Das Projekt "DFG Extinction debt - Interaktive Effekte von historischen Landnutzungsveränderungen und aktuellen Umweltveränderungen auf die Pflanzenartenvielfalt der Krautschicht in Laubwäldern gemäßigter Breiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landnutzungssysteme und Landschaftsökologie durchgeführt. Landnutzungsveränderungen stellen eine erhebliche Bedrohung für die Artenvielfalt dar. In weiten Teilen Europas haben umfangreiche Landnutzungsveränderungen bereits vor einigen Jahrhunderten stattgefunden, als ausgedehnte Wälder gerodet wurden, um Acker- und Weideland zu gewinnen. Später fielen die landwirtschaftlichen Flächen vielerorts brach und wurden wieder aufgeforstet. Inzwischen mehren sich die Hinweise, dass diese historischen Landnutzungsveränderungen noch heute verspätete Reaktionen in der Bodenvegetation von Wäldern hervorrufen. In historisch alten Waldfragmenten ist eine 'Aussterbeschuld' zu bezahlen, während in neuzeitlichen Waldfragmenten ein 'Besiedlungskredit' zu zahlen ist. Unser Wissen über das Ausmaß von Aussterbeschuld und Besiedlungskredit in mitteleuropäischen Laubwäldern ist jedoch sehr begrenzt. Auch ist unklar, in welchem Umfang diese tatsächlich durch die Pflanzenarten bezahlt werden. Waldpflanzen werden nicht nur durch historische Landnutzungsveränderungen beeinflusst, sondern auch durch verschiedene jüngere Umweltveränderungen, z.B. atmosphärische Deposition, erhöhten Äsungsdruck und Klimawandel. Die meisten Langzeitstudien betrachten diese Faktoren einzeln, vernachlässigen dabei aber, dass diese sowohl untereinander als auch mit den Nachwirkungen historischer Landnutzungsveränderungen interagieren.
Mit diesem Forschungsprojekt möchten wir uns diesen Wissenslücken widmen.
Unsere wesentlichen Ziele sind a) Aussterbeschuld und Besiedlungskredit in historisch alten bzw. neuzeitlichen Laubwäldern zu quantifizieren, b) festzustellen, in welchem Umfang Aussterbeschuld und Besiedlungskredit über die letzten fünf Jahrzehnte bezahlt wurden, und c) wesentliche Interaktionen zwischen den Nachwirkungen historischer Landnutzungsveränderungen und den Auswirkungen aktueller Umweltveränderungen auf die Artenvielfalt nachzuweisen.
Die Untersuchungen sollen in der Prignitz (Nordostdeutschland) durchgeführt werden. Für diese Region stehen uns außergewöhnlich gute historische Daten zur Verfügung. Mit Hilfe von topographischen Karten aus dem späten 18. und 19. Jahrhundert kann die Landnutzungsgeschichte rekonstruiert werden. Die historische und aktuelle Landschaftskonfiguration sollen in Beziehung gesetzt werden zur aktuellen Artenvielfalt in den Laubwaldfragmenten, um so Aussterbeschuld und Besiedlungskredit zu quantifizieren. Außerdem werden wir die Artenzusammensetzung in mindestens 200 semipermanenten Aufnahmeflächen von 1960 erneut untersuchen, um Veränderungen in Artenvielfalt, floristischer Differenzierung zwischen den Wäldern (Betadiversität) und funktionaler Zusammensetzung festzustellen. Sowohl gemessene Standortbedingungen als auch das arteigene Verhalten der Pflanzenarten gegenüber verschiedenen Umweltfaktoren werden dazu dienen, die beobachteten Veränderungen in Artenvielfalt und Zusammensetzung auf die interaktiven Effekte von historischen Landnutzungsveränderungen und aktuellen Umweltveränderungen zurückzuführen.
Das Projekt "Biologie der Erhaltung von abnehmenden Gruenlandspezies: experimentelle Analyse von Populationsprozessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. In the last decades many plant species have experienced a dramatic decline in the number of populations and the remaining populations are frequently small and isolated from each other. Environmental stochasticity and genetic erosion pose considerable threats to small and isolated plant populations. Successful management of declining species to conserve plant biodiversity requires an understanding of both demographic and genetic processes at the population level and of their importance for local extinctions. The first aim of our project is to analyze the mechanisms driving the population dynamics of plant species in decline. We will investigate the relationship between environmental factors, variability of demographic parameters, population size, and risk of extinction in several short-lived grassland species. All demographic data will be integrated into stochastic matrix population models to identify critical transitions in the life cycle and estimate critical population sizes. Part of the project is a continuation of demographic studies with Gentianella germanica. This offers the chance to obtain long-term estimates of the temporal and spatial variability of demographic transition rates. They will be integrated into models to study minimum data requirements for reliable predictions of population trends and extinction risks in rare species. Results of the first phase of the project indicate that reproduction is the first component of a plant's life cycle that becomes negatively affected by reduced population size. We will investigate the relationship between population size and reproduction in a large number of declining plant species to determine critical population sizes for reproductive success. The results will be compared with results from the general demographic studies. The second aim of the project is to assess the importance of genetic variability for the population dynamics of declining species. Two different approaches will be used. First, we will study the effect of increased gene flow on the growth and survival of plants in small populations. This study has important implications for habitat management. Second, we will experimentally investigate the importance of initial genetic diversity for the success of founder populations.
Das Projekt "Wechselwirkung zwischen Schmetterlingen und Pflanzen unter den gegenwaertigen Bedingungen und bei erhoehter CO2-Konzentration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Basel, Institut für Natur-, Landschafts- und Umweltschutz, Abteilung Biologie durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist, grundlegende Faktoren zu identifizieren, welche die interaktionen von Pflanzen und Schmetterlingen und ihre Evolution unter gegenwaertigen und klimatisch veraenderten Bedingungen (erhoehtes CO2) bestimmen. Ebenso sollen Faktoren untersucht werden, die fuer den Schutz von Pflanzen und Schmetterlingen relevant sind. Im einzelnen konzentriert sich das Projekt auf (1) Langzeiteffekte von erhoehtem CO2 und von Habitatfragmentierung auf die Interaktionen zwischen Pflanzen und Schmetterlingen, (2) Nektarpraeferenzen von Schmetterlingen, (3) Effekte der Nektarqualitaet auf den Reproduktionserfolg von Schmetterlingen (4) den Bestaeubungseffekt von Schmetterlingen, (5) Effekte von erhoehtem CO2 auf die Larvalentwicklung von Schmetterlingen und (6) moegliche genetische Erosion in Schmetterlingspopulationen, die durch grossraeumige Habitatfragmentierung verursacht wird.