Basisinteraktionen in Ökosystemen Mechanistische Grundvorstellungen Symbole nach Odum - PowerPoint PPT Presentation

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  1. Basisinteraktionen in Ökosystemen Mechanistische Grundvorstellungen Symbole nach Odum Zerlegung in Stoffkreisläufe Einschränkung auf messbare/gemessene Parameter Theorie zu nachhaltiger Nutzung Letzte Änderungen: GB 07.03.02 10:00

  2. Ökologische Forschungsprojekte • Thema/Gebiet • Fragestellungen: allgemein/speziell • Arbeitshypothesen formulieren • Untersuchungs-/Versuchsansatz/experimentelles Design • Vorversuch + Evaluierung • Hauptversuch 1 • Auswertung Evaluation der Hypothesen Neue Befunde /Zusammenhänge • Nachversuch/Hauptversuch2 Nachbessern der Hauptexperimente • Endauswertung/Synthesephase • Modellbildung, Diskussion (Hypothesenevaluation) • Definition des Forschungsbedarfs

  3. Microbial Activity (Soil Enzymes) Substrates Vegetation (Sugars, Amino Acids, Gas Exchange Organic Acids) (N O, CO , CH , C H ) 2 2 4 2 2 Microbial Biodiversity (PLFA)

  4. urease activity ammonia ureides pH microbial biomass protease activity DOM POM leaching mass transfer grazing mesofauna italic.... activity normal... pool grazing influence litter

  5. inhibition pH supplement N/C - additional (RESP) MiO substrate CO2 enzyme original basal (BR) pool enzyme activation / inhibition mass flow enzyme induction / repression stimulating abundance change or inhibiting diversification influence effects: adaptations long term effects (succession) investigated system

  6. Basisinteraktionen, Mesokosmenversuch, mechanistisch atm. Export atm. Import Xorg Bakt. Xdetr Pilze Organismen- migration MESOFAUNA Pflanzen Cyano- bacteria Xmin Auswaschung Material/Energie Steuerung

  7. Steuerkreis Lastkreis Energiequelle E- Abfluß Regler Passiver Speicher Xorg....organisch geb. N/C Xmin....remineralisierter N/C POM....particulate org. matter Konsument DOM....dissolved org. matter Nach H.T.Odum, 1971

  8. Basisinteraktionen, nach Odum atm. Export atm. Import Pflanzen Xorg Migration MESOFAUNA Cyano- Bakt Xmin Material/Energie Auswaschung Steuerung

  9. N- Turnover im Boden N2O N2 Pflanzen NOx N2 Protease CHN POM Urease GC/HPLC Desaminierung A DOM N-Fixierung Desaminierung B MESOFAUNA MiO NH4 Urease Denitrifikation NO3 Nitratreduktase Nitrifikation

  10. n h NH + 4 Urease NO - 3 N atmosph. N-Turnover PLANT in Soils Rhizodeposition, Feedback Litter Free Amino Acids POM DOM Protease BR, SIR MESOFAUNA MiO Steering influence Mass Transfer

  11. C- Turnover im Boden CO2 Methan Pflanzen CHN Hmus POM Xylanase Cellulase GC/HPLC DOM CHN ß-Glucosidase Saccharase MESOFAUNA MiO URAS Cmin SIR

  12. CO 2 PLANT POM DOM MiO Cmin n h C-Turnover in Soils Rhizodeposition, Litter Xylanase Cellulase Feedback Free Sugars and Amino Acids BR, SIR MESOF Dehydrogenase Steering influence Mass Transfer

  13. P- Turnover im Boden Pflanzen Phosphatase POM DOM MESOFAUNA Pmin Ionentausch MiO Fumigation

  14. S- Turnover im Boden DMS H2S Pflanzen Arylsulfatase POM DOM Ionentausch MESOFAUNA Smin MiO

  15. hv CO 2 N 2 Kn. Bak . POM DOM org. S Pilze CO - - Mg ++ 3 Bakterien Fauna Mg Urease Aktivität CO 3 ges. N TRIFOLIUM = Massentranfer = Steuergröße

  16. LOLIUM hv = Massentranfer CO 2 = Steuergröße POM DOM Pilze Bakterien CO Mg -- ++ 3 Fauna Urease Aktivität Mg CO 3 ges. N

  17. Stability of Soil Systems ecosystem succession due to land use ? Temperature Fertilizer Rhizodeposition energy needed to change soil properties future ecosystem present worst case: ecosystem degradation system stability system resilience system elasticity basins of attraction soil property (Soil aggregate stability)

  18. Substrate activation, induction, resource limitation Asparagine induced Respiration (URAS) 120 100 80 60 40 20 0 0 90 180 270 360 450 540 630 720 810 900 990 / kg FG *h Maniok 2 mg CO Sugar Cane Time (min) Maniok and Sugar Cane (BIOLOG-Test using Asparagine) 10000 8000 Maniok 6000 µg TPF / mL 4000 Sugar Cane 2000 0 0 840 1200 1440 2400 2670 3000 4320 Time (min)