Other language confidence: 0.8709656234243311
Zu verstehen, wie anthropogene Faktoren Einfluss auf die Ernährungsökologie bedrohter Tierarten nimmt, stellt einen zentralen Ansatz dar, um Reaktionen auf Umweltveränderungen vorherzusagen und gefährdete Arten schützen zu können. Besonders für Bestäubungsinsekten wie Hummeln ist dieses Verständnis bedeutsam, da bei vielen dieser Arten große Rückgänge in ihren Beständen zu verzeichnen sind. Diese Entwicklung lässt sich womöglich zum Teil auf Mangel- und Fehlernährung zurückführen. Mithilfe dieser Forschungsarbeit möchten wir verstehen, wie die Ernährungsökologie von Bombus terrestris von Landnutzung und Infektionskrankheiten beeinflusst wird - Krankheiten sind ein zunehmendes Problem, da kommerzielle Imkerei die Verbreitung von Erregern begünstigt. Um dieses Verständnis zu erreichen, haben wir unsere Untersuchungen in drei Phasen eingeteilt. In der ersten Phase untersuchen wir die Interaktion von Aminosäuren und deren Einfluss auf B. terrestris’ Fitness und Nährstoffhaushalt. Dazu wenden wir eine hochmoderne Technik in der Ernährungsökologie an, das sogenannte ‘exome matching’. In diesem Verfahren lassen sich anhand von Sequenzdaten der individuelle Bedarf der Aminosäurezusammensetzung ableiten. Diese Erkenntnisse stellen eine Grundlage für unser Verständnis und die weitere Erforschung der Ernährungsökologie von Hummeln dar. Zudem wird in diesem Zuge das exome matching -Verfahren auf Hummeln optimiert. In Phase 2 werden wir uns der Frage widmen, in wie weit Aminosäuren mit den anderen beiden zentralen Nahrungskomponenten (Kohlenhydrate und Fette) interagieren und diese Interaktion Einfluss auf B. terrestris‘ Fitness und Immunität nimmt. Wir untersuchen die bevorzugte Nahrungszusammensetzung in gesunden Individuen und Hummeln, bei denen eine Immunantwort provoziert wurde. Dies wird uns durch die aussagekräftige Methode des ‚dietary mapping‘ ermöglicht, dem ‚Geometric Framework of Nutrition‘. Die Ergebnisse werden zeigen, wie sich die Aufnahme bestimmter Makronährstoffe auf die Fitness von Hummeln auswirkt und sich die Ansprüche an die Zusammensetzung der Nahrung durch eine Immunantwort verändern. In Phase 3 untersuchen wir, wie sich die unterschiedliche Zusammensetzung von Pollen in diversen landwirtschaftlichen Umgebungen auf das reale Nahrungssammelverhalten von Hummeln auswirkt. Dies gibt Aufschluss über den Einfluss von Landwirtschaft auf die Ernährung von Hummeln. Indem wir Daten aus dem Feld und Labor vereinen, können wir Schlüsse darüber ziehen, ob exome matching und Geometric Framework of Nutrition fundierte Vorhersagen über das Nahrungssammelverhalten von Hummeln in der Natur treffen können. Es soll gezeigt werden, wie Umweltveränderungen die Ernährungsökologie von Arten beeinflussen und so zu einer Beeinträchtigung von Ökosystemdienstleistungen wie der Bestäubung führen können. Das durch dieses Projekt generierte Wissen kann somit eingesetzt werden, um Bestäuberverluste zu reduzieren.
