Ökologische Synthese

Das übergeordnete Ziel des Kernprojekts Synthese besteht darin, durch Synthese-Dienstleistungen und durch Forschung, die sich mit den Leitfragen des Projekts befasst, Synergien innerhalb und außerhalb der Exploratorien zu schaffen. Dazu nutzen wir zwei Elemente:

• Förderung und Unterstützung von Syntheseaktivitäten durch Einzelpersonen oder Gruppen in den Exploratorien durch den Betrieb eines statistischen Helpdesks, die Vermittlung von Synthesetechniken, das Angebot von Workshops sowie die Erstellung und Kuratierung von Synthese-Datensätzen.
• Entwicklung und Unterstützung eines Synthese-Programms zur Koordination und Unterstützung von Arbeitsgruppen, die sich aus Explorers und internationalen Wissenschaftlern zusammensetzen.

Förderung und Beschleunigung von Synthesen innerhalb der Exploratorien

Neben der Entwicklung vorbildlicher Synthesen unter Einsatz modernster Methoden fördern und beschleunigen wir Syntheseaktivitäten anderer Kern- und Partnerprojekte mithilfe der folgenden Instrumente:

• Förderung und Erleichterung neuer Synthesevorschläge, indem wir die Explorers dazu ermutigen, sich mit Synthesefragen auseinanderzusetzen, Wissenslücken und Synergiepotenziale aufzeigen und praktische Ratschläge zur Initiierung und Ausarbeitung eines Synthesevorschlags geben.
• Organisation von Kursen zu Themen und Werkzeugen rund um die Syntheseforschung unter Berücksichtigung der Bedürfnisse der Explorers.
• Harmonisierung von Synthese-Datensätzen durch die Zusammenführung von Daten aus zahlreichen Forschungsprojekten, die für Syntheseanalysen unerlässlich sind. In diesem Bereich arbeiten wir mit dem BExIS-Team und den Dateneigentümern zusammen, um Synthese-Datensätze zu erstellen und zu aktualisieren.
• Bereitstellung eines statistischen Helpdesks in Form von Einzelgesprächen und Gruppenworkshops.

Programm für Syntheseteams

Wir organisieren und unterstützen ein Syntheseprogramm mit bis zu sechs gezielten Syntheseteams, das „Explorers“ mit internationalen Forschern und Projekten zu Themen wie den folgenden vernetzt:

• Auf dem Weg zu einer einheitlichen Landnutzungstheorie
• Erweiterung der Landnutzungsgradienten: Wälder, Grünland und Ackerflächen
• Ökologische Stabilität
• Reaktionen auf den Klimawandel
• Landnutzungsexperimente
• Sozialökologie der Landnutzung im Klimawandel
• Reaktion multitrophischer Nahrungsnetze auf die Intensität der Landnutzung

In den bisherigen Phasen der Biodiversitäts-Exploratorien hat das Kernprojekt Synthese die Synthese innerhalb der Exploratorien gefördert, was zu 84 Synthesevorschlägen geführt hat (Stand: Mai 2026, Abb. 2). Im Laufe der Jahre haben wir mehrere Kurse zu wissenschaftlichem Schreiben, Datenmanagement sowie zu statistischen und ökologischen Themen wie Gemeinschaftszusammensetzung oder funktionellen Merkmalen organisiert. Über unseren Helpdesk-Service haben wir viele Explorers unterstützt, insbesondere Nachwuchswissenschaftler (Masterstudenten:innen und Doktoranden:innen). Schließlich haben wir Synthese-Datensätze zur Biodiversität und zu Ökosystemfunktionen in Wäldern und Grasland zusammengestellt, die in den meisten Synthesevorschlägen verwendet werden.

Wir haben Erkenntnisse zu den zentralen Leitfragen der Exploratorien gewonnen und diese um neue Dimensionen erweitert. Wir haben festgestellt, dass eine Intensivierung der Landnutzung die Vielfalt verschiedener Gruppen verringert (Allan et al. 2014), ihre Wechselbeziehungen verändert (Manning et al. 2015) und Gemeinschaften (Gossner et al. 2016) in Graslandschaften, während das Bild in Wäldern aufgrund der Vielschichtigkeit der Waldbewirtschaftung wesentlich komplexer ist (Penone et al. 2019). Wir haben festgestellt, dass seltene Arten und funktionelle Vielfalt für das Funktionieren wichtig sind (Allan et al. 2015, Soliveres et al. 2016) und dass die Biodiversität auf mehreren trophischen Ebenen die Multifunktionalität in Grasland und Wäldern antreibt (Soliveres et al. 2016b, Felipe-Lucia et al. 2020). Letztendlich sind die Bewirtschaftung von Grasland und die Eigenschaften des Waldes entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Ökosystems (Allan et al. 2015, Felipe-Lucia et al. 2018). Neben der Bewirtschaftung auf Parzellenebene und den Umweltbedingungen haben neuere Arbeiten die Rolle der Landschaftszusammensetzung und -konfiguration für die lokale Biodiversität (Seibold et al. 2019, Le Provost et al. 2021) sowie für die Bereitstellung kultureller und regulierender Ökosystemleistungen (Le Provost et al. 2023) hervorgehoben und einen neuartigen analytischen Rahmen für die Hochskalierung von Ökosystemleistungen auf Landschaftsebene bereitgestellt (Boesing et al. 2026).

