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Teilprojekt 1

Unser primäres Anliegen in Teilprojekt 1 des BEAM-Projektes ist es – jenseits von der Beschreibung bestimmter Diversitätsmustern – die Mechanismen, die zu ihrer Entstehung führen (können), zu verstehen.  Wir setzen dazu unterschiedliche theoretische Ansätze und Modellierungstechniken ein, um die Plausibilität und den Gültigkeitsbereich unterschiedlicher Erklärungsansätze zu testen. Als Referenz- und Nullmodell beziehen wir uns dabei auf die „neutrale Theorie“ von Hubbell , die wir aber zur Anwendung auf heterogene Landschaften erweitern werden (unter Aufgabe der Neutralitätsannahme) und deren Aussagen wir auch außerhalb von Gleichgewichtszuständen untersuchen werden. Damit entstehen auch Ansätze, den Zusammenhang zwischen Diversität und Ökosystemfunktionen zu modellieren, über den Hubbells Theorie keine Aussagen trifft.


1. Korrelationen in Diversitätsmustern zwischen unterschiedlichen, nicht-interagierenden  funktionellen Gruppen hängen von der Ähnlichkeit in fundamentalen „life-history“ Parametern ab (Lebenserwartung, Fertilität, Ausbreitungspotential, Störungsempfindlichkeit, Nischenspezialisierung).
2. Diversitätsmuster und die Korrelation der Muster für unterschiedliche funktionelle Gruppen unterscheiden sich deutlich in Gleichgewichtsphasen und Nicht-Gleichgewichtsphasen (z.B. nach Störungen, Landschaftsveränderungen, oder während Invasion).
3. Landschaften mit kleinräumiger Habitatdiversität (fine grained) sind durch hohe alpha- und relativ geringe beta-Diversität charakterisiert und werden durch Habitatgeneralisten dominiert. Ökosystemfunktionen werden nicht optimal erfüllt. Gegenteilige Prognosen gelten für Landschaften, die sich durch großräumige Heterogenität aber kleinräumige Homogenität auszeichnen.


Teilprojekt 2 zielt auf die Entwicklung, Evaluierung und Anwendung neuer gitterbasierter, mechanistischer Modelle zur Simulation von Veränderungen der Diversität funktioneller Pflanzentypen im Verlauf von Sukzessionen im Grünland unter Landnutzungseinfluss. Dabei werden in einem bottom-up Ansatz Mechanismen und Prozesse auf kleiner Skala (z.B. Wachstum und Konkurrenz von Individuen) mit Prozessen auf regionaler Ebene (z.B. Ausbreitung, Landnutzung) gekoppelt.


Teilprojekt 2 verläuft in drei Teilschritten:

In 2.1 wird ein individuenbasiertes, räumlich explizites Grünlandmodell auf kleiner Skala entwickelt. In 2.2 wird dieses Modell in ein patch-level Grünlandmodell weiterentwickelt, welches die lokale Dynamik vereinfacht in Form eines ‚State-and-Transition’ Ansatzes beschreibt. In 2.3 wird dieses Modell schließlich mit einem Landschaftsmodell gekoppelt, was die Einbindung regionaler Prozesse erlaubt.

Teilprojekt 3 – Forest diversity and functioning in response to management and herbivory

