Was sind invasive Neophyten?

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1 Das Drüsige Springkraut verändert die Bodenpilzdiversität in Wäldern Luca Gaggini Institut für Natur-, Landschafts- und Umweltschutz (NLU) Universität Basel Was sind invasive Neophyten? Neophyten Pflanzenarten, die durch menschliche Tätigkeiten, absichtlich oder unabsichtlich, in neuen biogeographischen Regionen eingeführt worden sind Invasive Neophyten Schäden an... - Biodiversität - Wirtschaft - Infrastruktur - Gesundheit 1

2 Impatiens glandulifera (Drüsiges Springkraut) Einjährige, krautige Pflanze Herkunft: Himalaya (Asien) 1839 in Europa eingeführt ~ Samen/m 2 3 Brislach (BL),

3 Habitat: feuchte, nährstoffreiche Standorte (z.b. Flussufer) Wälder Höhe = 2 3 m Das grösste einjährige Kraut unserer Flora 5 Verbreitung in der Schweiz Verwildert seit 1904 Schwarze Liste invasiver Arten (2017) 3

4 Auswirkungen Negativer Einfluss auf die Pflanzenvielfalt auf wirbellose Tiere auf Mykorrhiza-Symbiosen auf die Waldverjüngung Allelopathische Substanzen: Naphthoquinon biochemische Waffe Ausgangslage Invasive Arten bedrohen die einheimische Artenvielfalt. Welche Rolle spielt die unterirdische Vielfalt für die Funktionen eines Ökosystems? Invasive Pflanzen beeinflussen Bodenorganismen und beeinträchtigen Symbiosen zwischen Bodenpilzen und Pflanzen. à Unterirdische Ökosysteme! 4

5 Bodenpilze Bodenpilze bilden den grössten Anteil der Bodenorganismen Vreni Wiemken Hauptgruppen und ihre Bedeutung: Saprophyten Streuabbau Nährstoffkreislauf Mykorrhiza-Pilze Nährstoffkreislauf Bestimmen die oberirdische Pflanzenvielfalt Parasiten Regulatorische Funktion Fragestellungen Drüsiges Springkraut Bodenpilze 1) Beeinflusst das Drüsige Springkraut die Vielfalt und Zusammensetzung der Bodenpilzgesellschaft in Laub- und Nadelwäldern? 2) Räumliche Effekte des Drüsigen Springkrauts auf die Bodenpilze 5

6 Brislach 11 Wikipedia 6

7 Versuchsaufbau 25 m Wald 1 m 20 m 1 m mit Springkraut 50 m ohne Springkraut (Kontrolle) 3x Laubwald- und 3x Nadelwald-Bestände Total 72 Untersuchungsflächen Methoden 25 m Bodenproben > Pilz-DNA extrahieren 20 m 1 m 1 m 4 Sammeltermine (Total 288 Proben): ² O Jungpflanzen (Juni) blühende Pflanzen (Juli) fruchtende Pflanzen (September) seneszente Pflanzen (Dezember) 14 7

8 Genetische Analyse zur Bestimmung der Artenvielfalt Extraktion von Bodenpilz-DNA aus Bodenproben Einfluss des Drüsigen Springkrauts auf die Vielfalt und Zusammensetzung der Bodenpilzgesellschaft? T-RFLP Analyse (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) Anzahl DNA-Fragmente Mass für die Artenvielfalt von Pilzen Artenvielfalt von Bodenpilzen Mit Springkraut Kontrolle Mittelwerte ± Standardfehler (*** P < 0.001, ** P < 0.01, * P < 0.05, (.) P < 0.1) 8

9 Zusammensetzung der Bodenpilzgesellschaft LAUBWÄLDER NADELWÄLDER NMDS ohne Springkraut mit Springkraut ohne Springkraut mit Springkraut NMDS NMDS1 Juli-Aufnahme Zusammenfassung Unterschiede zwischen Flächen mit und ohne Springkraut : Höhere Artenvielfalt von Bodenpilzen in Flächen mit Springkraut Unterschiedliche Artenzusammensetzung Zunahme der Saprophyten und Abnahme der Mykorrhiza-Pilze? Effekte stärker in Nadelwäldern als in Laubwäldern 9

10 Fragestellungen 1) Beeinflusst das Drüsige Springkraut die Diversität und Zusammensetzung der Bodenpilzgesellschaft in Laub- und Nadel-Wälder? 2) Räumliche Effekte des Drüsigen Springkrauts auf die Bodenpilze Aufbau der Untersuchungsflächen Total 7 Transektpaare 10

11 ohne Springkraut (Kontrolle) mit Springkraut Methoden: Sandsäckchen Mit Quarzsand Maschengrösse: 50 µm à Hyphen-Wachstum Mykorrhiza-Pilze 50 µm 10 cm 5 cm Boden Inkubationszeit: 5 Monate (Mai Oktober 2016) 11

12 Bes9mmung der Hyphenlänge unter dem Stereomikroskop 4 mm 23 Ergebnisse: Hyphenlänge INNEN AUSSEN Hyphenlänge (cm) Kontrolle 20.0 mit Springkraut Transektlinie (cm) Mittelwerte (N = 7) 12

13 Diskussion INNEN SPRINGKRAUT-DICHTE AUSSEN Hyphenlänge (cm) HYPHENLÄNGE ALLELOPATISCHE SUBSTANZ (Naphthoquinon) Transektlinie (cm) Diskussion Negative Auswirkungen des Drüsigen Springkrauts auf das Wachstum der Mykorrhiza-Pilze Möglicher Einfluss auf die Pilz-Vernetzungen zwischen Pflanzen Vreni Wiemken Effekte bis zu einer Distanz von ~50 cm vom Rand des Springkraut-Bestandes 13

14 Räumliche Auswirkungen 1 m Räumliche Auswirkungen 1 m 14

15 Schlussfolgerungen Wälder mit Drüsigem Springkraut zeigen eine höhere Bodenpilz-Vielfalt eine veränderte Zusammensetzung der Pilzgesellschaft Das Drüsige Springkraut hemmt das Wachstum der Mykorrhiza-Pilze (auch ausserhalb des Bestandes) Was unterirdisch passiert, entspricht nicht dem, was oberirdisch sichtbar ist! 15