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Fotos: Thorsten Balke

Wissenschaftliche Projekte und Forschungsvorhaben

Spatial community ecology in highly dynamic landscapes: from island biogeography to metaecosystems [DynaCom]

Projektbeschreibung

In Phasen rapider Umweltveränderungen wird die Dynamik ökologischer Lebensgemeinschaften durch das Zusammenspiel von regionalen Prozessen (Ausbreitung, Kolonisierung) und lokalen Interaktionen (Konkurrenz, Nahrungsbeziehungen, Mutualismen) bestimmt. Dieses Zusammenspiel spiegelt sich in bedeutenden ökologischen Theorien wider, von der Theorie der Inselbiogeographie bis zum rezenten Meta-Ökosystem-Ansatz, die eine große Bandbreite deterministischer und stochastischer Prozesse einbeziehen. Diesem Fortschritt in der Theorie steht ein begrenztes empirisches Verständnis gegenüber, das nicht erlaubt, die Kernaussagen zu lokalen und regionalen Dynamiken von Lebensgemeinschaften zu testen.

Die Motivation für die Forschergruppe DynaCom ergibt sich vor allem aus dem Fehlen einer trait-basierten Nahrungsnetzperspektive im räumlichen Kontext. Es bedarf der Information zu mehreren Trait-Achsen um für trophisch interagierende Organismen Ausbreitung, Ressourcennutzung und Toleranz bei rapiden Umweltveränderungen vorherzusagen. Diese Information soll in ein räumlich strukturiertes Nahrungsnetz (Meta-Nahrungsnetz) integriert werden, geleitet von allometrischen (größenabhängigen) und stöchiometrischen (ressourcennutzungsabhängigen) Konzepten (Ziel 1). Die Teilprojekte decken dabei marine und terrestrische Nahrungsnetzkomponenten (Primärproduzenten, Primärkonsumenten,Prädatoren) ab, um eine hohes Maß der Generalisierung über verschiedene Organismentypen zu erlauben. Daher wurden bereits experimentelle und beobachtende Infrastrukturen im Wattenmeer etabliert, da in dieser Küstenzone terrestrische und marine Nahrungsnetze koexistieren. Außerdem ist das Wattenmeer ein sehr dynamischer Lebensraum, der die Betrachtung existierender Modellvorstellungen außerhalb von Gleichgewichtsbedingungen erlaubt (Ziel 2).

DynaCom wird die Vorhersagen aus der trait-basierten Theorie und Empirie nutzen, um makroökologische Muster auf größeren (bis zu globalen) Skalen zu testen, um eine generalisierte Sicht auf räumliche Gemeinschaftsdynamiken zu etablieren (Ziel 3). Durch die Integration von Ansätzen aus trait-basierter Ökologie und Nahrungsnetzökologie verspricht DynaCom ein umfassendes Verständnis der relativen Rolle von Ausbreitung und lokalen Interaktionen für die Etablierung von Biodiversität und Nahrungsnetzstrukturen in dynamischen Landschaften.


Sprecher

  • Prof. Dr. Helmut Hillebrand, Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg

Teilprojekte

Central Infrastructure and Coordination Project Z: Infrastructure, Sensors, Database/Coordination/Management Aplication

Terrestrial compartments

  • Subproject 1: Trait-based plant metacommunities
  • Subproject 2: Mutualistic metacommunities of plant-fungi symbioses
  • Subproject 3: Trait-based terrestrial consumer metacommunities

Aquatic compartments

  • Subproject 4: Spatial algae-resource dynamics
  • Subproject 5: Trait-based marine consumer metacommunities| 5.1: Invertebrates | 5.2: Fish

Modelling

  • Subproject 6: Modelling hydrodynamics and passive dispersal
  • Subproject 7: Modelling active immigration & emigration

Macroecological Projects

  • Subproject 8: Functional island biogeography of vascular plants
  • Subproject 9: Trait-based spatial community ecology of island birds

Synthesis:

  • Subproject 10: Synthesis of trait-based metafood webs

Project Structure

Project structure of DynaCom. Based on a central infrastructure and
coordination project Z, empirical assessments of terrestrial (green)
and aquatic (blue) compartments of the coastal food web are analysed.
Extension of spatial community dynamics to global patterns is conduc-
ted by two macroecological projects (violet). Integration of trait data
(arrows) is performed via two synthesis subprojects (red) focussing
either on allometric relationships (top-down integration) or on resource
-use constraints (bottom-up constraints). These in turn provide predictions
for global scale patterns.

Projektlaufzeit (1. Phase):            01.01.2019 - 31.12.2021

Beteiligte Institutionen

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg:    

  • Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)
  • Institut für Biologie und Umweltwissenschaften (IBU)

Georg-August-Universität Göttingen:

  • Biologische Fakultät inkl. Psychologie (BIO)
  • Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie (FOR)
  • Fakutät für Agrawissenschaften (AGR)
  • Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät (WIR)

iDiv German Centre for Integrative Biodiversity Research Halle-Jena-Leipzig

  • Gruppe  Biodiversitätstheorie - EcoNetLab
  • Gruppe Physiologische Diversität

National Park Authority, National Park Wadden Sea of Lower Saxony, Wilhelmshaven

Senckenberg

  • Biodiversität und Klima Forschungszentrum, Frankfurt (BiK-F)
  • Senckenberg am Meer, Wilhelmshaven (SaM)

Technische Universität München

  • Forschungsdepartment Ökologie und Ökosystemmanagement

Westfälische Wilhelms-Universität Münster 

  • Institut für Landschaftsökologie
ICBM-Wekcgbmcuazasm5gtebnrwd7zw (sibemfmt.r/y1wgiexinger@stuolh67n.dhqrywertn) (Stand: 16.01.2019)