Die Ausrottung invasiver Säugetiere ist ein Managementansatz, mit dem die negativen Auswirkungen invasiver Säugetierarten auf Inselökosysteme reduziert werden sollen. Die Veränderungen im Ökosystem und der Einsatz von Antikoagulanzien aus der Luft, die bei der Ausrottung eingesetzt werden, können jedoch unerwartete Auswirkungen haben, wie z. B. kaskadenartige Auswirkungen auf das Ökosystem und die Persistenz von Antikoagulanzien auf allen trophischen Ebenen, die noch nicht genau bekannt sind. Eine für 2023 geplante Ausrottungskampagne auf der Insel Floreana auf den Galapagos-Inseln und die Wiederansiedlung von 13 einheimischen Arten auf dieser Insel bieten die Gelegenheit, die Auswirkungen der Ausrottung von Arten und der Anwendung des Antikoagulans Brodifacoum auf das Ökosystem der Insel zu untersuchen. Mit Hilfe eines BACI-Design-Ansatzes sollen die möglichen negativen Auswirkungen einer subletalen Exposition dieses Giftstoffs auf eine bisher wenig untersuchte Gruppe, die Reptilien, untersucht werden. Lavaeidechsen sind in den Nahrungsnetzen der Galapagos-Inseln gut vernetzt und erfüllen mit der Verbreitung von Samen eine wichtige Funktion für das Ökosystem. Daher werden sie als Indikatorart verwendet, um die möglichen Auswirkungen auf die Reptilienpopulationen und die Auswirkungen auf das Ökosystem nach einer Ausrottung mit Brodifacoum zu untersuchen. Diese Forschung wird Erkenntnisse über die Auswirkungen dieses Giftstoffs auf Reptilienpopulationen und ihre jeweiligen Nahrungsnetze liefern. Die Forschungsarbeiten werden auch wertvolle Daten für die erfolgreiche Wiederansiedlung einiger einheimischer Arten nach der Ausrottung auf der Insel Floreana sowie für Ausrottungspläne und Wiederansiedlungen auf dem gesamten Archipel und weltweit liefern. Dies wird es uns ermöglichen, die Techniken zum Schutz der Inseln und unser Verständnis der Folgen von Ausrottungen für das Verständnis von Inselökosystemen zu verfeinern.
Trophische Interaktionen spielen eine entscheidende Rolle als Steuergröße für Bodenprozesse und Biodiversität. Fortschritte im Verständnis von Nahrungsnetzen im Boden in den letzten Jahren basierten vor allem auf der genaueren Untersuchung von trophischen Beziehungen und der Kanalisierung von Kohlenstoff aus basalen Ressourcen in höhere trophische Ebenen. Steuergrößen für diese Prozesse sind jedoch wenig untersucht. Boden ist ein extrem heterogener Lebensraum, der das Zusammentreffen von Konsumenten und Nahrungsressourcen beschränkt. Erstaunlicherweise existieren jedoch nur sehr wenige quantitative Untersuchungen über die Bedeutung von Bodenstruktur als Steuergröße von trophischen Interaktionen. Ziel des beantragten Projekts ist es, die Bedeutung der Struktur des Habitats Boden für trophische Interaktionen und den Fluss von Kohlenstoff zu untersuchen, wobei insbesondere Protisten, Nematoden und Mikroarthropoden als mikrobielle Konsumenten betrachtet werden. Zudem werden Rückkopplungseffekte trophischer Interaktionen auf die Struktur von mikrobiellen Gemeinschaften auf der Ebene von Bodenporen und mikrobiellen ‚Hotspots‘ im Boden untersucht. Das interdisziplinäre Projekt verknüpft Bodenphysik, Nahrungsnetz-Ökologie und mikrobielle Ökologie und gliedert sich in drei Arbeitspakete (APs). (I) Ziel von AP1 ist es, die Bedeutung der Größen-basierten Trennung von Konsumenten und Beute im Porenraum des Bodens zu untersuchen und zu quantifizieren, wie sich diese Trennung auf die Konsumption von Ressourcen, mikrobielle Gemeinschaften und den Fluss von Kohlenstoff auswirken. Hierzu werden Mikrokosmos-Experimente aufgebaut, in denen 13C markiertes Substrat in Bodenporen unterschiedlicher Größe positioniert werden und deren Inkorporation in das Nahrungsnetz des Bodens über Komponenten-spezifische Fettsäureanalyse verfolgt wird. (II) Ziel von AP2 ist es, die Bedeutung der Verbindung von Poren und von Wasserfilmen für Bottom-up und Top-down Prozesse in Bodennahrungsnetzen zu