Ökologie der Moose und Flechten in Wäldern

ForestCrust – Ökologische Interaktionen zwischen Moos-Flechten Biokrusten und biogeochemischen Prozessen in Waldökosystemen

Art des Projekts: Forschungsprojekt mit einer Laufzeit von Januar 2021 bis Dezember 2023

Leitung: Dr. Maik Veste, Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg

Über das Projekt

Moose und Flechten sind wichtige Bestandteile der Bodenvegetation in mitteleuropäischen Wäldern. Gerade in halbschattigen Waldkiefern- und Eichenwäldern bedecken Waldmoose und Flechten der Gattung Cladonia große Bodenoberflächen und sind hier sehr dominant in der Bodenvegetation. Dabei sind diese Pflanzengesellschaften das Endstadium einer Sukzession von biologischen Bodenkrusten, deren initiale Stadien vornehmlich von Grünalgen gebildet werden und sich über Moos- bis zu Moos-Flechten-Gesellschaften entwickeln.

Dabei beeinflussen sie die Waldböden in ihrer ökologischen Funktion und spielen mit ihren Rückkopplungen mit der Bodenvegetation eine wichtige Rolle als Wasserreservoir und Bodenstabilisator in dem Ökosystem Wald. Eine großflächige Bedeckung des Waldbodens durch Moose kann große Mengen Wasser speichern und verzögert wieder abgeben. Allerdings können Moose auch bei steigenden Niederschlägen eine Infiltrationsbarriere in tiefere Bodenschichten darstellen und negative Rückkopplungen auf die ökohydrologischen Prozesse und den Bodenwasserhaushalt verursachen. Neben der ökohydrologischen Bedeutung sind Moose zudem ein wichtiger Faktor im globalen Kohlenstoffkreislauf und z.B. in kalt-gemäßigten und borealen Wäldern für ein Fünftel der Kohlenstoff-Nettoaufnahme verantwortlich. Auch auf Waldböden in temperierten Klimaten können sie maßgeblich zur CO2 Bindung des Bodens beitragen.

Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Entwicklung von biologischen Bodenkrusten in Waldökosystemen. Das Projekt knüpft an das Vorhaben zur Entwicklung von Bodenkrusten auf Rohböden an. Auch in Waldökosystemen bedecken Moose und Flechten-Gesellschaften große Teile der Bodenoberfläche in Wäldern, an Waldrändern und angrenzenden offenen Habitaten. Unter diesen unterschiedlichen Mikroklimabedingungen werden Freilandversuche angelegt, um den Einfluss von Feuchte-Trockenzyklen auf die physiologischen Aktivitätsphasen der wechselfeuchten Organismen und deren Wachstum zu untersuchen. Langanhaltende Trockenheit und kurzzeitige Niederschläge in den Sommermonaten wirken sich negativ auf die Leistungsfähigkeit und Produktivität der Moose und Flechten aus und verändern auch deren spektrale Eigenschaften.

Die Untersuchungen der physiologischen Auswirkungen von Trocken-Feuchtzyklen ist eine wesentliche Grundlage für die Modellierung der Kohlenstoff-Flüsse und der Photosynthese in den Sommermonaten. Zudem spielt der Klimawandel mit den ansteigenden winterlichen Temperaturen eine wichtige Rolle für die Ökophysiologie der Moose und Flechten, da Frost und Schneefall deutlich abnehmen. Dies begünstigt die physiologische Aktivität und das Wachstum der Flechten und vor allem der Moose in den bisher kälteren Jahreszeiten. Auch haben die bodenhydrologischen Eigenschaften und insbesondere die Tiefeninfiltration des Regenwassers in den Sommermonaten einen massiven Einfluss. Die Rückkopplungen zwischen den Moosen und den Niederschlägen, Infiltration und Bodenwasserhaushalt werden mit verschiedenen Waldmoostypen untersucht.