Rückkopplungen zwischen Vegetation und Mikroklima im Kontext von Waldstörungen, Bewirtschaftung und Klimawandel im östlichen afromontanen Biodiversitätshotspot: Auswirkungen auf klimatische Mikrorefugien und Artenverbreitung in Afrika

• Antragsteller: Temesgen Abera, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560330469

Die Baumkronen sind wichtige Faktoren für das Mikroklima und regulieren die Temperatur-, Licht- und Wasserbedingungen, wodurch sie verschiedenen Pflanzen- und Tierarten Mikrorückzugsgebiete bieten. Das Mikroklima wiederum steuert das Wachstum, die Verteilung, die Häufigkeit, die Artenvielfalt und die Ökosystemprozesse. Rückkopplungen zwischen Vegetation und Mikroklima (VMF) in Wäldern sind daher entscheidend für die Nachhaltigkeit der biologischen Vielfalt und der Ökosystemleistungen weltweit, die viele der Ziele für nachhaltige Entwicklung untermauern. Die derzeitige Fähigkeit, die Dynamik des Mikroklimas und der VMF in Biodiversitäts-Hotspots zu verfolgen, stellt jedoch eine Herausforderung dar, da die vorhandenen räumlich ausgedehnten Mikroklimadaten unterhalb der Wälder nach wie vor zwischenjährlich statisch sind und die derzeitigen Methoden die Auswirkungen von Waldstörungen und Bewirtschaftung nicht berücksichtigen. Folglich ist unklar, wie sich unterschiedliche Landnutzungsszenarien auf VMFs auswirken und die räumlich-zeitlichen Trajektorien von Mikroklimapufferung, Mikrorefugien und Artenverteilung einschränken, insbesondere in globalen Biodiversitäts-Hotspots. Dies ist besonders wichtig für den Eastern Afromontane Biodiversity Hotspot (EABH) in Afrika, der sich durch einen hohen Grad an Artenvielfalt auszeichnet und eines der am stärksten durch Landnutzung und Klimawandel bedrohten Ökosysteme ist. Das VEMIE-Projekt zielt daher darauf ab, die VMFs unter dem Einfluss von Waldstörungen, Bewirtschaftung und Klimawandel im EABH zu erforschen. Die spezifischen Ziele sind: (1) Modellierung der räumlich-zeitlichen Dynamik der Mikroklima-Temperatur (Tmicro) und Vorhersage der zukünftigen Tmicro unter den Projektionen des Klimawandels; (2) Bewertung der räumlich-zeitlichen Entwicklung der Mikroklima-Pufferung und der Mikrorefugien und (3) Modellierung der Verteilung von Heidekrautgewächsen, die die obere Baumgrenze in der EABH dominieren, und Aufzeigen, wie sich der Wandel des Mikroklimas auf die Artenverteilung auswirkt. Im Rahmen des VEMIE-Projekts werden innovative Methoden eingesetzt, die In-situ-Messungen von neu installierten Mikroklimasensoren in der EABH, bereits bestehende globale Netzwerke von Mikroklimamessungen, 3D-Waldkronenstrukturen aus luft- und raumgestützten Lidargeräten, analysierbare Satellitenzeitreihen, fortgeschrittenes maschinelles Lernen und Techniken zur Modellierung der Artenverteilung nutzen. Das VEMIE-Projekt wird neue Erkenntnisse über die Dynamik des Mikroklimas und der VMF liefern. Die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Erkenntnisse können auf andere montane Biodiversitäts-Hotspots in den Tropen angewandt werden. Die Methodik lässt sich leicht auf die Bewertung von VMFs unter Landnutzungs- und Klimawandel in Waldökosystemen in mittleren bis hohen Breitengraden ausweiten und leistet einen wichtigen Beitrag zum Mikroklimamanagement und zur Nachhaltigkeit von Biodiversität und Ökosystemleistungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Dirk Zeuss