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Projekt
Bedeutung der Biodiversität für Ökosystemprozesse unter Klimawandel - Lehren aus der Anwendung eines biodiversifizierten Landoberflächenmodells
Antragsteller
Professor Dr. Lutz Breuer; Professor Dr. Thomas Hickler; Dr. David Windhorst
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386807763
Es gibt immer mehr Belege dafür, dass die biologische Vielfalt die Widerstandfähigkeit von Ökosystemen gegenüber dem Klimawandel untermauert. Dies bedeutet, dass die biologische Vielfalt auch für die Rückkopplungsprozesse von Ökosystemen auf die atmosphärische Dynamik wichtig ist, aber wie die biologische Vielfalt am besten in Landoberflächenmodellen berücksichtigt werden sollte, ist noch nicht geklärt. In diesem Syntheseprojekt wollen wir die Implementierung der funktionellen Vielfalt von Pflanzen in ein Landoberflächenmodell abschließen, indem wir einzigartige Felddaten aus einem Bergregenwald- und einem Bergtrockenwaldgebiet im Süden Ecuadors verwenden. Wir konzentrieren uns auf funktionelle Merkmale von Blättern, Holz und Pflanzensamen (Regeneration von Wäldern), sowie Herbivorie durch Insekten. Wir planen die Modellierung der Landoberfläche auf unseren Untersuchungsplots und im gesamten Untersuchungsgebiet, um die gemeinsamen RESPECT-Hypothesen und eine projektspezifische Hypothese zu untersuchen. Für Zukunftsprojektionen werden herunterskalierte Klimaszenarien verwendet. Für die flächendeckenden Modellläufe werden wir unser Plot-basiertes Landoberflächenmodell HUMBOL-TD durch eine kürzlich entwickelte Landoberflächenversion des LPJ-GUESS-Vegetationsmodells ergänzen, wobei beide Modelle den gleichen biologischen Kern haben werden (LPJ-GUESS-NTD). Wir stellen z.B. die Hypothese auf, dass die funktionelle Vielfalt der Pflanzen die Widerstandsfähigkeit der RESPECT-Zielfunktionen (Biomasseproduktion und Evapotranspiration) gegenüber Klimawandel und Extremen positiv beeinflusst. Wir wollen außerdem testen, ob die Widerstandsfähigkeit der Zielfunktionen gegenüber Klimawandel und Extremen in natürlichen Ökosystemen höher ist als in anthropogenen Ersatzsystemen. Unsere simulierten Zielfunktionen werden in einen Landnutzungsszenarien-Generator von Syn-A1 einfließen, um optimierte Szenarien für Landnutzungsänderungen abzuleiten. Im Rahmen dieses Syntheseprojekts stellen wir die Hypothese auf, dass die zunehmende Stickstoffverfügbarkeit zu einer Vegetationsveränderung hin zu stärker akquisitorischen Pflanzeneigenschaften führt (z. B. hohe spezifische Blattfläche, hohe Wachstumsraten), wobei die zunehmende Stickstoff-Verfügbarkeit zum Teil durch Stickstoffeinträge infolge von Bränden in den Amazonas-Regenwäldern bedingt ist. Eine solche Verschiebung der Vegetationseigenschaften hätte tiefgreifende Auswirkungen auf die einzigartige Artenvielfalt in der Untersuchungsregion. Wir werden diese Hypothese mit einem prozessbasierten Modell untersuchen, das längerfristige Veränderungen aufzeigen kann, die auf Zeitskalen stattfinden, die für Experimente oder hochwertige Satellitendaten eventuell zu lang sind. Nichtdestrotz werden unsere Analysen durch Analysen von Satellitendaten und experimentellen Ergebnissen von Syn-A1/B1 komplementiert. Wir erwarten, dass unsere Ergebnisse für künftige Entwicklungen von Landoberflächenmodellen wegweisend sein werden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
