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In der letzten Phase der Biodiversitäts-Exploratorien wurden sowohl die Großexperimente als auch der ‚common garden‘ EXClAvE etabliert, um die relativen Auswirkungen einzelner Landnutzungskomponenten (Mähen und Düngung) und ihrer Kombinationen auf die Vielfalt und Funktionalität von Ökosystemen zu quantifizieren. Um die morphologischen und physiologischen Reaktionen von Pflanzengemeinschaften zu verfolgen, haben wir einen Pflanzenscanner (PlantEye F500, Phenospex, Heerlen, Niederlande) genutzt, der die Eigenschaften ganzer Gemeinschaften vermisst in dem er der diese in 3D erfasst und die 3D-Informationen um multispektrale Informationen ergänzt. Wir konnten zeigen, dass Pflanzengemeinschaften kurzfristige Reaktionen auf Landnutzungsmaßnahmen in Bezug auf morphologische und physiologische Eigenschaften zeigen, nicht aber in Bezug auf die Artenzusammensetzung. In dem vorgeschlagenen Projekt werde ich a) den zeitlichen Verlauf der Reaktionen von Pflanzengemeinschaften auf experimentelle Landnutzungsmaßnahmen verfolgen; b) morphologische und physiologische Reaktionen von Pflanzengemeinschaften im ‚common garden‘ und in den REX/LUX-Experimenten vergleichen, um allgemeine Regeln für die Reaktionen von Gemeinschaften auf Landnutzungsänderungen zu generieren; und c) ein Gewächshausexperiment durchführen, um die Reaktionen der Pflanzenmorphologie, -physiologie und des Mikrobioms auf experimentelle Landnutzungsmaßnahmen bei vier ausgewählten Arten zu verfolgen, um abzuschätzen, wie die interspezifische Variation der Reaktionen zu gemeinschaftsweiten Auswirkungen beiträgt. Daher baut das vorgeschlagene Projekt auf den Daten der Biodiversitäts-Exploratorien und von EXClAvE auf, liefert neue Daten für die Biodiversitäts-Exploratorien, ist ein eigenständiger Beitrag zu der Frage, wie sich die Landnutzung auf Ökosysteme auswirkt, und wird zu einem mechanistischen Verständnis der Reaktionen von Gemeinschaften auf Komponenten der Landnutzung beitragen.
Ein erheblicher Teil des Kohlenstoffs im Tundra-Taiga-Ökoton (engl. ‚Tundra Taiga Ecotone‘, TTE) wird als oberirdische Biomasse (engl. ‚Above-Ground Biomass‘, AGB) in Bäumen und Sträuchern durch Photosynthese gespeichert, wobei Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre während der kurzen Wachstumsperiode in hohen Breiten entzogen wird. Dies führt zu geringer Kohlenstoffspeicherung im TTE. Der Klimawandel könnte die Produktivität beeinflussen und Vegetationsmuster verändern. Die Rolle abiotischer Faktoren in der Kohlenstoffspeicherung borealer Wälder ist ungenügend verstanden. Eine Neubewertung der Vegetationsorganisation muss hinsichtlich statischer Modulatoren erfolgen. Topografie, ein wichtiger Faktor für Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit, ist ein statischer abiotischer Faktor, der die lokalen Wachstumsbedingungen beeinflusst. Mit steigenden Temperaturen wird erwartet, dass Niederschlag intensiver und häufiger wird, was zu Wasserstau oder Nährstoffauswaschung an bestimmten topografischen Positionen führen kann und den Rückgang bestimmter Baumarten zur Folge haben könnte. Daher könnte der Klimawandel lokale Reaktionen auf die topografische Position verändern und Wechselwirkungen mit Wetterbedingungen beeinflussen. Die Topografie könnte die Auswirkungen des Klimawandels mildern und anpassungsfähigen Arten zugutekommen, während andere unter veränderten Bedingungen leiden. Das Verständnis der Beziehung zwischen Topografie und Biomasseakkumulation ist entscheidend für die Bewertung der zukünftigen Rolle borealer Wälder im globalen Kohlenstoffhaushalt. Das BToBE-Projekt zielt darauf ab, Wissenslücken hinsichtlich des Einflusses der Topografie auf die Biomasseakkumulation im TTE zu schließen und deren Auswirkungen durch Vorwärtssimulation mit einem prozessbasierten