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Projekt
Ein “trait”-basierter Ansatz zur Analyse von Meta-Gemeinschaften von Pflanzen
Antragsteller
Professor Dr. Bernd Blasius; Professor Dr. Michael Kleyer
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 379417748
Das Ziel von TP 1 ist, langfristige Pflanzen-Metacommunity-Prozesse in sich verändernden Umgebungen mechanistisch zu verstehen. Dazu werden wir einen prozessbasierten Metacommunity-Rahmen aufsetzen, der die empirische Quantifizierung von dichteunabhängigen Reaktionen, dichteabhängigen Arteninteraktionen, Ausbreitungsfunktionen, Immigration und Emigration für alle in einer Metagemeinschaft vorkommenden Arten erfordert. Wir werden dazu Simulationsmodelle entwickeln, die die empirischen Daten aufnehmen, Koexistenzmechanismen und räumliche Prozesse erforschen und Vorhersagen über die langfristige Entwicklung der Metacommunity bei sich ändernden Umweltbedingungen machen können. Unser Modellsystem umfasst das Salzwiesensystem Spiekeroog mit 12 künstlichen Inseln. Dieses Experiment läuft seit 2014. Die funktionale Zusammensetzung der Salzwiesengemeinschaften wird durch Gradienten der täglichen Überflutung, des Grundwasserspiegels und des Salzgehalts strukturiert. Zusätzlich wird das Salzwiesen-Ökosystem durch Puls-Störungen dominiert, wie z.B. Sturmfluten und den Salzgehalt des Bodens erhöhende Hitzewellen. In Zukunft kann der Anstieg des Meeresspiegels dazu führen, dass die Arten landeinwärts wandern müssen. In vielen Gebieten wird nur verstärkte Sedimentation die langfristige Stabilität und das Überleben der Salzwiesen sichern. Schließlich beeinflussen Habitatisolation und heterotrophe Konsumenten als nächste trophische Ebene das Verhalten der Metacommunity. Diese interagierenden Prozesse können eine nischenbasierte Bildung von Pflanzengemeinschaften verhindern.Die zweite Phase von SP1 besteht aus den folgenden Arbeitspaketen, die jeweils Modellierungs- und empirische Ansätze integrieren: WP0 wird ein individualbasiertes Modell auf der Grundlage empirischer Beobachtungen erstellen. Basierend auf diesem Werkzeug wird WP1 die Konkurrenzmechanismen als Reaktion auf verschiedene Stressoren untersuchen. Wir gehen davon aus, dass die beobachtete Spitze im Artenreichtum im Zentrum des Umweltgradienten auf Nischenseparation zurückzuführen ist. WP2 wird die transiente Dynamik von Metagemeinschaften untersuchen, wenn sich Umweltgradienten in Raum und Zeit ändern. Puls-Störungen, die transiente Dynamik antreiben, sind Sturmfluten und Hitzewellen. Letztere erhöhen den Boden-Salzgehalt. WP3 wird die Erhöhung der Sedimentation durch Merkmale der Sprosse und Wurzeln analysieren. Diese Form der Nischenkonstruktion kann Störungen entgegenwirken und die nischenbasierte Bildung von Pflanzengemeinschaften erleichtern. Schließlich wird WP4 Interaktionen zwischen Pflanzen und Herbivoren modellieren und analysieren. SP1 wird interagieren mit SP2 (Wurzel-Pilz-Interaktionen), SP3 (Pflanzen-Herbivore-Interaktionen), SP4 und SP5 (Resilienz gegenüber Pulsstörungen), SP6 (passive Ausbreitung), SP7 (Meta-Nahrungsnetzmodell), SP8 (Erweiterung der räumlichen Skala), SP10 (Theorie), SPZ (Datensammlung, Datenbank, Genehmigungsverfahren).
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Mitverantwortliche
Professor Dr. Helmut Hillebrand; Dr. Alexey Ryabov