untersuchen. Hierzu werden Mikrokosmen mit Boden unterschiedlicher Konnektivität von Poren und Wasserfilmen verwendet. Die Bedeutung der Habitat-Konnektivität für trophische Interaktionen wird dabei über die Quantifizierung von Nahrungsnetz-Charakteristika (Abundanz von Vertretern unterschiedlicher trophischer Gruppen, Fettsäuremarker) untersucht. (III) Ziel von AP3 ist es, die Bedeutung von trophischen Interaktion als Determinante für die Struktur und Funktion von mikrobiellen ‚Hotspots‘ im Boden zu untersuchen. Zwei mikrobielle ‚Hotspots‘, Detritusphäre und Rhizosphäre, werden untersucht. Die Intensität und räumliche Ausdehnung der ‚Hotspots‘ wird in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Komplexität des Nahrungsnetzes über Zymographie und µCT Scans analysiert. Insgesamt soll das beantragte Projekt die Grundlage für ein mechanistisches Verständnis der Bedeutung von Habitatstruktur im Boden für bodenökologische Prozesse schaffen.
Der Kohlenstoffkreislauf erhält das Leben auf der Erde. Boden beinhaltet nicht nur den größten Pool an terrestrischem Kohlenstoff, sondern auch den größten Pool an terrestrischer Biodiversität. Trotzdem basieren die meisten aktuellen Modelle des Kohlenstoffkreislaufs auf Informationen zum Klima und der Vegetation, und berücksichtigen nicht die komplexen biotischen Interaktionen im Boden zwischen Mikroorganismen, Protisten und einer Vielzahl von wirbellosen Tieren. Es ist zwar evident, dass die Biodiversität im Boden den Kohlenstoffkreislauf aktiv prägt, was sich an den stark unterschiedlichen Kohlenstoffvorräten in Ökosystemen zeigt, die von Bäumen dominiert werden, die Ektomykorrhiza- (EMF) oder arbuskuläre Mykorrhiza- (AMF) Pilzsymbionten im Boden besitzen. In diesem Projekt möchte ich einen wichtigen Schritt weiter gehen und die Rolle der gesamten Bodengemeinschaften im Kohlenstoffkreislauf von Waldökosystemen quantifizieren. Während die Rolle von Mikroorganismen für den Umsatz von Kohlenstoff relativ gut verstanden ist, lassen sich die komplexen Interaktionen zwischen Bodentieren und Mikroorganismen und deren Bedeutung für die Umwandlung organischer Substanz im Boden nur schwer quantifizieren. Bodentiere beeinflussen Stoffumsatzprozesse in Ökosystemen über zwei Hauptmechanismen - selektiven Fraß an bestimmten Mikroorganismen, und Zerkleinerung, Umwandlung und vertikale Verlagerung von organischem Material. Meine Hypothese ist, dass diese beiden Mechanismen unterschiedliche Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf in EMF- und AMF-dominierten Waldökosystemen haben. Bis heute existiert kein systematischer Vergleich der Zusammensetzung und trophischen Organisation von Bodengemeinschaften in EMF- und AMF-dominierten Waldökosystemen. Um diese Frage zu untersuchen, habe ich einen neuen Ansatz zur Rekonstruktion des Bodennahrungsnetzes entwickelt, der mehrere Aspekte der trophischen Interaktionen im Boden berücksichtigt und zur Erfassung der "trophischen Multifunktionalität" in Ökosystemen verwendet werden kann. Um EMF- und AMF-dominierte Waldökosysteme zu vergleichen, kombiniere ich (1) Feldexperimente mit neuartigen Isotopenmethoden in Wäldern der gemäßigten Zone, (2) eine Meta-Analyse von Daten aus experimentellen Plattformen und natürlichen Wäldern in gemäßigten, subtropischen und tropischen Ökosystemen, und (3) ein kontrolliertes Ecotron-basiertes Experiment, das die kontextabhängige Auswirkung von Bodennahrungsnetzen auf die Funktion von Ökosystemen untersucht. Die erwarteten Ergebnisse des Projekts werden es mir ermöglichen, die Rolle von Bodentieren im Kohlenstoffkreislauf in EMF- und AMF-Waldökosystemen zu beurteilen. Das Projekt wird ein umfassendes Portfolio funktioneller Indikatoren für Bodennahrungsnetze liefern, die genutzt werden können, um Behörden wissenschaftliche Erkenntnisse zu vermitteln und die Biodiversität des Bodens mit der Funktionsweise von Waldökosystemen zu verknüpfen, von der lokalen bis zur globalen Skala.
