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Projekt
Diversitätseffekte von trait-basierten Zooplanktonfraßbeziehungen in einem globalen Ökosystemmodell
Antragstellerin
Dr. Friederike Prowe
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Physik, Chemie und Biologie des Meeres
Förderung
Förderung von 2014 bis 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257415361
Der fortlaufende Verlust von Biodiversität, der in verschiedensten Ökosystemen beobachtet wird, wirft die Frage auf, wie Diversität ökologische und biogeochemische Prozesse im pelagischen Ozean beeinflusst. Globale biogeochemische Modelle werden derzeit zur Untersuchung von Interaktionen zwischen Diversität und biogeochemischen Kreisläufen herangezogen, legen ihren Schwerpunkt aber auf mehr oder weniger detaillierte Beschreibungen und simulierte Verteilungen des Phytoplanktons. In solchen Modellen können jedoch die Fraßbeziehungen des Zooplanktons die Diversität und Struktur der Planktongemeinschaft entscheidend beeinflussen, und somit auch Ökosystemfunktionen des Ozeans wie Primärproduktion und Export von organischem Material in die Tiefsee. Fraßbeziehungen in solchen Modellen zeichnen sich typischerweise durch stark vereinfachte, statische Beziehungen und vorgeschriebene trophische Verbindungen zwischen funktionalen Gruppen des Phyto- und Zooplanktons aus. Solche starren Fraßformulierungen können die Fähigkeit des Modells, Reaktionen der Planktongemeinschaft auf biotische und abiotische Veränderungen darzustellen, behindern. Im Gegensatz dazu sind alternative Modellierungsansätze, die mehr Plastizität erlauben, wie z.B. optimalitätsbasierte Modelle oder sogenannte Adaptive-Dynamics-Modelle, besser geeignet, Diversitätseffekte aufzulösen. Sie können so möglicherweise das Potential eines Modells vergrößern, auf sich ändernde Umwelteinflüsse, wie sie z.B. im Zuge des Globalen Wandels erwartet werden, zu reagieren. Solche Modellansätze wurden bisher allerdings nicht für die globale Ebene eingesetzt. In diesem Projekt wollen wir die Rolle von Planktoncharakteristika, sog. traits, und -ökologie, insbesondere Diversität und Struktur der Gemeinschaft, in biogeochemischen Kreisläufen untersuchen, indem wir flexible Fraßstrategien in ein state-of-the-art globales Biogeochemie-Ökologie-Zirkulationsmodell einbinden. Wir werden Prozessmodelle aus der Literatur und zu einem späteren Zeitpunkt aus Dynatraitprojekten, die für spezifische Bedingungen, Experimente oder Orte entwickelt worden sind, auf die globale Ebene extrapolieren. Dieses upscaling ermöglicht es uns, Effekte von trait-Plastizität und -variabilität auf großskalige Diversitätsmuster unter verschiedenen Umweltbedingungen, die zeitliche und räumliche Rahmenbedingungen vorgeben, zu bewerten. Konkrete Fragestellungen innerhalb dieses Ansatzes sind: 1. Wie beeinflussen flexible trophische Beziehungen die simulierten regionalen und globalen Muster von Diversität und Struktur der Planktongemeinschaften im Vergleich zu traditionellen, starren Formulierungen? 2. Wie beeinflusst Zooplanktondiversität (bisher nicht in globalen Modellen repräsentiert) die simulierte Dynamik und Diversität von Planktongemeinschaften sowie Ökosystemfunktionen? 3. Wie beeinflussen simulierte zukünftige Umweltänderungen die Planktondynamik und die Beziehung zwischen Diversität und großskaligen Ökosystemfunktionen?
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Beteiligte Personen
Professor Dr. Andreas Oschlies; Dr. Markus Pahlow
