Description: Räumliche Heterogenität in Standorteigenschaften ist ein Hauptfaktor für das Entstehen von Biodiversität, er wurde jedoch in den Biodiversitätsexploratorien kaum untersucht. Wir wollen diese Lücke füllen, indem wir theoretische, experimentelle und beobachtenden Studien integrieren, um die Mechanismen zu untersuchen, durch welche Habitatheterogenität von Landnutzung und Heterogenität durch Landnutzung Artenvielfalt im Grünland beeinflussen. Ein zugrunde liegendes Modell ist, dass Heterogenität sowohl positive als auch negative Effekte hat, bewirkt durch einen immanenten trade-off zwischen dem Heterogenitätsniveau und der effektiven Fläche, welche für Individuen in der Gemeinschaft zur Verfügung steht (AHTO-area-heterogeneity trade-off). In Phase 1 verwenden wir analytische Modelle, um einige simplifizierende Annahmen voriger AHTO-Modelle zu erweitern. Gleichzeitig diente ein einmaliges neues experimentelles System dem Test einiger Grundvorhersagen der Modelle. In Phase 2 erweitern wir unsere Arbeit in 3 Richtungen. 1) Wir skalieren unsere Modelle sowohl hoch (durch Erweitern des lokalen Modells zu einem Meta-Gemeinschaftsmodell) als auch herunter (durch explizite Modellierung von ober- und unterirdischen Konkurrenzeffekten bei individuellen Pflanzen). Die größere Skala wird das Modell an die Struktur der empirischen Arbeiten angleichen, die kleine Skala erfasst die eigentlichen Mechanismen, welche Landnutzung (insbesondere Düngung, Mahd, Beweidung) mit Konkurrenz und Artenvielfalt verbindet. 2) Um die empirisch beobachteten Diversitätsmuster besser zu verstehen, etablieren wir ein neues Experiment, in welchem wir das Wachstum der Zielarten ohne Konkurrenz messen, sowie unter Simulation von Düngung, Mahd und Tritt auf flachen und tiefen Böden. Die Ergebnisse gehen auch als realistischere Parameter in unsere Modelle ein. 3) Wir etablieren ein neues skalenübergreifendes Beobachtungssystem, um Landnutzung, Habitatheterogenität und Diversität zu verknüpfen. Die Untersuchungseinheit entspricht dabei derjenigen in den Experimenten, und das Design umfasst einen sehr großen Bereich von Skalen (vom Zentimeterbereich bis hin zu vielen Hundert Kilometern). Zudem nutzen wir neue Kooperationen in den Exploratorien, insbesondere mit CP3, um mit Fernerkundungsmethoden umfassende Daten zu kleinskaliger Habitatheterogenität und beta-Diversität für alle Grünland-EPs zu generieren. Die skalenübergreifenden theoretischen, experimentellen, beobachtenden und Fernerkundungsmethoden tragen signifikant zum Kausalverständnis darüber bei, wie Landnutzung Biodiversität indirekt, nämlich durch Modifikation von Habitatheterogenität, beeinflusst. Zudem liefern wir Daten für umfassende neue Syntheseprojekte.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Pflanzenökologie
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Mahd
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Gewerbegebiet
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Grünland
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Habitat
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Grünlandökosystem
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Artenvielfalt
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Beweidung
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Düngung
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Flächennutzung
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Monitoring
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Terrestrisches Ökosystem
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Simulationsmodell
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Studie
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Pflanze
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Modellierung
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Nachhaltige Landnutzung
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Diversität
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Forschung
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Kenngröße
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Ökosystem
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Zusammenarbeit
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Biodiversität
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Biodiversität der Pflanzen
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Region:
Baden-Württemberg
Bounding boxes:
9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2014-01-01 - 2025-06-30
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Sub project: HEDGE 2- From land management through habitat heterogeneity to biodiversity in grassland ecosystems: A combined theoretical, experimental, and observational study
Description: Spatial heterogeneity in habitat conditions is a main factor affecting biodiversity but has rarely been studied in the Biodiversity Exploratories. We attempt to fill this gap by integrating theoretical, experimental, and observational studies focusing on the mechanisms by which heterogeneity in land management and heterogeneity caused by land use affect grassland diversity. A fundamental element of our project is the idea that habitat heterogeneity may have both positive and negative effects on species diversity due to an inherent trade-off between the degree of habitat heterogeneity and the amount of effective area available for individual species in the community (AHTO-area-heterogeneity trade-off). In Phase 1, we used analytical models to investigate general properties and consequences of the AHTO with emphasis on the relaxation of simplifying assumptions made in previous formulations of this trade-off. In parallel, we established a unique experimental setup for testing predictions generated by our models under highly controlled conditions. In Phase 2, we will extend our work in three main directions. 1) We will extend our models both up (by expanding our local community model into a metacommunity framework) and down (by explicitly modeling effects of competition for soil and light resources on individual plants). The upscaling element will fit the model to the structure of the data derived from our experiments and observations. The second element captures the actual mechanisms linking land use (particularly fertilization, mowing and grazing), resource competition, and species diversity. 2) In order to better understand the patterns of diversity observed in our experiments and in the field, we will establish a new experiment for measuring growth of individuals without competition to experimental treatments mimicking fertilization, mowing, and trampling under shallow vs. deep soil conditions. The results will also be used to assign realistic values to relevant parameters in our models. 3) We will establish a new, multi-scale observational study in for linking land management, spatial habitat heterogeneity, and the diversity of natural communities. The basic sampling unit of this observational part will match the core experimental unit of the main experiment, and the sampling design will cover a wide range of scales (from few centimetres to hundreds of kilometres). Moreover, by making use of novel collaborations within the Exploratories, especially with CP3, we will incorporate a remote sensing component in our observations to obtain data on small-scale habitat heterogeneity and beta-diversity across all grassland EPs. This multi-scale integration of theoretical, experimental, observational, and remote sensing components will contribute significantly to our understanding of the causal links between land use effects on biodiversity mediated by habitat heterogeneity, and will provide extensive data for future syntheses.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1084562
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