Das Projekt "Klimaökologie und Fernerkundung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Abteilung Klimatologie durchgeführt. This proposal aims to generate satellite-supported area-wide datasets on the landscape scale as a basis for further integrative analysis of climate-biodiversityecosystem functioning relationships in the Kilimanjaro area. The two main goals are: (i) the provision of high resolution hourly meteorological datasets for the project period, and (ii) the generation of time series for cloud, fog and rainfall dynamics from 1979 until today. In addition, these generated datasets will be used to adapt a limited-area atmospheric model (LAAM) to the Kilimanjaro region as a basis for evaluating the mutual influence of, and interactions between local land-cover change and climate change during the second phase of the project. Beside the climatic datasets, satellitebased land cover classifications will be generated for certain dates between 1979 and today. All datasets are generally provided area-wide i. e. they will not only cover the all study plots but the entire core Kilimanjaro region.During the first project phase, in-situ meteorological measurements will be physically or statistically linked with spatio-temporal explicit co-located satellite product information and extrapolated in space using the satellite-derived data values and land cover in order to generate reliable area-wide climatic datasets. The operational satellite retrievals will also be used in stand-alone mode to derive long-term series of cloud and rainfall dynamics. To investigate land-cover feedbacks on cloud and rainfall dynamics, the Weather Research and Forecasting Model (WRF) will be implemented. Land cover classifications will be based on satellite images along with in-situ field spectrometer measurements and vegetation structural analysis obtained from other subprojects.The datasets generated by this sub-project form an invaluable basis for nearly all other subprojects as well as for further integrative analysis and future ecological model applications.
Das Projekt "Pflanzendiversität und Performance im Zusammenhang mit Klima und Landnutzung: Gemeinschaften, Arten, Populationen, ökologische Genetik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Pflanzensystematik durchgeführt. This subproject aims at the parallel assessment of plant biodiversity and plant performance (biomass, phenology, fitness) along altitudinal and land use gradients in natural and human-disturbed ecosystems at Mt. Kilimanjaro. We will consider plant diversity at genetic, population, and community levels, and their relationship to plant performance. To estimate the diversity, composition and dynamics of plant communities, we will repeatedly record all plant species present on the 60 common study plots. In addition, we will study plant species turnover by revisiting the sites of 180 existing vegetation records. For all 60 common study plots, we will estimate horizontal and vertical community structure, production and biomass (and relate the outcome to data on climate (SP1) and nutrient (SP3) and water (SP2) levels). In the forest plots dendrochronology will allow correlation of tree growth with climate variables (SP1) across altitude and land use systems. In collaboration with SP5 and the plantanimal interaction components of SPs 6-8 on dispersal, pollination, decomposition, and herbivory we will study several species in more detail. For the eight most abundant species per plot, phenology will be recorded. In addition, reproduction will be measured for four rare and four common species measuring biomass of reproductive organs and seed set. We will also estimate molecular genetic variation for these four species. To analyse species responses to different altitudes/climates and local adaptation within species, we will perform reciprocal-transplant experiments of seed families between altitudinal belts for 16 species of different niche width, four endemic, four rare nonendemic, four common, and four invasive. For one species with large altitudinal range we will explore the consequences of outcrossing between different altitudes. Selection gradient analysis will be used to characterize the relationship between within-species variation in functional traits (in collaboration with SP5) and performance. We will closely collaborate with all other subprojects and with our local counter partners at the National Herbarium of Tanzania in Arusha. Our project will provide important baseline data for all other subprojects. Moreover, our data will allow us to relate genetic, population, and community measures of diversity to altitude, climate and anthropogenic disturbance, to quantify biodiversity-ecosystem functioning relationships in the field, and to estimate resilience and adaptive potential of plants from natural and modified ecosystems to global change.
Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1246: Kilimanjaro ecosystems under global change: Linking biodiversity, biotic interactions and biogeochemical ecosystem processes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Theodor-Boveri-Institut für Biowissenschaften, Biozentrum, Lehrstuhl für Zoologie III (Tierökologie und Tropenbiologie) durchgeführt. Tropische Bergökosysteme und die von ihnen bereitgestellten Ökosystemleistungen sind durch die kombinierten Effekte von Klimawandel und Landnutzungsänderungen besonders gefährdet. In dem Projekt sollen gleichzeitig die Veränderungen von Biodiversität und Ökosystemprozessen entlang eines Höhengradienten in natürlichen und in vom Menschen gestörten Ökosystemen am Kilimandscharo (Tansania, Afrika) mit seiner weltweit einzigartigen Bandbreite an Klima- und Vegetationszonen untersucht werden. Hauptziele der Forschergruppe sind (1) die Erfassung der Zusammenhänge zwischen Klima, anthropogener Störung, Artenvielfalt, biotischen Interaktionen und biogeochemischen Prozessen, (2) die Quantifizierung von Biodiversitäts-Funktions-Beziehungen entlang eines Höhengradienten, (3) der Vergleich der Resilienz und Anpassungsfähigkeit natürlicher und anthropogener Systeme gegenüber globalem Wandel und (4) die Erfassung zeitlicher Veränderungen in der Verbreitung von Arten aufgrund von Klima- und Landnutzungswandel. Die Forschergruppe setzt sich aus sieben eng vernetzten Teilprojekten zusammen, von denen vier Diversität und biotische Interaktionen bei Pflanzen und Tieren behandeln und drei Klima sowie biogeochemische Ökosystemprozesse. Zwei Zentralprojekte sind für die Koordination und die zentrale Datenbank verantwortlich. Alle Teilprojekte arbeiten gemeinsam auf insgesamt 60 Untersuchungsflächen, die zwölf wichtige natürliche und anthropogene Vegetationstypen entlang des Höhengradienten von tropischer Savanne zu afroalpinen Strauchgesellschaften repräsentieren. Auf jedem Plot werden Daten zu Klima, Boden, Wasser, Stoffflüssen, Primärproduktivität, Artenvielfalt von Pflanzen, Vögeln, Fledermäusen, Bodenarthropoden und ausgewählten Insektengruppen sowie deren Funktionen, wie Samenverbreitung, Zersetzung, Bestäubung und Prädation, erfasst und in ihren Wechselbeziehungen analysiert. Auf zwölf Kernflächen werden aufwändigere Messungen und Experimente durchgeführt, um kausale Zusammenhänge zwischen Klima, Landnutzung, Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu überprüfen. In drei Experimentiergärten auf unterschiedlichen Höhenstufen werden Versetzungsexperimente durchgeführt, um die Anpassungsfähigkeit von Arten an veränderte klimatische Bedingungen zu untersuchen.