Vegetationsmodell zu bewerten. Die zentrale Hypothese ist, dass sich die Reaktionen der Vegetation auf topografische Bedingungen im TTE aufgrund starker globaler Erwärmung verändert haben. Kürzlich wurden drohnenbasiert 3D-Punktwolken gesammelt, die verarbeitet werden, um Waldbiomasse zu ermitteln. Diese hochauflösenden Referenzdaten erfassen den bioklimatischen Gradienten des TTE, wobei die nördliche Baumgrenze in Niederungen mit Permafrost und im gebirgigen Terrain verläuft. Die drohnenbasierten AGB-Daten werden verwendet, um ein AGB-Modell für das großflächige Ableiten (engl. ‚upscaling‘) mit Landsat- und Sentinel-2-Multispektralsensoren zu entwickeln. Das Ziel ist dreistufig: Erstens sollen die Beziehungen zwischen AGB und Topografie mithilfe von verallgemeinerten additiven Modellen aufgeklärt werden; zweitens soll die Stabilität dieser Abhängigkeiten durch Rekonstruktion langfristiger AGB-Daten aus den vergangenen Jahrzehnten untersucht werden. Dies wird für die Verbesserung und Implementierung des Individuen-basierten und räumlich expliziten borealen Waldvegetationsmodells LAVESI genutzt, zur Ableitung von AGB-Trajektorien im TTE in den kommenden Jahrzehnten.
RECONNECT konzentriert sich auf die Entkopplung der Erhaltung der biologischen Vielfalt von anderen Anliegen an Landschaften und Gesellschaften. Fragmentierung, Konflikt und Entkopplung können institutioneller, ökologischer und sozialer Natur sein. Dies äußert sich in unterbrochenen ökologischen Strömen durch Habitatnetzwerke, in isolierter sektoraler Planung und in pluralen Lebensstilen und Werten - was zu Spannungen zwischen Erhaltungs-, Gerechtigkeits- und Produktionszielen führt. Wir werden mit Stakeholdern zusammenarbeiten, um anhand von vier Fallbeispielen fundiertes Wissen über die Möglichkeiten des Umgangs mit institutionellen, ökologischen und sozialen Grenzen zu gewinnen. Untersuchungsgebiete in Frankreich, Deutschland, Südafrika und Schweden erstrecken sich entlang von Stadt-/Land-Gradienten mit kontrastierenden Arten des Managements von Schutzgebieten und umliegenden Landschaften. Der inter- und transdisziplinäre "Wiederverkopplungs"-Ansatz wird erreicht durch 1) die Entwicklung eines kohärenten Satzes von Instrumenten und Prozessen zur systematischen Identifizierung und Bewertung der Verbindungen zwischen Ökosystemen, gemeinschaftlichen Werten und verschiedenen institutionellen Arrangements; und 2) die Entwicklung von Governance-Modellen und -Praktiken zum Offenlegen und zur Bewältigung von Spannungen sowie zur Verbindung von Menschen und Ökosystemen. Sozial-ökologische System- und Governance-Forscher werden im Arbeitspaket (WP) 1 den sozial-ökologischen Kontext für den Schutz der biologischen Vielfalt bewerten und integrierte Governance-Optionen für die Durchführung wirksamer Erhaltungsmaßnahmen identifizieren. Naturschutzbiologen und funktionelle Ökologen nutzen in WP2 ihre Fähigkeiten in der Modellierung von Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen, um die verschiedenen Dimensionen der funktionellen Konnektivität zu quantifizieren. In WP3 erforschen Landschaftsökologen und Geographen die Werte der Natur und identifizieren Synergien und Bereiche für die Wiedervernetzung. In WP4 versuchen Experten für institutionelle Analyse und Wissenskooperation, verschiedene Bereiche für Zusammenarbeit und Konfliktmanagement zu bewerten. In WP5 führen Experten für Nachhaltigkeitswissenschaften und transdisziplinäre Deliberation die Synthese der Projektergebnisse durch. Spezialisten für Naturschutzpolitik und Kommunikation werden in WP6 die Ergebnisse über einschlägige Kommunikationsplattformen wie PANORAMA und das EU Knowledge Centre for Biodiversity verbreiten. Gemeinsam werden die Arbeitspakete sektorübergreifende Governance in die Umsetzung des Globalen Biodiversitätsrahmens nach 2020 einbringen.
