子项目

Z1: 行政和科学协调

SP1: 木材分解和分解者的相互作用

目标

SP1 的总体目标是描述树木多样性对 (1) 自然死亡的树木的数量和多样性的自下而上的影响，以评估朽木昆虫的资源可用性和质量以及沿着该分解途径输入土壤的养分，(2) 自然发生的枯木中朽木昆虫群落的（功能性状）多样性，以及它们如何通过树木多样性间接形成生物相互作用的变化，进而可能影响群落构建，（3）在排除和不排除昆虫的情况下，枯木中朽木昆虫的功能性状及其对使用实验暴露的枯死树木使用的木材分解率，(4) 悬浮死木与地表枯死树木的定殖和分解率的比较。 我们的工作将根据主要目标相应地分为四个工作模块 (WP)（见下图 1）。

研究人员

SP2: 土壤-植物的相互作用和化学计量学

目标

该子项目旨在应用资源和不同营养级的多元素化学计量学（植物作为初级生产者，土壤微生物作为消费者），测试营养相互作用、树木多样性和土壤侵蚀。 此外，该项目服务于所有涉及的项目，开展完整的土壤数据基线（所有主要植物养分和土壤特性）调查。

我们的假设是：

土壤侵蚀沿斜坡重新分配养分，土壤微生物和树木可用的土壤养分模式产生分化。由于 C 和 N 在液相中运输，而 P 与土壤颗粒结合，因此侵蚀物质的化学计量在运输过程中会发生变化，并且可以通过土壤微生物和树根转化为更高的营养水平。

被侵蚀的部分显示较低的养分可用性并促进养分循环，而沉积区域则以养分过剩和养分吸收为主。相比之下，多样化的树木混合物可减轻土壤侵蚀并抵消斜坡上的地形差异，并平衡养分吸收和养分循环之间的权衡。

土壤微生物在不同树木混合物的土壤中更有效地回收和吸收养分（=“养分过剩”）。 然而，营养过剩是主要的潜在机制并控制着微生物的化学计量。 同样，树木在不同的树木混合物中更有效地回收和吸收养分。与土壤微生物相比，养分循环作为潜在机制占主导地位，因此推动了树木凋落物的化学计量。 因此，树木多样性对不同营养级化学计量的影响是不相关的。

研究人员

SP3: 植物-底栖动物食物网、化学计量学和功能

目标

通过收集有关节肢动物的群落组成、消耗率、体重和元素含量以及较高营养水平的直接摄食环节的数据，我们旨在预测多营养植物-植食者-捕食者系统对树木多样性丧失的反应。我们通过包括三个营养级（树木、植食性节肢动物和捕食性节肢动物）并通过将多营养群落及其与生物量分布和化学计量学的相互作用联系起来，以实现对营养金字塔和基于能量的网络的分析，具体扩展了之前的工作。我们还将记录选定树种的三级营养物种水平网络。我们将在 BEF-China 实验中使用新方法（与我们的中国合作者合作进行化学计量、肠道内容物条形码），并将使用多种收集方法从其他植被层收集更多的节肢动物群。

根据先前研究的结果，我们预计树木多样性会以各种方式强烈影响消费者社区，并假设 (1) 树木多样性对丰度和物种丰富度的影响会随着营养级的增加而降低，这会导致植食者和捕食者种内和中间的体型分布——沿着树木多样性梯度在营养金字塔中移动（图 1）。 我们进一步假设 (2) 随着树木多样性的增加，可以观察到植食者和捕食者的碳：营养比的种内变化（图 1d），反映出在更多样化的植物群落中植物组织（种内和种间）的养分可用性增加。(3) 多营养植物-植食者-捕食者能量网络预计在较高的树木多样性下跨营养级显示更高的存量（常备生物量）和通量（植食者、捕食者）（图 2a、d）。 此外，我们假设 (4)植物-植食者-捕食者高分辨网络的结构特性，为植物多样性的变化如何影响生态系统功能，可以提供更详细的机制解释。

