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Simulations-basierte Empfehlungen für das Management unkultivierter Weideflächen unter Klimawandel

Das Projekt "Simulations-basierte Empfehlungen für das Management unkultivierter Weideflächen unter Klimawandel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Potsdam, Institut für Biochemie und Biologie, Lehrstuhl für Vegetationsökologie und Naturschutz durchgeführt. Prognose der mittleren Vegetationsbedeckung und ihrer Variabilität auf Landschaftsebene. Prognose der Auswirkungen der Veränderungen der Vegetation auf Oberflächenabfluss und Erosion. Auswertung der Modelle hinsichtlich des Vorteils von Umweltvariabilität für Populationen mit einer Samenbank. Auswertung der ökohydrologischen Modelle hinsichtlich der Rückkopplung zwischen Vegetation und Bodenhydrologie. Abschätzung der Empfindlichkeit der Landschaft für bestimmte Szenarien. Skalierung floristischer Diversität von Versuchsflächen zu Landschaften unter Berücksichtigung des Auswirkung von Klimawandel und Landnutzung. Zur Abschätzung des Einflusses von Landnutzung und Klimaveränderung auf die Vegetation werden die prozess-basierten Modelle aus Phase 1 und Phase 2 mit den neuesten Klimaprognosen verknüpft und für allgemeine und bestimmte Landschaften für eine Reihe von Klimawandel und Landnutzungsszenarien untersucht. Die Ergebnisse werden als Landkarten mit ausführlichem Bericht dargestellt. Zwischenergebnisse (Produktivität, Beweidungskapazität, Bedeckung) werden von anderen Teilprojekten zur Berechnung der Flüsse im Wasserkreislauf verwendet.

Teilprojekt: Effekte von Störung, Ansaat und Landnutzungsintensität auf die Neuformierung von Pflanzengemeinschaften und Ökosystemfunktionen im Grünland (ESCAPE II) (Effekte von Störung und Ansaat auf Zusammensetzung und Ökosystemfunktionen von Pflanzengemeinschaften (ESCAPE))

Das Projekt "Teilprojekt: Effekte von Störung, Ansaat und Landnutzungsintensität auf die Neuformierung von Pflanzengemeinschaften und Ökosystemfunktionen im Grünland (ESCAPE II) (Effekte von Störung und Ansaat auf Zusammensetzung und Ökosystemfunktionen von Pflanzengemeinschaften (ESCAPE))" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Arbeitsgruppe Biodiversität und Ökosystemforschung durchgeführt. Das Project ESCAPE II beabsichtigt Beziehungen zwischen der Vegetationszusammensetzung und einer Vielzahl von Ökosystemfunktionen in Abhängigkeit von Landnutzungsintensität und Pflanzendiversität zu untersuchen. Ein besonderer Fokus wird auf die Resilienz dieser Funktionen und Beziehungen und auf Effekte experimentell erhöhter Pflanzendiversität gelegt. Hierfür soll das Monitoring des neu etablierten Ansaat- und Störungs-Experiments SADE mit ergänzenden Analysen auf Ebene der Experimentier-Plots sowie durch experimentelle Pflanzengemeinschaften (Mesokosmen) kombiniert werden. Während der letzten Projektphase gelang es uns in enger Kooperation mit dem Zentralprojekt Botanik dieses umfassende Experiment zu installieren, welches nun als einzigartige Plattform für die gemeinsame Erforschung der funktionalen Rolle von Pflanzendiversität Grünland zur Verfügung steht. Erste Ergebnisse weisen bereits auf deutlich erhöhte Artenvielfalt in eingesäten und gestörten Flächen hin. Des Weiteren zeigen unsere bisherigen Arbeiten starke Effekte der Pflanzendiversität auf verschiedene Ökosystemfunktionen; beispielsweise wiesen Abundanzen von 13C und 15N in der Pflanzenbiomasse auf verminderten Trockenstress und eine vollständigere Ausnutzung von N unter höherer Artenzahl hin. Zudem konnten wir belegen, dass auf gestörten Flächen des SADE Experiments mehr N in tiefere Bodenbereiche gelangt, besonders auf stark gedüngten Flächen. In einem Experiment mit Grassoden konnten wir erhöhte Verluste von N bei der Kombination von Düngung und Trockenheit feststellen, welche jedoch durch eine höhere Pflanzendiversität abgemildert wurden. In der neuen Projektphase planen wir das SADE Experiment, in dem die Erhöhung der Pflanzendiversität nun zunehmend wirksam wird, zu nutzen, um die funktionale Relevanz der Diversität für Grünlandökosysteme mechanistisch zu erforschen. Im Detail werden wir dabei die Vegetationsentwicklung nachverfolgen, den Samenanflug erfassen, 13C und 15N sowie die Menge und Qualität der Biomasse analysieren und Nährstoffrückhalt und Streuabbau quantifizieren. In einem ergänzenden Mesokosmen-Experiment werden wir speziell den Mechanismus der Nährstoff-Partitionierung in Beziehung zur Pflanzendiversität, zur Düngungsintensität sowie dem Klima (Trockenheit) untersuchen.Unsere zentralen Hypothesen sind, dass i) zahlreiche Ökosystemfunktionen und deren Resilienz positiv von der Pflanzendiversität beeinflusst werden; ii) dass Landnutzungsintensität starke direkte und indirekte Effekte auf diese Funktionen besitzt; und dass iii) die Neuformierung der Vegetation und die Erholung der genannten Funktionen nach einer Störung von der funktionalen Zusammensetzung des Samenanflug abhängen. Wie in dieser Phase werden wir die im Rahmen des SADE Experiments stattfindenden Arbeiten koordinieren und Zusammenarbeit und Syntheseaktivitäten vorantreiben.