Aquatische Pilze (AF) sorgen für Gesundheit, Funktion und Widerstandsfähigkeit von aquatischen Ökosystemen; doch ist ihre biologische Vielfalt weitgehend unbekannt. AF sind von allen wichtigen Erhaltungsplänen und -strategien unbeachtet und die derzeitigen Schutzgebiete (PAs), z. B. Natura-2000-Netz und Ramsar-Konvention beinhalten keine strategischen Überlegungen zur AF-Vielfalt und -Funktionalität. Dank enormer Fortschritte in der Sequenzierung und des kombinierten transdisziplinären Fachwissens der FUNACTION-Partner werden wir zum ersten Mal Wissen zur taxonomischen, phylogenetischen und funktionellen Vielfalt von AF aufbauen, um AF-fokussierte Strategien für ihre Erhaltung zu entwickeln. FUNACTION wird i) eine paneuropäische Karte der Pilzbiodiversität erstellen, um Muster und Triebkräfte der AF-Vielfalt auf europäischer Ebene zu identifizieren, die für eine datengestützte Erhaltung benötigt werden (WP1; THEME1); ii) die AF-Vielfalt über die verschiedenen räumlich-zeitlichen Skalen in PA vs. Nicht-PA auf ihre Eignung testen und bewerten (taxonomisch, phylogenetisch und funktionell), z.B. die Wirksamkeit beim Schutz der AF-Vielfalt, -Funktionen und -Dienstleistungen (WP2; THEME1,2,3); iii) Aufbau von Wissen und Strategien zur Überwachung (z. B. im Rahmen der Wasserrahmenrichtlinie 2000/60/EG) und Erhaltung von AF (Planung neuer PA im Rahmen der EU Biodiversitätsstrategie für 2030) und der damit verbundenen Ökosystemfunktionen (WP3,4; THEMA1,3) sowie Leitlinien zu deren Ausweitung auf globaler Ebene und iv) Sicherstellung einer effektiven Einbindung, Kommunikation und Informationsweitergabe an die Öffentlichkeit, Interessengruppen (nationale, europäische und globale Manager und politische Entscheidungsträger) und die wissenschaftliche Gemeinschaft (WP5). Die Identifizierung paneuropäischer Muster der AF-Diversität (WP1) in 16 Ländern wird ergänzt durch Datensätze von ca. 500 Standorten aus 26 europäischen Ländern (estnische FunAqua-Projektpartnern). Um eine breite geografische Streuung innerhalb Europas und repräsentative bioklimatische und Umweltgradienten zu gewährleisten, werden Fallstudien in allen Partnerländern (Estland, Deutschland, Italien, Portugal, Schweden und der Schweiz) (WP2) durchgeführt. Unsere Metabarcoding- und Metagenomanalysen erlauben einzigartige Einblicke in die Pilz- und Eukaryontenvielfalt und -funktion, die zusammen mit Klima, Landnutzung und anderen wichtigen Umweltvariablen in harmonisierte Leitlinien und Beispiele für eine wirksame Bewirtschaftungs- und Erhaltungsplanung in Europa eingesetzt werden. Um diese Ziele zu erreichen, fördert FUNACTION (Konsortium transnationaler, interdisziplinärer Experten (incl. IUCN)) den Austausch von Wissen, die Mobilität und Ausbildung der nächsten Generation von Wissenschaftlern und Managern und somit die europäische Kompetenz in diesem Bereich. FUNACTION baut ein effektives, langfristiges Kooperationsnetz zur Bewertung und zum Erhalt der AF-Diversität in Europa auf.