研究人员

SP4: 穴居膜翅目动物和多营养体的相互作用

目标

子项目 4 旨在区分树木多样性驱动作用于跨营养级的筑巢膜翅目昆虫的定量相互作用网络（包括它们的食物资源和天敌）的自下而上功能，并测试自然条件下在枯木替代巢中建立筑巢群落的驱动因素。我们将专注于三个工作模块 (WP) 中的独立总体目标：

森林演替和树木多样性在多营养相互作用中的影响

WP1 将讨论树木多样性如何改变多营养型筑巢膜翅目昆虫群落及其与寄生蜂的相互作用。第一个 WP 将首次研究树木多样性对 64 个 VIP 样地 10 年（2013-2024 年）内森林演替时间变化的影响。我们还将首次在300个核心样方安装芦苇巢，分析不同树木多样性组成部分（分类学、功能和系统发生多样性）在受控多样性梯度中对筑巢蜜蜂、黄蜂及其天敌的相对重要性。 WP1 将检验两个假设：(1) 随着森林演替，从树冠郁闭后的那一点开始，树木多样性改变筑巢群落。这个假设是基于我们在样方建立的开始几年与已建立的原始森林地块的实验地点的筑巢群落的比较结果。(2) 树木功能多样性解释了比分类学和系统发生多样性更高的资源互补性，因此应该是蜜蜂/黄蜂-寄生蜂相互作用多样性的有力预测指标。影响功能的性状不仅与蜜蜂和黄蜂的摄食有关，还与树脂等筑巢材料有关，这对蜜蜂的健康有益。

DNA 条形码促进多营养网络扩展，将黄蜂与其植食者猎物联系起来

WP2 将把迄今为止用芦苇巢研究的寄生蜂-宿主相互作用扩展到宿主的猎物和食物资源。这提供了一个独特的机会来建立与实验控制的森林树木营养水平的相互作用机制性联系。在世界范围内的森林 BEF 研究中，缺乏涉及初级生产者的超过两个营养级的多营养相互作用的观察（除了在 BEF-中国样地，树木小且叶子可及时，对滋养生的树木-蚂蚁-半翅目相互作用的研究）。 通过鉴定植食者猎物，我们的目标是建立植食者的狩猎黄蜂与树木（连同 SP3）之间的食物联系。此外，蜂花粉将直接联系上开花的树木。 我们将使用条形码，并最终用宏条形码jishu 建立连续猎物鉴定的方法。由于这在方法学上具有挑战性，我们将建立一种结合高通量测序的 DNA 条形码方法，以研究仅在 VIP-plots 子集采集的样本。鉴于下一代测序 (NGS) 数据分析具有挑战性，我们将依赖和改进已经获得公认的数据分析流程，并开发一个包含新生成的 DNA 文库和条形码的参考数据库，作为平行建立宏条形码方法的基础。WP2 将检验两个假设：(1) 传统的 DNA 条形码导致分类学分辨率高，需要建立可靠的宏条形码方法，从而在科、属和物种水平上进行鉴定。 (2) 树木多样性解释了蜜蜂和黄蜂的专化程度，但这种模式随着与树木食物资源的营养距离而减弱。

将筑巢蜜蜂、黄蜂和拟寄生物与枯木联系起来

WP3 将使用一个新的筑巢模型（已经在德国的森林和阴凉的花园地块中进行了测试），将膜翅目昆虫的营养相互作用与枯死树木（粗木屑）联系起来，从而与分解者和蚂蚁联系起来。在两个研究样地的每个 VIP 样方，我们将安装带有空腔的枯死树木，以模拟空腔筑巢的膜翅目昆虫和枯死树木分解者的自然条件。通过比较排斥蚂蚁与蚂蚁进入枯木，并将带有钻孔的枯木与未准备好的枯木 (SP1) 进行比较，我们研究蜜蜂、黄蜂、蚂蚁 (SP6) 和分解者之间在树木多样性梯度上的竞争和协同作用 （SP1）。 WP3 验证了这样一个假设，即巢穴离地面更近，并且允许蚂蚁进入的巢穴蜜蜂和黄蜂的占有率低，寄生率低。这是因为在次优筑巢条件下的蜂巢被描述为被天敌释放。 有和没有蚂蚁，沿树木多样性梯度的分解者如何影响蜜蜂、黄蜂及其寄生蜂的存在（例如，通过蛀木甲虫的生态工程），将是 SP1 的一部分。