Oekologie von Ackerwildkraeutern

Das Projekt "Oekologie von Ackerwildkraeutern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Ökologische Pflanzenphysiologie und Geobotanik, Abteilung Geobotanik durchgeführt. Untersuchungen zur Biomassedynamik, der Samenbank im Boden und der Keimungsoekologie von Ackerwildkraeutern unter dem Einfluss konventioneller und oekologisch orientierter Anbaumethoden, insbesondere im Zusammenhang mit Ackerrandstreifenprogrammen.

Ökologische und evolutionsbiologische Bedeutung einer persistenten Samenbank für ausdauernde krautige Pflanzen

Das Projekt "Ökologische und evolutionsbiologische Bedeutung einer persistenten Samenbank für ausdauernde krautige Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Pflanzen haben als Reaktion auf die Unvorhersagbarkeit ihrer Umwelt zwei Mechanismen der Risikominderung entwickelt: Ausbreitung und Dormanz. Theoretische Modelle deuten auf eine Reihe spezifischer Bedeutungen dormanter Samen einer Boden-Samenbank für Populationsbiologie, -genetik und Evolutionsbiologie. So könnten Samenbanken durch die Speicherung von Genotypen die genetische Diversität von Populationen erhalten und die genetische Differenzierung dämpfen. Es gibt jedoch nur wenige empirische Studien zum Zusammenhang zwischen genetischer Struktur von Samenbank und oberirdischer Population. Das vorliegende Forschungsprojekt gründet sich auf vorangegangene eigene Studien und wird sich mit Viola elatior, einer ausdauernden Art mit Vorkommen entlang eines Gradienten von Auenwiesen bis Auenwäldern beschäftigen. Ziel des Projekts ist die Hypothesen zu testen, dass (1) eine Samenbank als Reservoir von Genotypen dient, die in der oberirdischen Population verschwunden sind, (2) Variation in Dormanz und Keimung von der genetischen Diversität der Mutterpflanzen abhängen und (3) sich natürlich und erzwungen keimende Samen in ihrer Fitness unterscheiden. Es soll ein Genomscan durchgeführt werden, um potentiell adaptive Loci in Samenbank und oberirdischer Population sowie entlang eines Umweltgradienten zu identifizieren.