A2.1 Ökohydrologische Flüsse und Prozesse in einem Mischwald-Ökosystem. Wir wollen die Wasser- und Kohlenstoffflüsse in heterogenen Baumbeständen und deren Auswirkung auf die räumlichen Muster der Bodenwasserflüsse analysieren. Dazu untersuchen wir ökohydrologische Prozesse, die Dynamik der Wasseraufnahme durch die Wurzeln, den Saftfluss der Bäume sowie den Zuckertransport im Phloem und dessen Kohlenstoffisotope. Weiterhin analysieren wir die Rückkopplungen auf die räumlich-zeitliche Variabilität und Heterogenität der Bodenfeuchte und deren Einfluss auf die Wassernutzungseffizienz der Bäume und den Zuckertransport im Phloem. A2.2 In-situ Flow-MRI und NMR zur Messung des Wasser- und Phloemzuckertransport. Wir entwickeln eine völlig neuartige Methodik mit kompakten Magnetresonanztomographie (MRT)- / Kernspinresonanz (NMR)- Sensoren, die auf Permanentmagneten basieren. Diese ermöglichen die In-situ-Bildgebung der H2O-Flüsse an Zweigen, ohne diese zu beeinträchtigen, sowie die NMR-Analyse der Wasser- und Phloem-Saftflüsse. Kontinuierliche In-situ-NMR-Messungen des Phloemsaftes erlauben eine neue Dimension der Quantifizierung des integrierten Kohlenstofftransports in Bäumen.
Kalkmagerrasen sind durch traditionelle Landnutzung in europäischen Kulturlandschaften entstanden und gehören zu den artenreichsten Lebensraumtypen. Sie beherbergen viele seltene und stark gefährdete Arten, sind aber heute oft bedroht, vor allem durch Nutzungsaufgabe und Eutrophierung. Restaurierungsmaßnahmen sind daher dringend erforderlich. Allerdings fehlen länderübergreifende Restaurierungsansätze und Bewertungen innerhalb regionaler Restaurierungsprogramme konzentrieren sich meist nur auf Indikatorarten oder Artenvielfalt und ignorieren biotische Interaktionen, Ökosystemfunktionen und den Landschaftskontext. Gerade biotische Interaktionen sind wichtige Indikatoren für den Restaurierungserfolg, da sie oft sensitiver auf Umweltveränderungen reagieren und essentielle Funktionen bestimmen, die zur Stabilisierung von Ökosystemen notwendig sind.In diesem Projekt werden wir biotische Interaktionen über verschiedene trophische Ebenen untersuchen, einschließlich (1) Pflanzen-Boden-, (2) Pflanzen-Bestäuber- und (3) Vogel-Nahrungsressourcen-Interaktionen, in restaurierten und degradierten Kalkmagerrasen, die in unterschiedlichen sozio-ökologischen und landschaftlichen Kontexten in drei Ländern (Deutschland, Spanien und Estland) eingebettet sind. Zusätzlich werden wir Ökosystemfunktionen wie Bodenfunktionen, Bestäubung und Prädation messen. Wir stellen die Hypothese auf, dass im Vergleich zu degradierten Standorten lokale Restaurierungsmaßnahmen auf Magerrasen zu komplexeren und stabileren Interaktionen und verbesserten Ökosystemfunktionen führen werden. Darüber hinaus werden wir untersuchen, ob eine landschaftsbezogene Restaurierung durch Agrarumweltmaßnahmen die lokale Restaurierung durch additive oder synergistische Effekte effektiver machen kann. Wir erwarten, dass Agrarumweltmaßnahmen die Vernetzung von Kalkmagerrasen erhöhen, insbesondere an isolierten Standorten, an denen es keine anderen Kalkmagerrasen in der Umgebung gibt. Darüber hinaus werden wir den sozialen Kontext der Restaurierungsprogramme analysieren und zentrale Akteure identifizieren, die notwendig sind, um lokale und landschaftliche Restaurierungsziele zu erreichen. Dabei werden wir untersuchen, wie soziale Abhängigkeiten biologische Interaktionen als indirekte Faktoren beeinflussen. Um die Ergebnisse dieses Projekts zu synthetisieren, werden wir Metanetzwerke, multifunktionale und sozial-ökologische Netzwerkansätze verwenden, um z.B. Schutzprioritäten und mögliche Zielkonflikte zu identifizieren.
