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FOR 2730:  Umweltveränderungen in Biodiversitäts-Hotspot-Ökosystemen Süd-Ecuadors: Systemantwort und Rückkopplungseffekte (RESPECT)

Fachliche Zuordnung Biologie
Förderung Förderung seit 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386807763
 
Die tropischen Bergregen- und Trockenwälder (MRF, MDF) in Süd-Ecuador sind durch Klima- und Landnutzungsänderungen bedroht. Ihre Vielfalt und Komplexität machen Projektionen, wie sie auf Änderungen reagieren, herausfordernd. In Phase 1 von RESPECT haben wir ein Merkmalsbasiertes Response-Effect-Framework (REF) mit einem verbesserten Landoberflächenmodell (LSM) kombiniert, um die Reaktion von Ökosystemfunktionen (TF) auf Umweltveränderungen zu projizieren. Wir konzentrierten uns auf den MRF, wo wir erfolgreich ein Plot-System implementierten und abiotische Treiber, biotische Merkmale und Prozessdaten für a-priori ausgewählte Pflanzenfunktionstypen (PFTs) erfassten. Wir führten erste REF-Analysen durch, die auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen abiotischen Treibern, Merkmalsdiversität und biotischen Prozessen für die TFs hinwiesen. Wir entwickelten das lokal angepasste, biodiversitätsinformierte LSM HUMBOL-TD (Hydroatmo Unified Model of BiOtic interactions and Local Trait Diversity) durch Kopplung dreier Modelle, die die relevanten Kompartimente des MRF abdecken. Verbesserungen waren neue Module zur Herbivorie und zur Nährstoffaufnahme mittels Mykorrhiza. Modelltests mit unabhängigen Daten zeigten, dass lokale Merkmals- und Bodendaten die Simulationen wesentlich verbessern.In Phase 2 werden wir weiterhin untersuchen, wie die TFs in Ökosystemen durch Klima- und Landnutzungsänderungen beeinflusst werden. Wir werden unser Plot-System und unsere Datenaufnahme anhand von a-priori ausgewählten PFTs auf den MDF ausweiten. Der abiotische Gradient und die unterschiedliche Saisonalität ermöglichen es, ein mechanistisches Verständnis des Zusammenspiels zwischen abiotischen Treibern, funktionalen Merkmalen und biotischen Prozessen in diesen Ökosystemen zu gewinnen, die den Biodiversitäts-Hotspot bilden. Wir werden das HUMBOL-TD an/für den MDF anpassen und testen. Wir werden eine flächendeckende Version des LSMs für die gesamten Einzugsgebiete (MDR-MRF) mittels gerasterten Fernerkundungsprodukten, Klimawandel- und räumlich-expliziten optimierten Landnutzungsszenarien implementieren. Unser Hauptziel ist es, unsere zentralen Hypothesen zur Resistenz von Ökosystemen unter verschiedenen Klimawandelszenarien und Landnutzungsoptionen mit den flächendeckenden LSM Ergebnissen und dem REF zu testen. Wir erwarten, dass die funktionale Merkmalsvielfalt im MDF von der Wasserverfügbarkeit und der Saisonalität, während sie im MRF von der Nährstoffverfügbarkeit und der Temperatur getrieben wird. Wir erwarten auch, dass funktionale Redundanz die Reaktionen der biotischen Prozesse auf den Klimawandel stabilisiert. Wir erwarten, dass funktionale Merkmalsvielfalt die Resistenz der TFs gegenüber dem Klimawandel erhöht während sie von natürlichen Wäldern zu anthropogenen Ersatzsystemen abnimmt. Dennoch erwarten wir, dass angepasste und nachhaltige Landnutzungssysteme und die Landschaftszusammensetzung die Resistenz von MDF und MRF gegenüber dem Klimawandel erhöhen werden.
DFG-Verfahren Forschungsgruppen
Internationaler Bezug Ecuador

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