研究人员

SP5: 树木再生阶段的营养相互作用

目标

结合观察和实验方法的信息，解决森林中功能性生物多样性、种群和群落生态学研究的关键问题。 目标与 BEF-China 中早期繁殖树种的木质补充机制有关。 参考 BEF-China 项目的研究结果表明，在实验的早期阶段，多营养对树木幼苗建立具有强烈的调节影响，我们打算将视角扩展到两个方向。首先，我们的目标是在树木再生生命周期多个阶段的 JC 效应背景下增加研究的多营养相互作用的数量，其次，我们沿着树木多样性的梯度进行研究。我们的主要目标是量化树木多样性对 (i) 尤其受无脊椎动物相互作用影响的树木的繁殖周期阶段，(ii) 传播前和传播后种子捕食以及 (iii) 发芽和幼苗作为营养性食草动物的贡献影响这些生殖周期阶段的相互作用以及 (iv) 广食者和专食者对这些营养相互作用的贡献。

BEF-China沿核心样方和 VIP 建立的树木多样性的全梯度。

我们将解决三个工作模块中的主要目标：
1) 早期生命阶段的数量统计学：
沿着观察水平上的完整树木多样性梯度，评估实验中一组选定树种的自然树木再生 (1)（见下文）
2）种子捕食的关键过程：
a) 沿着通过实验手段建立的树木多样性的全梯度，量化传播前种子捕食 (2)
b) 通过无脊椎动物围栏量化传播和传播后种子捕食 (3)
3）食草动物的关键过程：
通过量化树木多样性实验中的 JC 效应，实验评估发芽和幼苗食草动物 (4, 5)

研究人员

SP6: 蚂蚁的营养相互作用和功能

目标

(WP) 的主导主题，并共同实现这些目标：(1) 量化所有 300 个核心样方中蚂蚁的多样性和功能性状分布； 这不仅可以对所有收集到的蚂蚁物种进行功能表征，并测试蚂蚁多样性和特征是否随树木多样性而变化，而且还可以为我们的其他目标提供重要的基线数据，并为其他 SP 和整合提供通用的多样性变量。 该目标还包括 SP1 和 SP3 收集的蚂蚁标本。 (2) 通过在 300 个核心样方中进行资源选择实验并测量 64 个 VIP 样方中标本的 δ15N，确定蚂蚁的营养位置并评估蚂蚁的营养相互作用； 利用这些数据，我们可以计算物种和群落水平的营养冗余、营养生态位宽度，并推断单个物种和整个蚂蚁群落的营养相互作用是否与树木多样性有关。我们还将测试哪些特征与营养生态位宽度和相对营养位置相关。对大量营养偏好的数据（来自资源选择实验）将反馈给化学计量学项目（SP2、SP3），并允许更完整地量化营养限制和元素流动。 (3) 测量 VIP 样方中“清除”的生态系统功能，并测试树木多样性、蚂蚁多样性、性状分布和营养相互作用之间的相互作用如何影响生态系统功能。第三个目标将建立在其他两个目标之上，并整合生物组织的各个组成部分，将多样性和相互作用与功能联系起来。

研究人员

Z2: : 数据管理和综合

目标

Z2 的总体目标是通过培训课程提供的广泛服务以及 BEF-China 数据门户的维护和持续开发，以及支持数据和代码开放访问发布策略，确保高效的数据管理并促进 MultiTroph SP 之间数据处理的协同作用.

