Zusammenführen von individuen-basierten Modellen und Strömungsmodellen um die Auswirkungen des Klimawandels auf Antarktischem Krill zu beurteilen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Uta Berger
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411096565

Der südliche Ozean ist im besonderen Maße empfindlich gegenüber der Klimaerwärmung und umfasst einige der sich am schnellsten erwärmenden Regionen der Erde. Dies hat seit 1925 zu einer Erwärmung des Oberflächenwassers um 0,9°C im Sommer rund um die Insel Südgeorgiens geführt und in der westlichen antarktischen Halbinsel zu einem Anstieg von 1°C (1951-1998). Insbesondere betrifft die globale Erwärmung die Ausdehnung des Meereises und den Zeitpunkt dessen Formierung. Diese Umweltveränderungen zusammen mit der Versauerung der Ozeane wird die Populationsdynamik des Antarktischen Krills (Euphausia superba) auf bislang unbekannte Weise beeinflussen. Krill ist mit seiner zentralen Rolle im antarktischen Nahrungsnetz sowohl ein ökologische Schlüsselart als auch von großer ökonomischer Bedeutung. Deshalb werden verlässliche zirkumpolare Projektionen der Populationsdynamik von Krill in Reaktion auf den Klimawandel dringend benötigt, um bessere Schutz- und Managementmaßnahmen zu entwickeln. Populationsmodelle eignen sich um zu solchen Einsichten zu gelangen. Allerdings erfordern, die verschiedenen nie dagewesenen Bedrohungen und das unterschiedliche Verhalten von Krilllarven und adultem Krill mechanistische Modelle im Vergleich zu korrelativen empirischen Modellen. Es wird darauf ankommen das Verhalten und die individuelle Variabilität von Krill zu berücksichtigen, um das Anpassungpotenzial von Krill gegenüber dem Klimawandel abschätzen zu können. Zu diesem Zwecke werden individuen-basierte und prozess-basierte Modelle entworfen und implementiert werden, die physiologische Submodelle für die verschiedenen Lebensstadien von Krill enthalten werden. Den gesamten Lebenszyklus von Krill zu modellieren ist wichtig, da sich beispielsweise die tägliche vertikale Migration mit zunehmendem Alter umkehrt und adulter Krill seine metabolische Aktivität im Winter reduzieren kann, während Larven das ganze über aktiv bleiben müssen. Neben den genannten Aspekten ist es bedeutsam zu verstehen, welchen Umweltbedingungen Krill ausgesetzt ist. Um aussagekräftig zu untersuchen wie Änderungen der raum-zeitlichen Meereisbedeckung und Nahrungsverfügbarkeit die Krillpopulationsdynamik beeinflussen müssen die individuen-basierten Modelle mit Strömungsmodellen gekoppelt werden. Dies ist im Besonderen wichtig, da Krilllarven nicht aktiv schwimmen können und ihre Interaktion mit Meereis einen erheblichen Einfluss auf ihren Transport hat und damit auf den Ort wo sie sich am Ende des Winters befinden werden. Die Kopplung von Strömungsmodellen und individuen-basierten Modellen ist sehr innovativ und bedarf einen angemessenen Umgang mit den räumlichen und zeitlichen Skalen der beiden Modelkomponenten. Das vorgeschlagene Projekt wird helfen das vorhandene Wissen zu integrieren und verbesserte Projektionen erlauben, wie sich die verändernden Umweltbedingungen auf antarktischen Krill auf zirkumpolaren Skalen auswirken werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Jürgen Groeneveld; Professorin Dr. Bettina Meyer