Jüngste Arbeiten haben zudem die Auswirkungen der Landnutzung auf andere Aspekte der Biodiversität über die taxonomische Vielfalt hinaus aufgezeigt. Wir haben gezeigt, dass die Intensivierung der Landnutzung in Graslandgebieten einen synchronisierten Ersatz von „langsamen Merkmalen“ durch „schnelle Merkmale“ im Zusammenhang mit der Ressourcenbeschaffung über taxonomische Gruppen hinweg bewirkt (Neyret et al. 2024). Zudem stellten (Heidrich et al. 2023) fest, dass die funktionelle und phylogenetische Vielfalt bei Käfern, Spinnen, Vögeln und Fledermäusen mit der strukturellen Heterogenität des Waldes zunimmt. Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass funktionelle Merkmale den Einfluss der Landnutzung auf die Determinanten der Gemeinschaftsstabilität sowohl innerhalb als auch über trophische Ebenen hinweg in Graslandschaften und Wäldern vermitteln (Sperandii et al. 2025).

Eine weitere Lücke in den Exploratorien betrifft die zeitliche Dynamik der Biodiversität und die Frage, inwiefern diese die räumliche Dynamik bei einer Intensivierung der Landnutzung widerspiegelt. Neuenkamp et al. (2025) zeigten, dass zeitliche Trends der Biodiversität unter intensiverer Landnutzung ähnliche Richtungen verfolgen, jedoch im Vergleich zu räumlichen Trends deutlich schwächer ausfallen, was wahrscheinlich auf die geringeren Schwankungen der Landnutzung im Zeitverlauf und Verzögerungen bei den Reaktionen zurückzuführen ist. Dies deutet darauf hin, dass der in den Exploratorien vorherrschende „Space-for-Time“-Ersatzansatz zwar nützlich ist, die Auswirkungen der Intensivierung jedoch möglicherweise überschätzt.

Die Relevanz des Ansatzes der Exploratorien wurde auch durch einen Vergleich mit zwei der größten und am längsten laufenden Experimente zur Biodiversität in Graslandflächen untermauert: dem Jena-Experiment in Deutschland und BioDIV in den USA. Diese Zusammenarbeit zeigte, dass die in den Versuchsflächen beobachteten Muster der Biodiversität und der Ökosystemfunktionen weitgehend mit denen übereinstimmen, die in den Beobachtungsflächen der Exploratorien festgestellt wurden (Jochum et al. 2020). Es wurden auch neuartige Experimente ins Leben gerufen, um die Mechanismen hinter Biodiversitätsveränderungen sowie potenzielle Bewirtschaftungs- und Renaturierungsstrategien aufzuklären. So führte beispielsweise das Seed Addition and Disturbance Experiment (SADE) zu einer Synthese, die zeigte, dass die Erhöhung des Pflanzenartenreichtums durch Aussaat nur marginale Auswirkungen auf die Ökosystemfunktionen hat (Freitag et al. 2023).

Aktuelle Syntheseansätze erweitern diese Perspektiven noch weiter. Wir haben kürzlich gezeigt, dass sich die Gewinner-Verlierer-Dynamik bei einer Intensivierung der Landnutzung je nach Taxon, trophischer Gruppe und Ökosystem stark unterscheidet (Pinho et al., eingereicht), womit wir über die vorherrschenden Ansätze auf Gemeinschaftsebene hinausgehen, die die Dynamik auf Artenebene außer Acht lassen. Parallel dazu entwickelt die Kernprojekt-Synthese langfristige, verzerrungsbereinigte Klimarekonstruktionen, um die Einbeziehung des anthropogenen Klimawandels (insbesondere extremer Klimaereignisse) in die Leitfragen der Exploratorien zu unterstützen (Benedetti et al., in Vorbereitung). Diese Arbeiten bilden die Grundlage für das Verständnis, wie verschiedene Formen von Klimaextremen und deren Wechselwirkungen mit der Landnutzungsintensität Ökosysteme im Laufe der Zeit umgestalten. Darüber hinaus entwickeln wir einen quantitativen Rahmen, um die Weidekomponente der Landnutzungsintensität im theoretischen Rahmen der Störungsökologie neu zu interpretieren, wobei wir die Weidedauer und die Viehdichte voneinander trennen, um besser zu verstehen, wie verschiedene Störungsregime die Biodiversität und die Ökosystemprozesse in Graslandschaften prägen (Reji Chacko et al., in Vorbereitung).

Mit dem Start der jüngsten Phase haben wir bereits zwei Workshops zur Gründung der Syntheseteams organisiert. Wir werden die Biodiversitäts-Exploratorien weiterhin mit Instrumenten und Fachwissen unterstützen, um die wissenschaftliche Synthese innerhalb und außerhalb des Konsortiums voranzutreiben.