Projektgruppen

Tätigkeitsschwerpunkt 7: BIODIVERSITÄTSDYNAMIK UND KLIMA

Beteiligte Projektleiter:
BiK-F:
K. Böhning-GaeseM. Fischer, T. Hickler, S. KlimpelT. Müller, B. O'Hara, S. Scheiter. — GU: B. Ahrens, O. Tackenberg, P. Döll. — SGN: P. Haase, I. Kröncke, G. Zizka.

Eine zentrale Herausforderung in der derzeitigen Biodiversitätsforschung ist, den Einfluss von Klimawandel auf ökologische Lebensgemeinschaften und Ökosystemfunktionen zu verstehen und für die Zukunft vorherzusagen. TSP „Biodiversitätsdynamik und Klima“ untersucht den Einfluss des Klimas auf die Abundanz und die geographischen Verbreitungsgebiete von Arten, auf ökologische Lebensgemeinschaften und Ökosystemfunktionen über ökologische Zeitachsen (Tage bis 1000 Jahre) in terrestrischen, Süßwasser- und marinen Systemen. Die Ökosystemfunktionen, die wir untersuchen, schließen Rückkopplungen von der Biosphäre auf die Klimadynamik ein. Darüber hinaus untersuchen wir in Zusammenarbeit mit TSP „Ökosystemleistungen und Klima“ die Beziehung zwischen Ökosystemfunktionen und Ökosystemleistungen, inklusive der menschlichen Gesundheit.
Unser Ziel für die Phase der Zwischenfinanzierung ist, den ehemaligen PB B und die Teile des Wissenschaftsprogramms von PB E, die über ökologische Zeitskalen arbeiten, in einem TSP zu integrieren und unsere Forschung weiterzuentwickeln. Die beiden PB verbindet bereits ein Fokus auf organismischer Ebene (im Vergleich zu PB A, C und D, welche in höherem Maße genetische und molekulare Methoden nutzen) und die Umwelt bzw. die Ökosysteme, in der Organismen leben. Aufgrund der vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Organismen und der Umwelt bestehen seit jeher zahlreiche Kollaborationen zwischen PB B und E,  beide beschäftigten sich PB intensiv mit dem Verhältnis von Ökosystemfunktionen und Ökosystemleistungen bzw. biologischen Risiken. In beiden Projektbereichen wurden dazu Daten und Modelle kombiniert, um die Dynamik der Biodiversität besser zu verstehen, in PB B auf der ökologischen Zeitskala und in PB E zusätzlich auch auf geologischen Zeitskalen. Die Forschung auf geologischen Zeitskalen planen wir daher´, in den TSP „Evolution und Klima“ zu integrieren. Schließlich haben beide Projektbereiche Expertise in der Biodiversitätsmodellierung.
Eine besondere Stärke des neuen Tätigkeitsschwerpunkts ist die verstärkte Integration von biowissenschaftlicher und geowissenschaftlicher Expertise. Eine weitere Stärke ist die verstärkte Kollaboration zwischen Wissenschaftlern, die empirische Ansätze nutzen, sowie Statistikern und Modellierern. Dies erlaubt die Nutzung von empirischen Daten, um Modelle zu kalibrieren und gleichzeitig Modelle zu nutzen, um Vorhersagen zu machen, die empirisch getestet werden können.
Um die Integration der ehemailen Projektbereiche B und E weiter zu fördern, wurden folgende gemeinsame Schlüsselfragen entwickelt:
1. Wie modifizieren multiple Faktoren den Einfluss des Klimas auf Verbreitungsgebiete von Arten und ökologische Lebensgemeinschaften?
Landnutzung, Fischerei, Umweltgifte, invasive Arten, Parasitierung und andere Faktoren beeinflussen maßgeblich die biologische Vielfalt, sodass man die Folgen des Klimawandels nur ganzheitlich verstehen kann, wenn man Klimafolgen in Wechselwirkung mit diesen Faktoren untersucht.
2. Wie beeinflusst das Verbreitungspotenzial von Arten ihre gegenwärtige Verbreitung und ihre Gefährdung durch den Klimawandel?
Eine der wichtigsten Fragen in der Klimafolgenforschung ist, ob und wie schnell Arten „mit dem Klimawandel wandern“ können. Daher ist das Verbreitungspotenzial ein Schlüssel-Merkmal und wichtiger Fokus unserer Forschung.
3. Wie beeinflusst der Klimawandel Ökosystemfunktionen und Ökosystemleistungen?
Diese Frage ist aus gesellschaftlicher Sicht und damit für angewandte Forschung besonders wichtig. Wir untersuchen Funktionen in Bezug auf ökologische Interaktionen (z. B. Samenausbreitung) und ökosystemare Prozesse, wie z. B. Biomasse-Produktion und Kohlenstoffkreislauf, bis hin zu Rückkopplungen auf das Klima und biologische Faktoren, welche die menschliche Gesundheit beeinflussen (z. B. krankheitsübertragende Mücken).
4. Wie können wir die Folgen des Klimawandels für Biodiversität und Ökosysteme modellieren und damit in die Zukunft projizieren?
Mathematische Simulationsmodelle sind eine besondere Stärke unseres Tätigkeitsschwerpunkts und ein wichtiges Werkzeug für angewandte Klimafolgenforschung.