根据连接网络结构、多样性和多功能性的可用数据和新生成的数据，开发连接 MultiTroph SP 的早期整合。多元多样性集成和营养相互作用需要时间来建立。因此，包括 BEF-China 之前的数据是必不可少的。

主要目标和指导假设是：

1. 主要目标和指导假设是：
   为了准备 MultiTroph，我们更新了 BEFdata 门户并将其从莱比锡大学迁移到哈雷大学 (https://data.botanik.uni-halle.de/bef-china/)。我们的机构基金向之前曾共同开发过 BEFdata 的Claas-Thido Pfaff 提供一份工作合同。 哈雷大学提供了运行该门户所需的服务器容量和技术环境。除其他功能外，BEFportal 现在具有灵活的设计，可以与各种尺寸的屏幕（例如平板电脑、手机）配合使用。此外，我们还实施了改进的数据搜索。在 Github 上，添加了大约30,000 行代码，并且重写了大部分旧代码 (https://github.com/befdata/befdata)。 虽然 BEF-China 项目（前 891“BEF-China”研究单位、TreeDì 研究生院和众多中国项目）的数据是一起管理的，但它们的访问和调用是在不同的子项目中组织的，允许单独访问规则和建议。
   MultiTroph 数据管理的主要目标 (1) 是提供贯穿整个数据生命周期的管理。然而，随着数据库结构的更新，我们将专注于改进功能，例如开发用于提取和合并合成数据集数据的工具，从而利用可重复的科学分析。我们将与国家研究数据基础设施 (NFDI) 倡议密切合作，特别是与重点关注生物多样性数据的NFDI4Biodiversity (https://www.nfdi4biodiversity.org/) 密切合作，通过 iDiv 与之相连。(2) 我们将提供可重复的工作流程，其中将集成特定的数据分析。(3) 我们将提供有关使用数据门户的定期培训活动，以支持数据生命周期的所有活动（例如数据生成、文档、构建管道、归档和发布）。最后 (4)，我们将努力将作为 BEFdata 关键要素的论文提案与在 BEF-China 平台上工作所需的应用程序结合起来，这些应用程序由 BEFChina 指导委员会管理。论文提案提供了一个安全的环境来共享数据，以通过科学的工作流程传播数据所有权。
2. 分析多营养网络结构和多样性
   我们预计树木多样性对较高营养级多重多样性的影响在很大程度上是间接的，并且是由连接生产者和较高营养级的交互网络结构介导的。我们假设增加树种丰富度会增加营养互补性，并通过网络合作伙伴的专化影响进一步的网络特征。我们期望随着生产者丰富度的增加而增加专化作为营养网络的一般机制，这反过来会促进更高营养水平的多样性。然而，对抗网络与共生网络可能存在差异，并且在树木控制群落中，假设更多的移动群体（具有在更大的空间尺度上利用资源的能力）和更高的营养水平（通常受植物多样性变化的影响较小）显示出不太明显的关系。
3. 将网络特征和多样性与生态系统（多功能）功能联系起来
   总的来说，我们预计各个生态系统功能和生态系统多功能性会因营养级更高的多样性而得到促进。我们假设树木多样性通过交互网络结构和多重多样性的级联效应也将在改变过程速率和生态系统功能的稳定性方面发挥重要作用。互作网络的泛化和专化程度将强烈决定这种级联效应的结果：网络伙伴的专化增加了营养互补性在解释生态系统功能中的重要性。 营养互补性可能随着多营养多样性的增加而增加。相比之下，广食者（高度连接）物种的强大优势可能导致多样性的影响不太明显，因为它们可能通过占据已经处于较低多样性的更广泛的生态位空间来保持高功能。最后，我们预计网络结构也会影响生态系统功能的可变性，特别是网络内的功能冗余（例如，每个宿主的消费者平均数量较高，即社区级别的脆弱性）减少跨空间和/或时间的功能可变性。

研究人员