Biodiversität von Bodenarthropoden der Mesofauna in Parkanlagen mit Wildstaudenbepflanzung
Creators: name: Luder, Pascal
Publisher: name: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Year: 2024
Subjects: Bodenbiologie
Biodiversität
Boden
Arthropoden
Wildstauden
Metabarcoding
Collembola
333.7: Landflächen, Naturerholungsgebiete
580: Pflanzen (Botanik)

description: Böden sind wertvolle Lebensräume für eine Vielzahl von Lebewesen. Das Wildstauden-Projekt der ZHAW untersucht unter anderem, ob Mischpflanzungen von einheimischen Wildstauden die ober- und unterirdische Biodiversität in Siedlungsgebieten fördern können. Im Rahmen dieser Masterthesis wurde der Einfluss der Wildstaudenbepflanzung auf die Biodiversität von Bodenarthropoden der Mesofauna untersucht. Die 16 untersuchten Wildstaudenflächen wurden im Jahr 2021 bepflanzt und befinden sich in den Regionen Basel und Luzern (jeweils acht Standorte). An jedem Standort wurde auf den Versuchs- und Referenzflächen (Stauden- und unveränderte Fläche) jeweils sechs Bodenproben entnommen und in einem MacFadyen-Extraktor inkubiert. Durch eine langsame Temperaturerhöhung konnten die Arthropoden aus den Proben ausgetrieben und gesammelt werden. Mithilfe einer Stereolupe wurden 13 Artengruppen bestimmt und gezählt. Es konnte kein Unterschied der Biodiversität (Shannon-Index) zwischen den Versuchs- und Referenzflächen festgestellt werden (Basel: F = 0.094, p = 0.425, Luzern: F = 0.214, p = 0.651). Das Erstellen eines Generalized Linear Models (GLM) ergab keinen signifikanten Einfluss von ausgewählten Bodenparametern (Wassergehalt des Bodens, pH-Wert, Ton- und Kiesanteil, Stickstoff und Kalkzahl) auf die Artenzahl oder den Shannon-Index. Es wird vermutet, dass die Standorte unterschiedlicher sind als die jeweiligen Versuchs- und Referenzflächen. Zudem war der Zeitraum seit der Bepflanzung der Flächen vermutlich zu kurz, um nennenswerte Veränderungen der Bodenfauna zu bewirken. 
Zusätzlich wurden die extrahierten Bodenarthropoden mittels Next Generation Sequencing (NGS) molekularbiologisch untersucht und mit den visuell erhobenen Daten verglichen. Mittels Metabarcoding konnten 342 OTUs (operational taxonomic units) nachgewiesen werden, 195 davon entfielen auf den Stamm der Arthropoda. Obwohl das Metabarcoding bisher nicht zur Quantifizierung der Abundanz und relativen Häufigkeiten genutzt werden kann (unterschiedliche Körpergrössen liefern unterschiedlich viel DNA), zeigt sich, dass eine gewisse Korrelation zwischen der visuell und molekularbiologisch ermittelten Abundanz besteht (r = 0.37, p = 0.29). Eine Biomassekorrektur der Reads, basierend auf Schätzungen, erzielte eine deutliche Verbesserung der Korrelation (r = 0.76, p = 0.011). In einer weiteren Fallstudie wird der Einfluss der Biomasse genauer untersucht.
description: Soils are valuable habitats for a variety of living organisms. The Wildstauden project at the ZHAW is investigating, whether mixed plantings of native wild perennials can promote above- and below-ground biodiversity in settlement and urban areas. As part of this master's thesis, the influence of wild perennial planting on the biodiversity of soil arthropods of the mesofauna was investigated. The 16 wild shrub areas studied were planted in 2021 and are located in the Basel and Lucerne regions (eight sites each). At each site, six soil samples were taken from the experimental and reference plots (perennial and unmodified plots) and incubated in a MacFadyen extractor. By slowly increasing the temperature, the arthropods could be extracted from the samples and were collected in tubes. Using a microscope, 13 species groups were identified and counted. No difference in biodiversity (Shannon index) was found between the experimental and reference plots (Basel: F = 0.094, p = 0.425, Lucerne: F = 0.214, p = 0.651). A Generalized Linear Model (GLM) revealed no significant influence of selected soil parameters (soil water content, pH value, clay and gravel content, nitrogen, and lime number) on the number of species or the Shannon index. It is assumed that the differences between sites are higher than the respective experimental and reference plots. In addition, the period since the areas were planted was probably too short to bring about any significant changes in the soil fauna. 
In addition, the extracted soil arthropods were analyzed molecularly using next generation sequencing (NGS) and compared with the visually collected data. Using metabarcoding, 342 OTUs (operational taxonomic units) were detected, 195 of which belonged to the Arthropoda phylum. Although metabarcoding cannot yet be used to quantify abundance and relative abundance (different body sizes provide different amounts of DNA), there is a certain correlation between the visually and molecularly determined abundance (r = 0.37, p = 0.29). A biomass correction of the reads, based on estimates, achieved a significant improvement in the correlation (r = 0.76, p = 0.011). In a further case study, the influence of biomass is examined in more detail.