Wir benötigen effiziente Renaturierungsmaßnahmen, um die fortschreitende Verschlechterung der biologischen Vielfalt, der Funktionen und der Dienstleistungen des europäischen Grünlandes durch Nutzungsintensivierung aufzuhalten. Nutzungsextensivierung könnte die einfachste Technik zur Grünlandrenaturierung sein, beruhend auf der Idee, dass die Rückkehr zur Nutzungsintensität eines Referenz-Grünlandsystems zur Wiederherstellung artenreicher Pflanzengemeinschaften, ihrer Funktionen und der Dienstleistungen ausreicht. Allerdings sind die Mechanismen, der Zeitrahmen und das Potenzial der Extensivierung als Restaurierungsmaßnahme unklar. Dies schränkt die Möglichkeiten der politischen Entscheidungsträger ein, zu bestimmen, wann Extensivierung als Instrument zur Renaturierung der Artenvielfalt, Funktion und Ökosystemdienstleistungen von Grünland angemessen ist. Das ReCovFun-Projekt schlägt einen neuen ganzheitlichen Ansatz vor, um diese Wissenslücken zu schließen: i) Identifizierung des Extensivierungspotenzials im Hinblick auf eine ganzheitliche Auswahl von Restaurierungszielen; ii) Untersuchung der Mechanismen, die den Extensivierungseffekten auf die multitrophische Vielfalt, die Funktionen und die Ökosystemdienstleistungen von Grünland zugrunde liegen; und iii) Ausarbeitung von Szenarien und Bewirtschaftungsrichtlinien für den optimalen Nutzen der Extensivierung als Instrument der Grünlandrenaturierung. Vorläufige Ergebnisse zeigen, dass Verschiebungen in den Prozessen des Nährstoffkreislaufs und die damit verbundenen Interaktionen zwischen Pflanzen- und Bodengemeinschaften eine zentrale Rolle für die Auswirkungen der Landnutzung auf Grünlandökosysteme spielen. Das RecovFUN-Projekt untersucht daher die Mechanismen der Extensivierung, indem es die damit verbundenen Veränderungen der Umweltbedingungen quantifiziert, d. h. die Verfügbarkeit von Nährstoffen, Licht und Etablierungsstellen. Dann misst es die Reaktionen der Pflanzen- und mikrobiellen Bodengemeinschaften, ihre funktionellen Merkmale und Interaktionen auf diese Veränderungen und ermittelt die Folgen für den Nährstoffkreislauf im Boden und die Biomasseproduktion. Die neuartigen, standortübergreifenden Experimente (REX, LUX) zur Reduzierung der Grünlandnutzung im Rahmen des Projekts Biodiversity Exploratories (BE) dienen als ideale Plattform zur Bewertung der Extensivierungsmechanismen und ihres Potenzials als Instrument zur Grünlandrenaturierung. Der wesentliche Mehrwert von RecovFun für die aktuellen BE-Ziele liegt in i) seinem Beitrag zum mechanistischen Verständnis der Beziehungen zwischen Landnutzung, Biodiversität und Funktionsweise, ii) der Integration der untersuchten Mechanismen in den soziokulturellen und akteursbezogenen Kontext der Grünlandrenaturierung und iii) den Möglichkeiten der Datensynthese durch die Übertragung etablierter Mechanismen für Pflanzen-Boden-Interaktionen auf andere Organismengruppen und damit verbundene Funktionen und Dienstleistungen.
Die Identifikation stöchiometrischer Beziehungen von Makro- und Mikronährstoffen wird als vielversprechendes Werkzeug gesehen, um das Verhalten von Pflanzen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu verstehen und vorherzusagen. Ökologische Grundlagen legen nahe, dass die Stöchiometrien von Pflanzen, Böden, Mikroorganismen und extrazellulären Enzymaktivitäten verschiedener Elementkreisläufe gekoppelt sind. Die Rhizosphäre ist ein Hotspot solcher Kopplungen. Die Verbindung des Konzepts der ökologischen Stöchiometrie mit morphologischen ober- und unterirdischen Pflanzenmerkmalen in realen Grünlandökosystemen ist noch in der Anfangsphase. PEGasuS will die Interaktionen von 13 Grünlandpflanzenarten, mit verschiedenen ober- und unterirdischen funktionellen Merkmalen entlang des Gradienten der Landnutzungsintensität (LUI), und den Exo-Enzymkinetiken in der Rhizosphäre verstehen und für die Pflanzen- und Mikrobenernährung (C:N:P:S und weitere Bioelemente: Mg, Ca, K, Cu, Mn, Zn, Fe) bewerten. Die Faktoren, die die fünf gekoppelten stöchiometrischen Nischen steuern (Blätter, Wurzeln, Bodenlösung, mikrobielle Biomasse und Exo-Enzymkinetiken in der Rhizosphäre), werden durch die Kombination von gemischten Modellen und informationstheoretischen Ansätzen