PIs Prof. Dr. Christian Wirth, Dr. Markus Reichstein


Doc
Ein verbesserter Algorithmus zur Erzeugung von dynamischen neutralen Landschaften durch Spektralsynthese
Chipperfield J. D., Dytham C., Hovestadt T. (2011): An updated algorithm for the generation of dynamic neutral landscapes by spectral synthesis. PLOS One 6(2), e17040. doi:10.1371/journal.pone.0017040
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Approximationsverfahren zur Anwendung kontinuierlicher Ausbreitungsfunktionen in räumlich diskreten Modellen
Chipperfield J. D., Holland E. P., Dytham C., Thomas C. D., Hovestadt T. (2011): A note on the approximation of continuous dispersal kernels in discrete-space models. Methods in Ecology and Evolution 2(6), 668–681. doi: 10.1111/j.2041-210X.2011.00117.x
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Gerstenlauer J. L. K. (2012): Life-history strategies of perennial grassland plants: bet-hedging in time and metapopulation viability in fragmented landscapes. Dissertation, University Jena
Mehr Informationen:  www.db-thueringen.de
Doc
Regeneration und Etablierung von sechs mitteleuropäischen Laubbaumarten in einem „naturnahen“ Kalkbuchenwald im Nationalpark Hainich/ Thüringen
Guse T.(2009): Regeneration und Etablierung von sechs mitteleuropäischen Laubbaumarten in einem „naturnahen“ Kalkbuchenwald im Nationalpark Hainich/ Thüringen. Thesis, University Jena
Doc
Pathways of tree diversity effects on forest dynamics – combining empirical analysis and mechanistic modelling
Holzwarth F. M. (2016): Pathways of tree diversity effects on forest dynamics – combining empirical analysis and mechanistic modelling. Dissertation, University Leipzig
Doc
Entwirrung der Effekte der funktionellen Diversität auf Ökosystemfunktionen mithilfe eines hierarchischen Modells
Holzwarth F., Rüger N., Wirth C. (2015): Taking a closer look: disentangling effects of functional diversity on ecosystem functions with a trait-based model across hierarchy and time. Royal Society Open Science 2:140541. doi: 10.1098/rsos.140541
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Viele Möglichkeiten zu Tode zu kommen – Aufteilung der Mortalitätsdynamiken in einem naturnahen, gemischten Laubwald
Holzwarth, F., Kahl A., Bauhus J., Wirth C. (2013): Many ways to die – partitioning tree mortality dynamics in a near-natural mixed deciduous forest. Journal of Ecology 101 (1), 220–230. doi: 10.1111/1365-2745.12015
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
SpatialDemography: ein räumlich explizites, stufen-strukturiertes, Metagemeinschaftsmodell
Keyel A. C., Gerstenlauer J. L. K., Wiegand K. (2016): SpatialDemography: a spatially explicit, stage-structured, metacommunity model. Ecography 39 (11), 1129–1137. doi: 10.1111/ecog.02295
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Validierung der Verwendung einzigartiger Merkmalskombinationen zur Messung des multivariaten funktionellen Reichtums
Keyel A. C., Wiegand K. (2016): Validating the use of unique trait combinations for measuring multivariate functional richness. Methods in Ecology and Evolution 7 (8), 929–936. doi: 10.1111/2041-210X.12558
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
May F. (2008): Modelling coexistence of plant functional types in grassland communities- the role of above- and below-ground competition. Thesis, University Potsdam
Mehr Informationen:  www.ufz.de
Doc
Understanding the emergence and maintenance of biodiversity in grasslands: linking individual plant responses to community patterns
Weiß L. (2017): Understanding the emergence and maintenance of biodiversity in grasslands: linking individual plant responses to community patterns. Dissertation, University Potsdam
Doc
Die Reaktion simulierter Grasland-Gemeinschaften auf Beweidungsaufgabe
Weiss L., Jeltsch F. (2015): The response of simulated grassland communities to the cessation of grazing. Ecological Modelling 303, 1–11. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2015.02.002
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Diversitätsmuster beweideter Grasländer weisen auf die Isolation halbnatürlicher europäischer Graslandpflanzengemeinschaften hin
Weiss L., Pfestorf H., May F., Körner K., Boch S., Fischer M., Müller J., Prati D., Socher S. A., Jeltsch F. (2014): Grazing response patterns indicate isolation of semi-natural European grasslands. Oikos 123 (5), 599–612. doi: 10.1111/j.1600-0706.2013.00957.x
Mehr Informationen:  doi.org

Projekt in anderen Förderperioden

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Kerstin Wiegand
Projektleiterin
Prof. Dr. Kerstin Wiegand
Prof. Dr. Florian Jeltsch
Projektleiter
Prof. Dr. Florian Jeltsch
Universität Potsdam
PD Dr. Thomas Hovestadt
Mitarbeiter
PD Dr. Thomas Hovestadt
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