Do grazer hair and faeces reflect the carbon isotope composition of semi-arid C3/C4 grassland?

Die Kohlenstoff-Isotopenzusammensetzung (δ13C) von C3/C4 Grasland widerspiegelt sich im δ13C des Futters, der Haare sowie des Kots von Weidetieren, sofern die 13C-Diskriminierung (13Δ) zwischen der Vegetation und dem jeweiligen Tierparameter bekannt und konstant ist. Unterschiedliche Verdaulichkeiten der C3 und C4 Komponenten, oder selektiver Fraß können jedoch 13Δ verändern und somit zu Fehlern bei der Schätzung des δ13C von Grasland führen. Diese Zusammenhänge wurden bisher noch nicht systematisch untersucht. In der vorliegenden Studie untersuchten wir deshalb die Beziehung zwischen dem δ13C von gemischtem C3/C4 Grasland und dem Kot und den Haaren von Schafen. Die Studie wurde in einem mehrjährigen Beweidungsexperiment (2005-2007) mit sechs verschiedenen Besatzdichten (0.375 bis 2.25 Schafe pro ha, vier Wiederholungen) in der semi-ariden Steppe der Inneren Mongolei durchgeführt. Dieses Versuchsdesign ermöglichte eine große Variation der Artenzusammensetzung, der Verdaulichkeit und der Futterselektion. Der Kotstickstoffgehalt (ein Maß für die Verdaulichkeit) sank während der Weideperiode von 1.9% auf 1.5%. Dieser Effekt beruhte auf der Alterung des Pflanzenbestandes. Gleichzeitig nahm das C3/C4-Verhältnis durch den späteren Austrieb der C4 Arten ab. Die 13Δ zwischen Futter und Kot (13ΔDF; 0.6‰) und zwischen Futter und Haar (13ΔDH; −3.9‰) war unabhängig von der Besatzdichte, dem Zeitpunkt innerhalb der Weideperiode und dem C3/C4-Verhältnis. Des Weiteren wurde die Kot-Haar Diskriminierung (13ΔFH; −4.3‰) - ein Maß für Verdaulichkeitsunterschiede zwischen C3 und C4 Arten - ebenfalls nicht von den verschiedenen Gradienten beeinflusst. Diese Untersuchungen zeigen, dass das δ13C von C3/C4 Grasland in der Inneren Mongolei aus dem δ13C von Kot oder Haaren bestimmt werden kann, sofern die (konstante) 13Δ berücksichtigt wird. Diese Ergebnisse sind besonders für lokale und regionale Untersuchungen, bzw. die Rekonstruktionen des C3/C4-Verhältnisses nützlich, da Kot und Haare Isotopensignale über (unterschiedlich lange) räumlich-zeitliche Skalen integrieren.