C., Brustel H., Bussler H., Förster B., Gunnar I., Köhler F., Thibault L., Gossner M. M. (2013): Implications from large-scale spatial diversity patterns of saproxylic beetles for the conservation of European Beech forests. Insect Conservation and Diversity 6 (2), 162–169. doi: 10.1111/j.1752-4598.2012.00200.

Saproxylic beetles as indicator species for dead-wood amount and temperature in European beech forests

Lachat T., Wermelinger B., Gossner M. M., Bussler H., Isacsson G., Müller J. (2012): Saproxylic beetles as indicator species for dead-wood amount and temperature in European beech forests. Ecological Indicators 23, 323–331. doi: 10.1016/j.ecolind.2012.04.013

Datensätze

Öffentliche Datensätze

Sampling dates for arthropod traps on forest EPs 2008 to 2022 (including FOX)

Goßner, Martin; Weisser, Wolfgang; Staab, Michael (2013): Sampling dates for arthropod traps on forest EPs 2008 to 2022 (including FOX). Version 11. Biodiversity Exploratories Information System. Dataset. https://www.bexis.uni-jena.de/ddm/data/Showdata/17016?version=11

Die sogenannten Kernprojekte der BE gingen aus dem Projekt zur Flächenauswahl und dem Aufbau der Exploratorien (2006-2008) hervor. Sie stellen seit 2008 die Infrastruktur bereit und erheben für alle Projekte wichtige Basisinformationen zu Landnutzung, Diversität und Ökosystemprozessen (Langzeitmonitoring). Zudem sie koordinieren projektübergreifende Aktivitäten wie etwa verschiedene Grossexperimente.