Samenbankentwicklung während der Grünlandsukzession

Das Projekt "Samenbankentwicklung während der Grünlandsukzession" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Samenbanken im Boden spielen eine Schlüsselrolle für die Zusammensetzung und Entwicklung von Pflanzengemeinschaften. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, neue Erkenntnisse zu Aufbau, Entwicklung und Dynamik von Samenbanken während der Grünlandsukzession zu erlangen. Die Untersuchungen werden in Stromtalwiesen am hessischen Oberrhein durchgeführt, wo seit dem Jahr 2000 Experimente zur Wiederansiedlung der für diesen Lebensraum typischen Arten durch Mahdgutübertragung durchgeführt werden. Da für dieses Gebiet umfangreiche Informationen zu Nutzungsgeschichte, Managementbedingungen und floristischem Artenbestand vorliegen, bietet es ideale Ausgangsbedingungen für Samenbankuntersuchungen. Das Projekt gliedert sich in drei Untersuchungsschwerpunkte: (1) Erfassung der räumlichen Heterogenität und der Beziehung zwischen Samenbank, oberirdischer Vegetation und Populationsdynamik der Modellart Arabis hirsuta, (2) experimentelle Untersuchung der Samenverlagerung und Keimung in Abhängigkeit vom Bodeneigenschaften, (3) Analyse von Samenausbreitung und Samenbankaufbau bei beginnender Grünlandsukzession auf Renaturierungsflächen.

Regenerationskapazitaet und Reproduktionsdynamik oekologisch und oekonomisch wichtiger Baum- und Straucharten im oestlichen Amazonasgebiet

Das Projekt "Regenerationskapazitaet und Reproduktionsdynamik oekologisch und oekonomisch wichtiger Baum- und Straucharten im oestlichen Amazonasgebiet" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Ulm, Fakultät für Naturwissenschaften, Abteilung Spezielle Botanik durchgeführt. Die Reproduktionsdynamik bzw Samenausbreitung ist fuer die Regenerationskapazitaet und die floristische Entwicklung der Sekundaervegetation und somit auch fuer ihre Bewirtschaftung von zentraler Bedeutung. In drei Bereiche unterteilt wird sie in Arten aus allen oekologisch-funktionell wichtigen und oekonomisch interessanten Gruppen der kleinbaeuerlich gepraegten Vegetation des oestlichen Amazonasgebietes untersucht. 1) Der Sameneintrag in die Sekundaervegetation ist in seiner zeitlich-raeumlichen Strukturierung und Effektivitaet fuer ihr wirtschaftliches und oekologisches Potential ausschlaggebend. 2) Artenspezifische Ansprueche und der Einfluss der Bewirtschaftung auf die Samenproduktion werden untersucht, um Voraussagen ueber die Entwicklung der Artbestaende und der Vegetation treffen zu koennen. 3) Der Einfluss, der aus den laendlichen Bewirtschaftungsmethoden resultierenden massgeblichen Parameter auf die Keimungsrate und das Wachstum der Jungpflanzen wird als weitere vegetationsstrukturierende Komponente untersucht.

Modellierung der Populationsdynamik von peripheren und subzentralen Populationen von Viola-Arten der Stromtalwiesen

Das Projekt "Modellierung der Populationsdynamik von peripheren und subzentralen Populationen von Viola-Arten der Stromtalwiesen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Das Forschungsprojekt zur vergleichenden Demographie von Arten der Gattung Viola (Viola elatior, Viola persicifolia, Viola pumila) aus Stromtalwiesen untersucht die Frage, wie der Lebenszyklus der Arten in die Dynamik standortverändernder Ereignisse in Auen eingenischt ist. Unter Verwendung von Matrix-Populationsmodellen beschäftigt sich das Forschungsprogramm mit dem Vergleich der Fluktuationen von peripheren Populationen mit solchen, die eine Verbindung zum Hauptverbreitungsareal der Arten haben (subzentrale Populationen). Periphere Populationen sollten durch eine niedrigere Populationswachstumsrate (lambda) und eine größere zeitliche Variabilität von lambda gekennzeichnet sein. Diese Faktoren sollten eine höhere Aussterbewahrscheinlichkeit und eine niedrigere Populationslebensdauer von peripheren Populationen zur Folge haben. Darüber hinaus leistet das Forschungsprojekt einen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung der Samenbank und des heteromorphen Blühverhaltens (Kleistogamie) von Stromtalveilchen auf die Populationswachstumsrate. Durch die Modellierung der Sensitivität von lambda auf Übergänge im Lebenszyklus soll der Einfluß verschiedener Lebenszyklusphasen auf die Populationswachstumsrate quantifiziert werden. Weiterhin wird die Dynamik von Kleinpopulationen auf der Ebene der Metapopulation registriert, um die Extinktions- und Kolonisationsrate der Arten zu bestimmen.

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