Das Verständnis der biogeochemischen Einflüsse auf moderne, aktiv wachsende Mikrobialitablagerungen ist essentiell, um vergangene Umweltbedingungen zu entschlüsseln, bestehende gefährdete Lebensräume zu erhalten und Wissen für zukünftige Bestrebungen z.B. im Bereich der nachhaltigen Entwicklung zu generieren. Die südafrikanischen Mikrobialit-Habitate sind weltweit die am besten entwickelten und biogeographisch am weitesten verbreiteten wachsenden Mikrobialitformationen in der supratidalen Zone, die sich am Land-Meer Übergang unter dem Einfluss von Grund- und Meerwasser bilden. Daher sind die südafrikanischen Standorte sehr dafür geeignet, ein generelles Verständnis darüber zu entwickeln, wie sich die Hydrochemie des Grundwassers als Funktion der lokalen Geologie entlang der Küste verändert und welche Auswirkungen dies auf die dort vorkommenden Organismen und deren Beitrag zur Mikrobialitbildung hat. Ein solches Wissen ist für die Interpretation ähnlicher Lebensräume, sowohl lokal in Südafrika als auch weltweit, essentiell. Darüber hinaus ist es für den Erhalt dieser gefährdeten Ökosysteme mit Blick auf die küstennahe Urbanisierung und zunehmende Grundwasserentnahmen wichtig zu verstehen, welche Rolle das speisende Grundwasser bei der Bildung dieser Habite spielt. In diesem Projekt werden wir (1) eine Multitracerstudie zur Herkunft des die Mikrobialitbecken speisenden Grundwassers durchführen, die den Weg des Niederschlag als Süßwasserquelle über das Grundwasser bis zu den Mikrobialitbecken verfolgt; (2) den anthropogenen Einfluss bzw. die Gefährdung der Habitate mit Hilfe organischer Spurenstoffe unterschiedlichster Herkunft untersuchen; und (3) genetische Ähnlichkeiten auf Populations- und Gemeinschaftsebene geeigneter Taxa bekannter Mikrobialitstandorte mit traditionellen und genetischen Techniken vergleichen, um Aufschluss über die räumliche Trennung bzw. Verbindung zwischen verschiedenen Standorten zu gewinnen. Wir streben in dem Projekt erstmalig eine umfassende geochemische und biologische Betrachtung der Konnektivitätsdynamiken supratidaler, grundwassergespeister Mikrobialit-Habitate an.
