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

Klima- und Landnutzungswandel verändert und gestaltet Biodiversität um mit Rückkopplungseffekten auf die Atmosphäre. Das Verständnis und die Vorhersage der Folgen dieses Wandels für das Funktionieren von natürlichen und Ersatzökosystemen ist in Biodiversität-Hotspots eine Herausforderung. Um dieser Herausforderung zu begegnen, integriert RESPECT einen Merkmals-basierten Ansatz (Response-Effect-Framework, REF) und Landoberflächenmodelle (LSM), um die Resistenz von Ökosystemen gegenüber Umweltwandel zu prognostizieren. Wir haben umfangreiche Forschungsinfrastruktur und ein gemeinsames Plot-System in einem tropischen Bergregenwald (MRF), einem tropischen Trockenwald (MDF) und ihren Ersatzsystemen eingerichtet. Wir haben die hydroklimatische Dynamik und mehrere Ökosystemeigenschaften gemessen sowie Merkmals- und Gemeinschaftsdaten gesammelt, die im Rahmen eines erweiterten REF-Ansatzes verwendet wurden, der den Artenreichtum als Haupttreiber für Ökosystemfunktionen über den Gradienten hinweg hervorhebt. Wir entwickelten und testeten ein biodiversitätsinformiertes LSM, indem wir Blattmerkmale und biotische Prozesse (Herbivorie, Mykorrhiza-vermittelte Nährstoffaufnahme) implementierten. Zudem haben wir flächendeckenden Fernerkundungs- und Modellprodukte für unsere Zielfunktionen (TF, Biomasseproduktion, Wasserflüsse) erstellt und einen Ansatz entwickelt, um unsere für den Klimawandel optimierten Landnutzungsportfolios in räumlich explizite Szenarien umzusetzen. Auf der Grundlage neuer Erkenntnisse und Entwicklungen strukturieren wir RESPECT in vier Syntheseprojekte um, die Fachwissen, Daten und Ergebnisse bündeln, um unsere zentralen Hypothesen zur Ökosystemresistenz gegenüber Umweltwandel zu untersuchen, die über die Ergebnisse der vorherigen Phasen hinausgehen. Wir werden (Syn-A1) Klima-, Fluss- und Sensordaten sowie Klimawandel- und optimierte Landnutzungsszenarien für die Modellierung der Ökosystemresistenz verwenden, (Syn-A2) weitere abiotische und Merkmalsdaten in das biodiversitätsinformierte LSM für flächendeckende Szenarioanalysen zur Ökosystemresistenz gegenüber Umweltwandel integrieren, (Syn-B1) die Auswirkungen von Hydroklima und Bodeneigenschaften auf Baumwachstum und Walddynamik zur Verbesserung der Vorhersage von Umweltwandel analysieren und (Syn-B2) Merkmalsvariation von Pflanzen und Tieren auf Gemeinschaftsebene und der assoziierten Ökosystemfunktionen über Umweltgradienten hinweg unter Verwendung von REF zur Bewertung der Ökosystemresistenz gegenüber Umweltwandel quantifizieren. Die vier Syntheseprojekte sind eng miteinander verknüpft und nutzen synergistisch die erweiterten Daten, um die Beziehungen zwischen abiotischen Faktoren, funktioneller Vielfalt und biotischen Prozessen für die Resistenz der beiden TFs über Ökosysteme hinweg zu verstehen, um zu prognostizieren, wie tropische Ökosysteme auf Umweltveränderungen reagieren werden, und um Optionen für ein nachhaltiges Ökosystemmanagement zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Ecuador

Projekte

• Baumphysiologische und strukturelle Anpassungsreaktionen und Rückkopplungseffekte (response and effect traits) auf biotisch-atmosphärische Wechselwirkungen in natürlichen und anthropogenen Ökosystemen Süd-Ecuadors (Antragsteller Bräuning, Achim )
• Bedeutung der Biodiversität für Ökosystemprozesse unter Klimawandel - Lehren aus der Anwendung eines biodiversifizierten Landoberflächenmodells (Antragsteller Breuer, Lutz ;  Hickler, Thomas ;  Windhorst, David )
• Beobachtungen, Fernerkundung, Plot basierte Modellierung und sozioökonomische Szenarien (Antragstellerinnen / Antragsteller Bendix, Jörg ;  Knoke, Thomas ;  Trachte, Katja )
• Beziehungen zwischen ober- und unterirdischen Baumeigenschaften entlang von Höhen- und Klimagradienten in hochdiversen tropischen Bergwäldern (Antragsteller Homeier, Jürgen ;  Leuschner, Christoph )
• Der Einfluss abiotischer Faktoren und Merkmalsvielfalt auf Herbivorie und weiterer biotische Prozesse: Konsequenzen für Ökosystemfunktionen in Bergökosystemen (Antragstellerinnen / Antragsteller Brandl, Roland ;  Farwig, Nina )
• Gegenwärtige und künftige Einflussfaktoren auf Baumwachstum und Walddynamik: Umwelt und funktionale Strategien der Bäume in tropischen Andenwäldern (Antragsteller Bräuning, Achim ;  Homeier, Jürgen ;  Wilcke, Wolfgang )
• Innovative Szenarien zum Wandel der Landnutzung – Simulation von Veränderungen der Landallokation unter dem Einfluss des Klimawandels auf der Landschafts- und der Ökosystemebene (Antragsteller Knoke, Thomas )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Bendix, Jörg )
• Koordinationsfonds (Antragstellerin Farwig, Nina )
• Merkmalsabhängige Effekte abiotischer und biotischer Faktoren auf die Regeneration von Pflanzen in tropischen Trocken- und Regenwäldern (Antragstellerinnen / Antragsteller Neuschulz, Eike Lena ;  Schleuning, Matthias )
• Nährstoffversorgung als Treiber der Biomasse-Produktion und mit ihr verbundener Wasserflüsse entlang eines Landnutzungs- und Klima-Gradienten (Antragsteller Wilcke, Wolfgang )
• Pflanzliche Merkmalsvielfalt, biotische Interaktionen und Ökosystemprozesse in Nährstoff- versus Wasser-limitierten tropischen Bergwäldern (Antragsteller Hickler, Thomas )
• Variation von Pflanzen- und Tiermerkmalen auf Gemeinschaftsebene und die damit verbundenen Ökosystemfunktionen entlang von Umweltgradienten (Antragstellerinnen / Antragsteller Farwig, Nina ;  Neuschulz, Eike Lena ;  Schleuning, Matthias )
• Veränderungen der Wasser- und Kohlenstoffflüsse in Bergregen- und Bergtrockenwäldern unter Umweltveränderungen - Beobachtungen, flächendeckende Fernerkundung und LSMAtmo (Antragstellerinnen / Antragsteller Bendix, Jörg ;  Trachte, Katja )
• Vom Verständnis öko-hydrologischer Prozesse auf der Feldskala zu Wasserflüssen auf der Landschaftsebene (Antragsteller Breuer, Lutz ;  Windhorst, David )

• Sprecherin: Professorin Dr. Nina Farwig