Titelaufnahme

Titel
Diversity, recovery potential and functional role in the biogeochemical nitrogen cycle of the biological soil crust microbiota / Stefanie Maier
Verfasser/ VerfasserinMaier, Stefanie
Begutachter / BegutachterinGrube, Martin
ErschienenGraz, Februar 2016
UmfangVII, 185 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Dissertation, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Boden / Stickstoffkreislauf / Mikroorganismus / Ökosystem
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-102151 Persistent Identifier (URN)
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Diversity, recovery potential and functional role in the biogeochemical nitrogen cycle of the biological soil crust microbiota [26.38 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Biologische Bodenkrusten sind für die Sicherstellung von Ökosystemfunktionen und Ökosystemleistungen von Bedeutung, insbesondere in Trockengebieten dienen sie als wichtige Stickstoffquelle und reduzieren die Erosionswirkung. Dies kommt besonders in Hinblick auf Desertifikation zum Tragen. Zu den Ursachen für Desertifikation werden extreme Wetterereignisse gezählt und menschliche Tätigkeiten wie Überweidung, landwirtschafliche Übernutzung und Abholzung. Trockengebiete nehmen mehr als ein Drittel der globalen Landoberfäche ein. Schätzungsweise befindet sich 50% der landwirtschaftlich nutzbaren Gesamtfäche in Trockengebieten. Die Folgen der Desertifikation umfassen Einbußen der landwirtschaftlichen Produktivität sowie eine Verringerung der Bodenfruchtbarkeit und Wasserqualität. 33,8% der Weltbevölkerung lebt in Trockengebieten, und ist durch die Folgen von Desertifikation existentiell bedroht. Bodenkrusten wird von europäischen Nuturschutzbehörden in Hinblick auf die Bekämfung der Landverödung keine große Bedeutung beigemessen. Das Forschungsprojekt „Soil Curst International“ wurde 2011 ins Leben gerufen, mit dem vorrangigem Ziel die Politik für ein nachhaltiges Landmanagement zu sensibilisieren. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war es die Charakteristika verschiedener Krustentypen und Schlüsselarten, die großen Einfluss auf die Funktion von Ökosystemen ausüben, sowie die am Stickstoffkreislauf involvierten Mikroorgnismen, zu untersuchen. Störungen wie Habitatfragmentierung, Umweltverschmutzung oder eine Zunahme extremer Wetterereignisse stellen eine Bedrohung für die Erhaltung von Biodiversität dar. Innerhalb von Stoffkreisläufen werden viele Prozesse von Mikroorganismen vollzogen. Außerdem hat sich gezeigt, dass Veränderungen von Bakteriengemeinschaften Störungen zum Ausdruck bringen. Für Europa liegen bisher keine Daten über die Regeneration von Bodenkrusten-assoziierten Mikroorganismen, nach dem Auftreten von Störungen, vor. Im Rahmen der Arbeit wurde die Biologische Integrität europäischer Bodenkrusten untersucht. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass schwere oder wiederholte Störungen, die zu einem Verlust von Bodenkrusten führen, Einschränkungen in der Bereitstellung von Ökosystemleisungen zur Folge haben könnten.

Zusammenfassung (Englisch)

Biological soil crusts (biocrusts) fulfil a key role in maintaining ecosystem processes and services, in particular in dryland areas. In arid regions, nitrogen inputs are dependent on biological nitrogen fixation. Furthermore, biocrusts counteract the process of soil erosion. This is particularly relevant in the view of the problem of desertification. Land degradation is caused due to extreme weather events as well as overgrazing, unsustainable farming and deforestation. More than one third of the Earths land mass is covered by arid regions. It is estimated that 50% of the Earths farmland is situated in drylands. The consequences of desertification include reduced food production, soil infertility and reduced water quality. 33.8% of the worlds population lives in drylands who suffer the consequences of desertification. Biocrusts are not well appreciated by European conservation authorities in terms of land protection. The research project Soil Crust International was established in 2011. The overall goal was to contribute to improved policies in the area of land protection. The first objective of this dissertation was to investigate whether biocrusts at different European sites are comparable in their species composition of microorganisms and to determine their role in ecosystems. The biodiversity assessments also aimed to reveal key species that play important roles in the functioning of biocrusts. Disturbances such as fragmentation of habitats, off-road driving or an increase in extreme weather events represent potential threats to biodiversity. In soils biogeochemical cycles are driven by microorganisms. It has become evident that changes in bacterial communities reflect the impact from anthropogenic stress. For Europe no data are yet available as regards the rates of change and recovery of biocrust associated microbiota following disturbance. We investigated shifts in taxa abundance distributions for microbial communities in biocrusts to evaluate biological integrity after a disturbance event. Our results indicate that severe or repeated anthropogenic disturbances represent potential threats to the biodiversity of the study sites. Any loss in microbial diversity as a result of disturbances or changes in land use would likely impair the ability of microbes to maintain ecosystem functions.

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