Gewässerrenaturierungsprojekte zielten bisher hauptsächlich darauf ab, natürliche lokale Habitatbedingungen wiederherzustellen und dadurch die Biodiversität zu erhöhen. Dieser habitatbasierte Ansatz auf lokaler Ebene vernachlässigt den starken Einfluss von großräumigen Umweltfaktoren. Außerdem sind die gesellschaftlichen Bedürfnisse und der Nutzen von Renaturierungen bislang kaum untersucht und ihre Beziehung zum lokalen und regionalen Umweltkontext unklar. In letzter Zeit wurden Konzepte zu den relevanten räumlichen Skalen für die Gewässerrenaturierung entwickelt, diese wurden aber noch nicht an großen Datensätzen getestet. Das COSAR-Projekt untersucht den Einfluss des gegenwärtigen und historischen räumlichen Kontextes von Renaturierungsprojekten auf die ökologischen und gesellschaftlichen Renaturierungsergebnisse. Die Projektpartner kombinieren ihre vorhandenen ökologischen Monitoringdaten von 200 Restaurierungsprojekten aus Mittel- und Nordeuropa. Zusätzlich werden Social-Media-Posts von renaturierten Standorten analysiert, um Rückschlüsse auf Ökosystemleistungen und die Interaktion der Menschen mit renaturierten Standorten zu ziehen. Das Projekt besteht aus drei Arbeitsschritten. Erstens definieren und quantifizieren wir ökologische und gesellschaftliche Indikatoren für den Erfolg von Renaturierungen und untersuchen ihre Synergien und Zielkonflikte. Zweitens kontextualisieren wir die ökologischen und gesellschaftlichen Restaurierungsergebnisse mit biotischen und abiotischen Umwelt- und sozioökonomischen Daten auf verschiedenen räumlichen Skalen, um die relevanten Treiber und Skalen zu identifizieren, die den Renaturierungserfolg fördern oder verhindern. In diesen Analysen berücksichtigen wir auch historische Umweltbedingungen. Drittens entwickeln und verbreiten wir ein interaktives Online-Werkzeug, das während der Restaurierungsplanung genutzt werden kann, um das in den ersten beiden Stufen gewonnene Wissen auf eigene Restaurierungsszenarien anzuwenden. Zusätzlich stellen wir Faktenblätter zur Verfügung und zeigen Best-Practice-Beispiele für die Renaturierungsplanung auf. Wir wenden einen transdisziplinären Ansatz an und legen großen Wert auf die Einbindung von Stakeholdern in allen Projektphasen. Diese Stakeholder vertreten verschiedene Interessengruppen aus allen am Projekt beteiligten Nationalitäten. Sie helfen bei der Identifizierung der relevanten Erfolgsindikatoren, gestalten den Fokus der Kontextanalysen, geben Ratschläge, um die Relevanz und Benutzerfreundlichkeit der Projektergebnisse sicherzustellen und fungieren als Botschafter bei der Verbreitung der Projektergebnisse. Mit diesem Projektdesign stellen wir neues Wissen und Werkzeuge zur Verfügung, um den ökologischen und gesellschaftlichen Nutzen von Renaturierungsprojekten zu fördern, die Planung vielversprechender Renaturierungsprojekte zu erleichtern um die Ziele der Wasserrahmenrichtlinie und die Sustainable Development Goals 3, 6, 14 &15 zu erreichen.
