Mathias Mayer

Ein wesentlicher Teil meiner Forschung beschäftigt sich mit den Stoffkreisläufen und Funktionen von Waldböden und wie diese durch Standortseigenschaften und externe Faktoren wie Waldschäden, Klimawandel oder Bewirtschaftung beeinflusst werden. Ein wichtiges Ziel ist es, die Auswirkungen von natürlichen Waldschäden (z.B. Windwurf, Insektenbefall, Trockenheit) und forstlichen Eingriffen auf die Kohlenstoff- und Nährstoffspeicherung in Waldböden besser zu verstehen. Insbesondere interessiere ich mich für die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden, vor allem für Pilze, und ihre Bedeutung für die Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Boden sowie für die Funktionsweise von Ökosystemen. Meine Forschungsmethoden umfassen Labor- und Feldexperimente, Meta-Analysen und Modellierungstechniken, wobei ich auf Verfahren wie stabile Isotope, Messungen des Kohlenstoffflüssen und DNA-basierte Analysen zurückgreife. Ich habe an verschiedenen Forschungsprojekten teilgenommen, darunter Untersuchungen zu Windwürfen, Borkenkäferausbrüchen und Kahlschlägen in den europäischen Alpen, zu Holzernteintensitäten im Dinarischen Gebirge, zu Insektenausbrüchen in Nordskandinavien und zu Trockenheit im Himalaya.

Sukzession und Bodenkohlenstoff nach Waldstörung

Waldböden speichern große Mengen an Kohlenstoff und stellen dadurch eine globale Senke für atmosphärisches CO₂ dar. Damit erfüllen sie eine wichtige Funktion im Klimaschutz. Durch eine klimabedingte Zunahme an Waldstörungen, wie z.B. durch Windwürfe, können die im Wald gespeicherten Bodenkohlenstoffvorräte jedoch drastisch reduziert werden. Einhergehende Kohlenstoffverluste an die Atmosphäre wirken sich negativ auf das Klima aus. Erst mit einer erfolgreichen Wiederbewaldung nehmen die Bodenkohlenstoffvorräte wieder zu. In vielen Europäischen Wäldern ist eine Baumverjüngung allerdings durch Wildverbiss und dichte Bodenvegetation stark beeinträchtig, und betroffene Ökosysteme verbleiben über Jahrzehnte in grasdominierten Stadien. Die Auswirkungen sukzessionaler Divergenzen (d.h. Baumverjüngung vs. Grasbedeckung) auf den Bodenkohlenstoffkreislauf sind weitgehend unbekannt, und zugrundeliegende Prozesse kaum untersucht. In diesem Projekt werden sukzessionale Pflanzengruppen und Bodenpilze mit Abbauprozessen und Kohlenstoffvorräten im Boden verknüpft. Es wird postuliert, dass der Kohlenstoffkreislauf von pflanzentypischen Mykorrhizapilzen wesentlich beeinflusst wird. Viele Baumarten bilden Symbiosen mit Ektomykorrhizen, während Gräser hauptsächlich Symbiosen mit arbuskulären Mykorrhizen bilden. Es wird angenommen, dass Ektomykorrhizen, im Gegensatz zu arbuskulären Mykorrhizen, vor allem den Abbau von altem Bodenkohlenstoff beschleunigen. Dieses Projekt basiert auf einer Reihe von Experimenten, welche Untersuchungen auf natürlichen Waldstörungsflächen bis hin zu kontrollierten Mikrokosmosversuchen umfassen. Böden von Windwurfflächen mit Baumverjüngung und Grasbedeckung werden im Labor fraktioniert und auf ihre stabilen Isotopen und Radiokarbonsignaturen (¹⁴C) analysiert. Damit wird es ermöglicht, den Abbau alten Bodenkohlenstoffs, und die Menge an neuem, pflanzenbürtigem Kohlenstoff zu quantifizieren. Die Ergebnisse werden mit DNA-basierten Pilzdaten und Kohlenstoffflüssen aus dem Boden verknüpft. Mittels Mikrokosmosversuchen wird untersucht, wie Pflanzentypen und ihre Mykorrhizen Abbauprozesse direkt beeinflussen. Die Kombination aus modernen Analysen und innovativen experimentellen Versuchen ermöglicht es neue und umfangreiche Erkenntnisse im komplexen Feld der Störungsökologie zu gewinnen. Die Ergebnisse sind daher für ForscherInnen aus dem Gebiet der Mikrobiologie, der funktionellen Ökologie als auch der Ökosystemmodellierung gleichermaßen von großem Interesse, und werden in hochrangigen Fachjournalen publiziert. Darüber hinaus ist das Projekt für politische Akteure und die Forstpraxis relevant, da es hilft die Einflüsse von Waldstörungen und Sukzession auf die Klimaschutzfunktion von Wäldern besser abzuschätzen. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) durchgeführt.