identifiziert. Trotz ihrer Sensitivität werden enzymatische Substrataffinitäten oder katalytische Effizienzen noch nicht verwendet, um stöchiometrische Beziehungen aufzuklären. Wir werden Enzymreaktionen mit einem erweiterten Michaelis-Menten Ansatz basierend auf nichtlinearen Modellen mit gemischten Effekten ermitteln. Wie der Grad stöchiometrischer Homöostase die Verteilung der Arten und ihre kompetitiven Fähigkeiten in unterschiedlich intensiv bewirtschaftetem Grünland einschränkt und wie Pflanze-Enzym Interaktionen sich nach Reduktion der LUI im Vergleich zu etablierten Referenz-Plots mit langjährig (>10 Jahre) niedrigem LUI verändern, soll mechanistisch geklärt werden. Auf 60 Grünland EPs (45 EPs des etablierten Experimentes REX plus 15 EPs mit niedrigem LUI) und 45 Plots mit reduziertem LUI (RPs) werden wir die stöchiometrischen Strategien hierfür identifizieren. Daten der Biodiversitätsexploratorien zur „Umwelt der Pflanzengemeinschaft“ zusammen mit PEGasuS-Daten zur „Umwelt der Zielpflanzenart“ ermöglichen die Identifikation von Mechanismen, die die Pflanze-Enzym Interaktionen entlang der LUI-Gradienten und ihre Reaktion auf LUI-Reduktion steuern. So werden die Effekte von taxonomischer und funktioneller Pflanzendiversität auf Plot- und Individuum-Niveau als auch von LUI-induzierten Ressourcengradienten auf die Pflanze-Enzym Interaktionen in einem Multielement-stöchiometrischen Ansatz bewertet. Durch die Verbesserung des mechanistischen Verständnisses der Effekte von LUI und LUI-Reduktion auf Ökosystemfunktionen (Kohlenstoff- und Nährstoffumsatz) sowie entsprechender Produktionsfunktion (Futterqualität und -quantität) generiert PEGasuS einen erheblichen Mehrwert für die Biodiversitätsexploratorien.
Die Verschmutzung durch Kunststoffe hat sich zu einer anerkannten Bedrohung für terrestrische Ökosysteme entwickelt. Sobald Kunststoffe in die Umwelt gelangen, kommt es zu einem Abbau, der die Eigenschaften des Plastikmülls verändert (z. B. Sorptionsfähigkeit, Sprödigkeit, Flexibilität), was Auswirkungen auf Pflanzen-Boden-Systeme haben kann. Die Photodegradation kann als einer der häufigsten Prozesse des Kunststoffabbaus weltweit angesehen werden. Dadurch wird Kunststoff spröde und zersplittert in kleine Stücke (Mikroplastik), erhöht seine Sorptionskapazität für Metalle und organische Verbindungen und kann potenziell das Sickerwasser oder gefährliche Chemikalien in den Boden erhöhen. Der Abbau von Mikroplastik kann nicht nur die Bodenfunktionalität und die Struktur von Lebensgemeinschaften verändern, sondern auch die Leistung von Pflanzen, so dass die jüngsten Forschungen, die scheinbar positive Auswirkungen von Mikroplastik auf die Pflanzenproduktivität und die Bodeneigenschaften beschreiben, möglicherweise nur einen Teil der Wahrheit erfassen, da sie nur die Auswirkungen von unberührtem Mikroplastik (bevor es abgebaut wurde) auf Pflanzen-Boden-Systeme berücksichtigen. Das Ziel dieses Projekts ist es zu verstehen, wie abgebautes Mikroplastik (das echte Mikroplastik, das tatsächlich in die Bodenmatrix gelangt) die Pflanzen-Boden-Funktionalität unter Verwendung von Mikrokosmen beeinflusst. Konkret möchte ich i) die Mechanismen entwirren, durch die sich der Abbau von Mikroplastik (Mikroplastik, Form, Polymertyp, Größe und Sickerwasser) auf Pflanzen-Boden-Systeme auswirkt, und ii) die Auswirkungen auf die Struktur der Pflanzengemeinschaften testen, die sie haben können. Um dies zu wissen, werde ich eine Reihe von Experimenten entwickeln, um dies zu untersuchen. Zunächst möchte ich den Abbau von Mikroplastik in Abhängigkeit von der Form des Mikroplastiks (Fasern, Folien, Schäume) und dem Polymertyp (z.B. Polyethylen, Polypropylen) untersuchen. Dann möchte ich die Mechanismen des Mikroplastikabbaus in Abhängigkeit von der Größe des Mikroplastiks und den chemischen Sickerstoffen entschlüsseln, und schließlich möchte ich verstehen, welche Auswirkungen die Form des Mikroplastiks, der Polymertyp, die Größe und die Sickerstoffe auf wichtige Lebensstadien der Pflanzenentwicklung haben. Das heißt, Samenkeimung, Pflanzenwachstum und Pflanzenfitness. Darüber hinaus möchte ich die potenziellen Auswirkungen verstehen, die all dies auf die Konkurrenzfähigkeit von Pflanzenarten haben kann.
