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TreeScape untersucht den Einfluss der durch Nutzungsintensität bedingten Waldstruktur auf die Biodiversität in temperaten Wäldern, um deren Haupttreiber und Mechanismen des Artenschwunds entlang eines Landnutzungsgradienten zu identifizieren und um damit schließlich 3D-Strukturen und Biodiversität in einem einheitlichen Rahmen zusammenzuführen. Dafür analysiert TreeScape die Auswirkung der Geländetopographie (basierend auf LiDAR-Erfassungen, Light-Detection and Ranging), der Vegetationsstruktur, der Pflanzenzusammensetzung und des Landschaftskontextes auf acht taxonomische Gruppen entlang des forstlichen Nutzungsgradienten der Biodiversitätsexploratorien und zweier zusätzlicher Waldgebiete (Nationalpark Bayerischer Wald und Steigerwald).

Um Auswirkungen der Waldstruktur über Artniveau hinaus beschreiben zu können und umfassende Messgrößen der Biodiversität zu integrieren, möchten wir sowohl die stammesgeschichtliche Verwandtschaft als auch die Arteigenschaften von acht ausgewählten taxonomischen Gruppen (Flechten, Pflanzen, Pilze, Wanzen, Käfer, Spinnen, Vögel und Fledermäuse) auf der Basis von bereits publizierten und neu erstellten Stammbäumen und Arteigenschaften erarbeiten.


Innerhalb des letzten Jahrzehnts hat sich die Möglichkeit, das Kronendach mithilfe von LiDAR-Fernerkundungsverfahren zu durchdringen, als hervorragendes Werkzeug zur Quantifizierung verschiedener Komponenten der strukturellen Komplexität in Wäldern etabliert. Aktuelle Systeme und Verarbeitungsalgorithmen ermöglichen die Identifikation einzelner Objekte, wie Bäume oder Totholzobjekte, und können somit von diesen Nischen abhängige Arten berücksichtigen. Parameter, die Heterogenität eines Waldes auf lokaler Ebene beschreiben, können grundsätzlich in drei Gruppen eingeteilt werden: die Pflanzenzusammensetzung des lokalen Habitats, die Heterogenität der Geländeoberfläche und die strukturelle Heterogenität der Vegetation (Physiognomie). Von LiDAR abgeleitete Messgrößen dieser Physiognomie umfassen zum Beispiel die Vegetationshöhe sowie die vertikale und horizontale Heterogenität.


Unser Projekt zielt darauf ab,

  • existierende Daten aus den Biodiversitätsexploratorien für die acht ausgewählten Taxa zusammenzustellen,
  • Unähnlichkeiten basierend auf Verwandtschaft und Arteigenschaften für die acht ausgewählten Taxa (weiter) zu quantifizieren,
  • Variablen der Waldstruktur entlang unterschiedlicher Heterogenitätsmaße mithilfe von LiDAR zu berechnen,
  • wichtige Maße der Heterogenität auf die regionale Landschaft mithilfe von RADAR zu skalieren,
  • den Einfluss der lokalen und regionalen Landschaftsstruktur auf die Biodiversität aufzuklären,
  • und diese Arbeit in zwei weiteren Waldtypen zu erweitern (Nationalpark Bayerischer Wald und Steigerwald), so dass innerhalb des Projekts einzigartige Gradienten der Nutzungsintensität in montanen bis hochmontanen Wäldern und in kollinen Buchenwäldern in Mitteleuropa repräsentiert werden.

 

Kooperationen

Wir möchten eng mit verschiedenen Kernprojekten zusammenarbeiten, insbesondere Botanik (PI Fischer), Arthropoden (PI Weisser/Blüthgen), Messtechnik & Fernerkundung (PI Nauss/Kleinn) und Waldstruktur (PI Ammer). Darüber hinaus möchten wir mit den Projekten Funwood IV, ParaAves und Phylodiv kooperieren. Zusätzlich zu den Biodiversitäts-Eexploratorien werden wir mit dem Nationalpark Bayerischer Wald und dem Lehrstuhl für Terrestrische Ökologie der TU München zusammenarbeiten.


Doc
Bae S., Heidrich L., Levick S. R., Gossner M. M., Seibold S., Weisser W. W., Magdon P., Serebryanyk A., Bässler C., Schäfer D., Schulze E.-D., Doerfler I., Müller J., Jung K., Heurich M., Fischer M., Roth N., Schall P., Boch S., Wöllauer S., Renner S. C., Müller J. (2021): Dispersal ability, trophic position and body size mediate species turnover processes: Insights from a multi‐taxa and multi‐scale approach. Diversity and Distributions 27 (3), 439-453. doi: 10.1111/ddi.13204
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Eine Radarsicht bei der Kartierung der biologischen Vielfalt von Wäldern aus dem Weltraum
Bae S., Levick S. R., Heidrich L., Magdon P., Leutner B. F., Wöllauer S., Serebryanyk A., Nauss T., Krzystek P., Gossner M. M., Schall P., Heibl C., Bässler C., Doerfler I. , Schulze E.-D., Krah F.-S., Culmsee H., Jung K., Heurich M., Fischer M., Seibold S., Thorn S., Gerlach T., Hothorn T., Weisser W. W., Müller J. (2019): Radar vision in the mapping of forest biodiversity from space. Nature Communications 10:4757. doi: 10.1038/s41467-019-12737-x
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Der Einfluss von Heterogenität in Umweltbedingungen auf Artgemeinschaften
Heidrich L. (2021): The effect of environmental heterogeneity on communities. Dissertation, University Würzburg
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Heidrich L., Bae S., Levick S., Seibold S., Weisser W. W., Krzystek P., Magdon P., Nauss T., Schall P., Serebryanyk A., Wöllauer S., Ammer C., Bässler C., Doerfler I., Fischer M., Gossner M. M., Heurich M., Hothorn T., Jung K., Kreft H., Schulze E.-D., Simons N., Thorn S., Müller J. (2020): Heterogeneity–diversity relationships differ between and within trophic levels in temperate forests. Nature Ecology & Evolution 4, 1204–1212. doi: 10.1038/s41559-020-1245-z
Mehr Informationen:  doi.org

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Peter Krzystek
Projektleiter
Prof. Dr. Peter Krzystek
Hochschule München University of Applied Sciences
Dr. Shaun R. Levick
Projektleiter
Dr. Shaun R. Levick
Prof. Dr. Jörg Müller
Projektleiter
Prof. Dr. Jörg Müller
Nationalpark Bayerischer Wald,
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Dr. So-Yeon Bae
Projektleiterin
Dr. So-Yeon Bae
Nationalpark Bayerischer Wald
Lea Heidrich
Mitarbeiterin
Lea Heidrich
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