Fließgewässer- und Auenökosysteme zählen weltweit zu den am stärksten degradierten Lebensräumen, die unter einer Vielzahl anthropogener Belastungen wie Landwirtschaft, Urbanisierung und Entwaldung leiden. Diese Faktoren bewirken einen rapiden Rückgang der Biodiversität und der ökologischen Integrität. Angesichts der Tatsache, dass globale Schutz- und Wiederherstellungsbemühungen oft unzureichend sind - vor allem aufgrund der Beschränkung auf einzelne Ökosysteme und der begrenzten Reichweite der Initiativen - zielt dieses Projekt darauf ab, auf interkontinentaler Ebene die Zusammenhänge zwischen aquatischen und terrestrischen Ökosystemen zu erforschen und Ansätze für deren Schutz und Renaturierung zu entwickeln. Die Forschung beginnt mit einer Synthese des vorhandenen Wissens über die Renaturierung von Flüssen und Auen, um zu untersuchen, inwiefern aktuelle Projekte aquatisch-terrestrische Verbindungen berücksichtigen. Diese grundlegende Analyse ebnet den Weg für weiterführende empirische Untersuchungen. Anschließend wird die Untersuchung der gegenseitigen Vorteile der Wiederherstellungsbemühungen durch die Analyse der Beziehungen zwischen Gemeinschaften aquatischer Makroinvertebraten und terrestrischen Vogelpopulationen fortgesetzt. Dies wird tiefe Einblicke in die Gesamtintegrität der Ökosysteme und die Wechselwirkungen zwischen Auen- und Wasserhabitaten liefern. Um den Erfolg verschiedener Restaurierungsszenarien vorherzusagen und zu simulieren, werden in diesem Projekt fortschrittliche Techniken des Bayesian Structural Equation Modeling und hochauflösende globale Datensätze genutzt. Diese Modellierung wird die Auswirkungen von Veränderungen im Flussmanagement auf sowohl aquatische als auch angrenzende terrestrische Lebensräume analysieren. Die erwarteten Ergebnisse sollen die Umweltpolitik und Erhaltungsstrategien unterstützen sowie die Implementierung wichtiger internationaler Umweltrahmen fördern. Die gewonnenen Erkenntnisse werden eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung von Strategien zur Ökosystemrestaurierung bieten, die direkt zur Verbesserung der globalen Biodiversität und ökologischen Resilienz beitragen. Diese Ergebnisse werden zukünftige Restaurierungsbemühungen leiten, um sicherzustellen, dass die Bedürfnisse sowohl aquatischer als auch terrestrischer Umgebungen effektiv adressiert werden.
Unser Teilprojekt befasst sich mit der Bereitstellung von materiellen und nicht-materiellen Beiträgen für den Menschen durch die Natur, auch Naturbeiträge genannt. Ziel der ersten Phase war es, Tiere und Pflanzen zu identifizieren, die am Kilimandscharo solche Naturbeiträge leisten, diese Beiträge zu quantifizieren und den Einfluss von Landnutzungsintensität, Klima und Meereshöhe auf diese zu untersuchen. Für materielle Naturbeiträge konnten wir zeigen, dass die Baumartenvielfalt essenziell für die Bereitstellung von Holzprodukten ist und mit steigender Landnutzungsintensität und Meereshöhe abnimmt. Bei Ernteerträgen waren Biodiversität und menschliche Beiträge wie Dünger und Arbeit entscheidend. Für nicht-materielle Naturbeiträge waren die Vielfalt an Arten und Lebensräumen sowie abiotische Eigenschaften des Berges wichtig. Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass Naturklänge vielfältige nicht-materielle Naturbeiträge, z.B. in Form von Reminiszenz, leisten. Unsere Studien deckten zudem wichtige Wissenslücken auf, denen wir uns in der zweiten Projektphase widmen möchten. Erstens ist unklar, wie Naturbeiträge durch biotische Interaktionen wie Bestäubung und Samenausbreitung reguliert werden. Daher werden wir mithilfe bestehender Daten und maschinellem Lernen ökologische Netzwerke zwischen Pflanzen und Tieren ableiten, um zu untersuchen, wie diese Interaktionen die Naturbeiträge von Pflanzen beeinflussen. Zweitens wurden Nachteile der Natur für den Menschen bisher wenig untersucht. Deshalb wollen wir durch Literaturrecherche und Interviews ein umfassendes Verzeichnis nachteiliger Naturbeiträge am Kilimandscharo erstellen. Einen besonders wichtigen Aspekt, die Krankheitsübertragung durch Tiere, möchten wir zudem genauer erforschen. Dazu werden wir das Darmmikrobiom von Fledermäusen und Nagetieren untersuchen und Bewegungsprofile von Fledermäusen erstellen. Wir werden auch quantifizieren, in welchem Verhältnis das Risiko der Krankheitsübertragung durch eine bestimmte Fledermausart zu deren Potenzial für nützliche Naturbeiträge in Form von Samenausbreitung steht. Drittens wurde bislang nicht untersucht, ob die von Menschen empfundenen Naturbeiträge von den tatsächlichen Naturbeiträgen abweichen und welche Konsequenzen daraus entstehen. Deshalb planen wir Interviews, um empfundene Naturbeiträge sowie Einstellungen und Verhaltensabsichten gegenüber der Natur zu untersuchen. So können wir empfundene mit tatsächlichen Naturbeiträgen vergleichen und entschlüsseln, welchen Einfluss die Wahrnehmung von nützlichen und nachteiligen Naturbeiträgen, sowie deren Verhältnis, auf Einstellungen und Verhalten gegenüber der Natur hat. Das Projekt kann zu einem besseren Verständnis der Mechanismen beitragen, die die Bereitstellung und das Zusammenspiel verschiedener Naturbeiträge bestimmen. Die geplante Forschung hilft zudem, wesentliche Faktoren zu identifizieren, die als Hebel dienen können, um die gegenseitigen Wechselwirkungen von Mensch und Natur zu verbessern.
Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Prädation innerhalb der Gilde (IGP) bei Süßwasserinsekten zu untersuchen. Verschiebungen in biotischen Interaktionen können ganze Gemeinschaften erheblich verändern, wenn interagierende Arten und ihre ontogenetischen Stadien unterschiedlich auf den Klimawandel reagieren. Unser Ziel ist es, besser zu verstehen, wie sich insbesondere die Erwärmung auf solche Interaktionen auswirkt und welche Folgen dies auf der Ebene der Gemeinschaft haben kann. Unser Modellsystem sind Libellen, bei denen die größenabhängige Prädation innerhalb der Gilde eine Rolle spielt. Die größeren Larven fressen die kleineren Larven, und je größer die Größenunterschiede zwischen Räuber und Beute sind, desto ausgeprägter ist die IGP. Zwei Mechanismen, die mit der Erwärmung zusammenhängen, können Verschiebungen in der Größenstruktur einer Gemeinschaft verursachen: (1) Die Entwicklung und das Wachstum der Larven können aufgrund artspezifischer Temperaturreaktionen asymmetrisch beeinflusst werden. (2) Verschiebungen in der Phänologie können die Reihenfolge ändern, in der Arten ein Ökosystem besiedeln (z. B. durch Reihenfolge der Eiablage oder durch Veränderungen der Eientwicklung). Die Auswirkungen der Erwärmung auf die Interaktionen hängen daher von der Stärke und Symmetrie der Erwärmungseffekte auf verschiedene Arten ab. Relevante Variablen sind die Auswirkungen steigender Wassertemperaturen auf Entwicklung und Phänologie, aber auch die Auswirkungen zunehmender Trockenheit. Nachdem wir in einem früheren Projekt ein mechanistisches Modellierungssystem für Libellenlebenszyklen entwickelt haben, werden wir einen innovativen Ansatz in diesem Projekt anwenden, indem wir zunächst numerische Simulationsexperimente durchführen und diese anschließend durch Laborexperimente evaluieren. Unser Projekt umfasst drei Arbeitspakete (WP): WP 1: Numerische Experimente zur Simulation der IGP bei verschiedenen Erwärmungsszenarien und verschiedenen Artenkombinationen unter Verwendung mechanistischer Modelle. Dies ist möglich, da die meisten Modellparameter aus Vorarbeiten bekannt sind. Die Modellergebnisse dienen der Vorhersage möglicher Auswirkungen von Wechselwirkungen. WP 2: Laborexperimente zur Untersuchung spezifischer Komponenten von Wechselwirkungen. Die Planung folgt den Ergebnissen von Schritt 1, der die Auswahl der Versuchspläne bestimmt. Dieses Verfahren reduziert die Notwendigkeit, vollständig faktorielle Versuchspläne durchzuführen, d. h. den experimentellen Aufwand zu verringern. Die Experimente werden auch zur Bewertung der Modelle verwendet. WP 3: Modellierung auf Landschaftsebene, die darauf abzielt, die Ergebnisse der Schritte 1 und 2 auf die größere Landschaftsebene zu übertragen, d. h. Vorhersagen von Veränderungen auf Landschaftsebene zu ermöglichen.
Während sich SP1 in Kili-SES-1 auf die Untersuchung der Verfügbarkeit und Regulierung von Nature's Contributions to People (NCP) am Kilimandscharo konzentrierte, liegt der Schwerpunkt der zweiten Phase auf wasserbezogenen NCPs. In Kili-SES-1 entwickelten wir einen Rahmen zur Quantifizierung wie das NCP-Angebot von den Wechselwirkungen zwischen Arten abhängt. Wir bewerteten Lebensräume in Bäumen und die Reaktion der ober- und unterirdischen Kohlenstoffpools auf direkte Klimaeffekte und indirekte Effekte durch Pflanzeneigenschaften. Eine Stichprobenkampagne lieferte Informationen zu räumlichen Mustern der Wasserqualität und ihrer Eignung für Trink- und Bewässerungszwecke. Darüber hinaus richteten wir 26 Untersuchungsflächen in allen 13 Ökosystemtypen mit einem Bodenfeuchte-Messnetz ein. Anhand der Daten wurden hydrologischen Prozesse zur Infiltration und dem präferentiellen Abfluss auf Plotebene analysiert. Sechs Abflussmessstationen in drei Einzugsgebieten ergänzten die Datenerhebung. SP1 wird auf diesen Arbeiten aufbauen, um das erste Ziel zu erreichen: die Bewertung der Regulierung der Wasserversorgung entlang von Klima- und Landnutzungsgradienten (Arbeitspaket WP1). Unter Verwendung von Daten aus dem Sensornetzwerk werden maßgeschneiderte hydrologische Modelle auf der Basis des Catchment Model Framework entwickelt, um die Wasserdynamik von der Plot- bis zur Einzugsgebietsebene zu simulieren. Unser zweites Ziel ist es, die Rolle der umgebenden Landschaften bei der Regulierung der Wasserqualität zu entschlüsseln und die terrestrische und aquatische Biodiversität mit der Integrität der Fließgewässer zu verknüpfen (WP2). Dazu werden Wasserqualitätsparameter, die Diversität des Makrozoobenthos und die Abbaugeschwindigkeit der Laubstreu an Standorten mit ungestörten, degradierten, fehlenden und wiederhergestellten Uferzonen untersucht. Eine Landschaftsanalyse mit Hilfe von Random Forest Modellen wird angewendet, um räumliche Schwankungen der Wasserqualität und der aquatischen Artenvielfalt vorherzusagen. Das dritte Ziel ist die Untersuchung von Szenarien zukünftiger wasserbezogener NCP. Unter Verwendung der hydrologischen Modelle aus WP1, der räumlichen Wasserqualitätsmodelle aus WP2 und der in Kili-SES-1 erzielten Ergebnisse wird WP3 die Versorgung mit wasserbezogenen NCP unter verschiedenen Szenarien des Klimawandels, der Landnutzung und -bewirtschaftung sowie der menschlichen Präferenzen und Nachfrage projizieren. Zusammenfassend wird SP1 auf der Basis von Daten zur Wasserquantität und -qualität, aquatischen Biodiversität und Modellierungsansätzen entscheidende Informationen über den aktuellen Zustand und die potenzielle Zukunft wasserbezogener NCP liefern, die in der bisherigen Forschung unterrepräsentiert, aber von vielen Akteuren im sozial-ökologischen System des Mt. Kilimanjaro nachgefragt sind.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 45 |
| Wissenschaft | 12 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 45 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 45 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 45 |
| Englisch | 43 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Webseite | 45 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 30 |
| Lebewesen und Lebensräume | 43 |
| Luft | 19 |
| Mensch und Umwelt | 41 |
| Wasser | 16 |
| Weitere | 45 |