Räumliche Muster der alpinen Baumgrenze als Indikatoren für Veränderungen durch Klimawandel: eine globale Studie mithilfe Community-gestützte musterbasierte Modellierung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Maaike Bader; Dr. Thorsten Wiegand
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419961979

Die potentielle Höhenlage der alpinen Baumgrenze lässt sich auf der globalen Skala anhand der Temperatur gut vorhersagen. Auf der lokalen Skala hingegen variiert die Position des Baumgrenzökotons sehr stark und ist schwer vorauszusagen, da andere, mehr standort- und artenspezifische Faktoren, eine wichtige Rolle spielen. In ähnlicher Weise kann die lokale Dynamik verschiedener Standorte stark variieren und es ist unklar, ob und wie unterschiedliche Baumgrenzen auf Klimawandel reagieren werden. Eine Verschiebung der Baumgrenzen zu höheren Lagen oder dichtere Wälder unterhalb der Baumgrenze hätten wichtige Auswirkungen auf den globalen Kohlenstoffkreislauf und die Biodiversität der alpinen Zone. In diesem Projekt wollen wir die Prozesse, die die Baumgrenze bestimmen, besser verstehen und Verschiebungen der Baumgrenzen als Reaktion auf klimatische Veränderungen vorhersagen. Dazu werden wir mit einer etablierten Gruppe von Baumgrenzforschern und Modellierern zusammenarbeiten, um die Zusammenhänge zwischen ökologischen Prozessen und den beobachteten räumlichen Mustern in alpine Baumgrenzökotonen auf weltweit verstreuten Untersuchungsflächen aufzuzeigen. Ziele des Projektes sind: 1) Entwickeln eines räumlich-explizites und individuenbasiertes Simulationsmodells zur Beschreibung der räumlich-zeitlichen Dynamik von Baumgrenzen, 2) Testen von Hypothesen über die ökologischen Prozesse und Umweltbedingungen die nötig sind um die beobachteten (räumlichen) Muster der Baumgrenzen zu generieren. Dazu wenden wir Techniken inverser Modellierung auf existierende, räumlich-zeitliche Datensätze unserer Projektpartner an, und 3) Vorhersagen der Dynamik und möglicher Veränderungen der Baumgrenzen infolge des Klimawandels. Durch die Synthese weltweiter Datensätze und der Formalisierung des Prozessverständnisses zur Baumgrenzdynamik wird dieses Projekt einen Wandel in der Baumgrenzforschung bewirken, indem es die Werkzeuge für eine global koordinierte Beobachtungs-, Experimental- und Simulationsforschung im Kontext ökologischer Regimewechsel bereitstellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen