Zusammenhänge von Pyrodiversität und Biodiversität (PyroDiv)

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Hölzel; Dr. Johannes Kamp
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541357927

Im Klima- und Landnutzungswandel nehmen natürliche Störungen in Ökosystemen weltweit zu. Dies führt zu Änderungen in Ökosystemstruktur und -funktion. Feuer ist sowohl Folge als auch Treiber des globalen Wandels. Die aktuelle Intensivierung von Feuerregimes hat erhebliche Auswirkungen auf Ökosysteme und menschliche Gesundheit. Wesentlicher Bestandteil von Feuerregimes ist Pyrodiversität - die räumliche und zeitliche Variation in Ausdehnung, Häufigkeit und Intensität von Bränden. Pyrodiversität kann Biodiversität und Ökosystemfunktionen stark beeinflussen. Entstehung, Treiber und Auswirkungen von Änderungen der Pyrodiversität sind kaum untersucht. Pyrodiversität scheint zunehmend durch Landnutzungsänderungen verändert zu werden, insbesondere die Akkumulation von Pflanzenbiomasse als Brennstoff nach Landnutzungsaufgabe. Die genauen Treiber dieser Prozesse, z. B. Beweidung durch wilde Huftiere und Vieh, sind weitgehend unbekannt. Ökologische Theorie sagt voraus, dass Biodiversität mit steigender Pyrodiversität zunimmt, aber die genaue Form der Beziehung und ihre Allgemeingültigkeit sind unbekannt. Im Rahmen des Projekts PyroDiv wollen wir Muster und Mechanismen der Beziehungen zwischen Pyrodiversität und Biodiversität in Graslandschaften untersuchen. Wir sagen vorher, dass i) Landnutzungsaufgabe Pyrodiversität auf Landschaftsebene verringert, ii) Pyrodiversität von „pyric herbivory“, den Wechselwirkungen zwischen der Verfügbarkeit von Brennmaterial, den Wanderungen von Huftieren und Beweidungsdruck, bestimmt wird und iii) höhere Pyrodiversität zu mehr Biodiversität führt. Wir werden ein riesiges natürliches Experiment nutzen, die Aufgabe von Millionen Hektar Weideland nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion, und die damit verbundene Zunahme der Feuerhäufigkeit in den eurasischen Steppen in Kasachstan. Um unsere Vorhersagen zu testen, werden wir zunächst Änderungen der Pyrodiversität von 1985 bis 2023 mittels hochauflösender Satellitenfernerkundung kartieren. Anschließend werden wir zum ersten Mal außerhalb Nordamerikas das Ausmaß von „pyric herbivory“ und ihre Auswirkungen auf die Pyrodiversität durch eine Analyse der Wanderungen mit GPS-Sendern versehener Saiga-Antilopen und Hauspferde quantifizieren. Die Messung der Futterqualität und des Nährstoffgehalts der Vegetation erlauben uns, Treiber von „pyric herbivory“ ermitteln. Schließlich werden wir die Form der Beziehung von Pyrodiversität und Biodiversität auf Landschaftsebene mittels einer auf Feldarbeit basierenden Multitaxa-Analyse bestimmen. Unsere Ergebnisse werden neue Einblicke in Treiber der Pyrodiversität, in das Zusammenspiel von Landnutzung, „pyric herbivory“ und Pyrodiversität sowie in allgemeinen Regeln der Zusammensetzung von Artengemeinschaften bei unterschiedlichen Pyrodiversitätsniveaus liefern. Unsere Erkenntnisse können für die Weiterentwicklung ökologischer Theorie sowie für die Erhaltung und Wiederherstellung von Graslandökosystemen genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen