Verbundprojekt BioTip: Bodenbiodiversität und Kipppunkte im Amazonas-Becken (PRODIGY) Teilprojekt 3: Biogeochemische Prozesse und funktionale mikrobielle Diversität

In Ökosystemen kann es infolge des menschlichen Einflusses bei Überschreiten eines Kipppunktes zu abrupten Zustandsänderungen und neuen, unvorteilhafteren Systemgleichgewichten kommen. Der PRODIGY-Verbund untersucht am Beispiel des westlichen Amazonasbeckens in der tri-nationalen Region Brasilien, Bolivien und Peru (MAP Region) die Hypothese, dass Bodenökosysteme weniger anfällig sind, Trockenstress-bedingte Kipppunkte zu überschreiten, wenn sie sich auf das Sicherheitsnetz der funktionellen Redundanz infolge einer hohen funktionalen Biodiversität verlassen können. Zu diesem Zweck bestimmen wir in Hannover die funktionelle Diversität des Bodenmikrobioms entlang von Gradienten der Feldfruchtdiversität. Hierzu kombinieren wir eine grundlegende Charakterisierung des Bodenmikrobioms mit metagenomischen Ansätzen, sowie der Genexpressionsanalyse ausgewählter funktioneller Gene mit einer Resilienzanalyse der biogeochemischen Flüsse. Als Trockenheitssimulationsexperimente dienen Regenausschlussflächen entlang der Gradienten, die wir mittels biophysikalischer Analysen zur Validierung modellbasierter Simulationen nutzen werden. Durch die Lage der Gradienten auf vergleichbaren biophysikalischen Flächen zwischen den Ländern der MAP-Region, können unterschiedliche Ausprägungen der funktionalen Resilienz auf eventuelle Unterschiede im landestypischen Management und der jeweiligen Kulturalität der Nutztreibenden zurückgeführt werden.