The positive link between geo- and biodiversity reflected in bioturbation patterns along a climate gradient

Heutzutage führen Klimawandel, Umweltverschmutzung oder die übermäßige Ausbeutung natürlicher Ressourcen zu einem weltweiten Rückgang der Biodiversität. Um diese zu erhalten, ist das Management von Ökosystemen von entscheidend. Dafür ist zunächst ein allgemeines Verständnis der vorherrschenden Biodiversität erforderlich, um geeignete Naturschutzmaßnahmen zu entwickeln, die den Biodiversitätsverlust verhindern. Neueste Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass leicht verfügbare Geodiversitätsdaten als Ersatz für Biodiversitätsdaten verwendet werden können. Dabei kann Geodiversität die Verfügbarkeit und Vielfalt ökologischer Bedingungen und Ressourcen bestimmen, welche die Koexistenz von Arten erleichtern. Ein Beispiel für eine solche positive Verbindung zwischen Geo- und Biodiversität sind Bioturbationsmuster entlang eines Klimagradienten. Bioturbation stellt dabei einen wichtigen Mechanismus für das Ökosystem-Engineering dar, da wühlende Tiere Böden und Sedimente biologisch verändern und so die Umwelt für sich selbst und für andere Arten umgestalten. Auf diese Weise beeinflussen Bioturbatoren wichtige Ökosystemprozesse wie Sedimenttransport, Bodenbildung, Nährstoffverfügbarkeit und Bodenwasserkreislauf. Infolgedessen fördert die Bioturbation die Geodiversität durch Verbesserung der Lebensraum- und Bodenbedingungen für die Bioturbatoren sowie für andere Arten. In dieser Arbeit habe ich eine Meta-Analyse mit 90 Studien aus 51 Veröffentlichungen durchgeführt, in der ich die Beziehung und die Einflussfaktoren der Verbindung zwischen Geo- und Biodiversität untersucht habe. Zur Ergänzung meiner Forschung über den positiven Zusammenhang zwischen Geo- und Biodiversität habe ich zusätzlich die bestimmenden Faktoren der Bioturbationsmuster entlang eines Klimagradienten in Chile untersucht. Dafür legte ich 80 Plots an vier Forschungsstandorten an (in ariden, semiariden, mediterranen und feuchten Klimazonen). Darüber hinaus analysierte ich die Auswirkungen von Bioturbatoren auf die Ökosystemprozesse Bodenbildung und Nährstoffverfügbarkeit unter Einbeziehung von Daten aus den ariden, semi-ariden und mediterranen Untersuchungsgebieten. Meine Arbeit zeigt, dass (i) die Geodiversität positiv mit der Biodiversität verbunden ist. Diese Beziehung wird jedoch von vielen komplexen Merkmalen beeinflusst, wie z. B. der räumlichen Ausdehnung, der Klimazone oder den Taxa, die berücksichtigt werden sollten, um Biodiversität anhand Geodiversität angemessen vorhersagen zu können. Bei den Bioturbationsmustern sind (ii) das Klima, die Vegetation und die Abundanz von Wirbeltieren die wichtigsten Einflussfaktoren. Hier variiert (iii) das Ausmaß der Bioturbation entlang des Klimagradienten mit dem stärksten Effekt in ariden Regionen, wo sie eine Makronährstoffanreicherung bewirkt und die Bodenfruchtbarkeit verbessert. Diese Arbeit erweitert unser Verständnis der positiven Zusammenhänge zwischen Geodiversität und Biodiversität und schärft gleichzeitig das Bewusstsein für die komplexen Beziehungen zwischen den beiden Konzepten. Darüber hinaus stelle ich Bioturbationsmuster und -effekte in verschiedenen Umgebungen dar, indem ich einen breiten klimatischen Gradienten abdecke. Dabei wird insbesondere die Rolle der Bioturbation als wichtiger Mechanismus zur Verbesserung der chemischen Bodeneigenschaften durch den Eintrag von Makronährstoffen hervorgehoben. Somit unterstützt diese Arbeit die Rolle der Bioturbation als potenziellen Treiber der lokalen Geodiversität.