Projekt

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Ecological consequences of novel plant-soil interactions under changing climate

Titel Englisch Ecological consequences of novel plant-soil interactions under changing climate
Gesuchsteller/in Alexander Jake
Nummer 176044
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Département d'Ecologie et d'Evolution Faculté de Biologie et de Médecine Université de Lausanne
Hochschule Universität Lausanne - LA
Hauptdisziplin Oekologie
Beginn/Ende 01.10.2017 - 30.06.2021
Bewilligter Betrag 800'000.00
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Keywords (8)

Biotic interactions; Climate change; Plant-soil interaction; Competition; Elevation gradient; Alpine plants; Ecosystem functioning; Range shift

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Der Klimawandel verursacht weltweit eine Umverteilung von Pflanzen, Tieren und Mikroben, und dadurch die Entstehung von neuen Artgemeinschaften und Art-Wechselbeziehungen. Im Rahmen dieses Projektes werden die noch wenig verstandenen Auswirkungen dieser neuen Art-Interaktionen für die Biodiversität und die Funktionsprozesse von Bergökosystemen untersucht.
Lay summary

Inhalt und Ziele des Forschungsprojektes

Änderungen in Art-Wechselbeziehungen könnten für viele der Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosysteme und Biodiversität verantwortlich sein. Die ökologischen Konsequenzen von neuartiger Art-Interaktionen, insbesondere zwischen Pflanzen und Bodenmikroben, sind jedoch nur unzureichend untersucht, obwohl gerade diese eine Schlüsselrolle für die Bildung zukünftiger Pflanzengemeinschaften und ihrer Ökosystemprozesse spielen könnten.

In diesem Projekt werden wir zunächst untersuchen, wie schnell neuartige Pflanzen-Boden-Interaktionen in Bergökosystemen entstehen können. Dafür analysieren wir Pflanzen- und Bodengemeinschaften, welche aus einem internationalen Netzwerk von Experimenten entstammen. Im nächsten Schritt, werden lokal Gewächshaus- und Feldexperimente etabliert, um die Auswirkungen dieser neuartigen Interaktionen auf die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften zu testen. Schließlich werden wir prüfen, inwiefern neue Art-Interaktionen die Auswirkungen des Klimawandels auf Nährstoff- und Kohlenstoffkreisläufe in diesen Ökosystemen beeinflussen.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojektes

Dieses Projekt wird unser grundsätzliches Verständnis hinsichtlich des Einflusses neuartiger Pflanzen-Boden-Interaktionen auf die Bildung von Artgemeinschaften und Funktionsprozesse von Ökosystemen erweitern. Ziel ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf alpine Ökosysteme besser verstehen zu können, und somit effektive Managementmassnahmen für diese kulturell und ökonomisch wichtigen Landschaften zu erzielen.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 30.10.2017

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Projektpartner

Abstract

Much current research focuses on understanding the extent to which species’ responses to climate change are influenced by biotic interactions. Studies conducted within plant communities, for example, have shown that altered interactions among competitors can exert a stronger influence than direct physiological effects of climate change on population and community dynamics. Furthermore, altered interactions among plants and soil organisms can modify carbon fluxes and mineral nutrient cycles, contributing to shifts in plant community structure with possible feedbacks to global climate. However, most of this work has not considered that over the longer term biotic interactions will be altered by the arrival of novel species migrating in response to climate change. For example, novel competitors could drive impacts of climate change on alpine plants, and novel herbivores might have a similar effect. However, the ecological consequences of novel interactions among plants and soil biota remain unexplored. This knowledge gap is significant, since novel plant-soil interactions could play a key role in shaping plant community structure and ecosystem processes under climate change.The current project will investigate the ecological consequences of novel plant-soil interactions under climate change. Specifically, we ask (1) how rapidly are novel plant and soil organisms able to establish in communities once dispersal barriers are overcome? This first step is important to assess which types of novel plant-soil interactions are most likely to occur. (2) What are the consequences of novel plant-soil interactions for the outcome of plant competition and plant community structure? This will inform the extent to which plant-soil interactions could shape plant community responses to climate change, and so whether these effects should be accounted for in biodiversity forecasts. (3) What is the potential contribution of novel plant-soil interactions to altered nutrient and carbon cycling under climate change? Species possessing novel traits could lead to large shifts in ecosystem processes, yet the implications of this for ecosystem functioning and climate feedbacks are all but unknown.To tackle these questions, we will combine carefully controlled field and glasshouse experiments with sequencing of soil microbial communities, plant community analyses and measurements of ecosystem processes. To set our findings within a broad geographic context, we will take advantage of a network of whole-community transplant experiments to study the emergence of novel plant-soil interactions and their possible impacts on ecosystem processes across the northern hemisphere.
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