Auf Grund ihrer Bedeutung für die Anpassung der Wälder an Umweltänderungen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen ist die Naturverjüngung zu einem Schwerpunkt der ökologischen Waldforschung geworden. Trotz der jüngsten technologischen Entwicklungen bleibt dies eine große Herausforderung. Insbesondere sehr kleine Pflanzen mit einer Höhe von weniger als 1,30 m und entsprechend kleinen Durchmessern sind mit photogrammetrischen Methoden schwer zu identifizieren. Manuelle Inventurmethoden, wie z. B. die klassische Vollinventur sind aber arbeitsintensiv und zu teuer, um sie auf großen Flächen anzuwenden. Das Projekt möchte dazu beitragen, dieses Problem zu lösen, in dem es ein Simulationswerkzeug zur Rekonstruktion von Punktmustern vorstellt und seine Qualität systematisch untersucht. Es basiert auf einem Forschungsansatz der drei Arbeitsschritte umfasst (1) die Erfassung der räumlichen Daten aller Bäume einschließlich der Verjüngung auf einer kleinen Teilfläche (= Referenzfläche), (2) die Erfassung des Oberstandes im gesamten Bestand (=Untersuchungsfläche) und (3) die Rekonstruktion der Verjüngung im gesamten Untersuchungsgebiet, wobei davon ausgegangen wird, dass überall die gleichen Beziehungen zwischen den Bäumen des Oberstandes und der Verjüngung wie in der Referenzfläche bestehen. Dieser Ansatz erlaubt es, die heutigen logistischen Möglichkeiten zu kombinieren: (a) die manuelle Erfassung der Verjüngung auf kleiner Fläche ist machbar, und (b) die Inventur des Oberstandes mit modernen Fernerkundungs- oder photogrammetrischen Methoden ist relativ einfach und weniger arbeitsintensiv. Indem das Projekt einen vorhanden und in den Forstwissenschaften bekannten Datensatz nutzt (Trainingsgrundlage wird der Datensatz des saisonalen tropischen Regenwaldes der Insel Barro Colorado (BCI) in Panama sein), kann es sich auf Schritt (3) beschränken. Ziel ist es systematisch zu untersuchen, welchen Einfluss eine höhere Strukturvielfalt und das Größenverhältnis von Referenz- und Prädiktionsflächen (= die gesamte Untersuchungsfläche) auf die Ergebnisse der Punktmuster-Rekonstruktion von Verjüngungspflanzen (=Unterstand) hat und welche räumlichen Statistiken besonders geeignet sind, diesen Einfluss quantitativ oder qualitativ zu bewerten. Die numerischen Methoden werden in einem dokumentierten R-Skript (bzw. R-Package) als zuverlässiges und effizientes Werkzeug für die Waldökologie und die forstliche Praxis zur Verfügung gestellt.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 62 |
| Europa | 1 |
| Global | 1 |
| Wissenschaft | 20 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 62 |
| License | Count |
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| Offen | 62 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 61 |
| Englisch | 59 |
| Resource type | Count |
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| Webseite | 62 |
| Topic | Count |
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| Boden | 46 |
| Lebewesen und Lebensräume | 61 |
| Luft | 35 |
| Mensch und Umwelt | 62 |
| Wasser | 30 |
| Weitere | 62 |