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Drittmittelprojekt

Titel:
Schwerpunktprogramm: Bereich Infrastruktur - Biodiversitäts-Exploratorien (SPP 1374)

Projektleitung an der Universität Würzburg:

Beteiligte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler:

Kurzbeschreibung:
In diesem Projekt befassen wir aus theoretischer Sicht mit einigen grundlegenden Fragen zur Diversität und zum Zusammenhang zwischen Diversität und Ökosystemfunktion. Wir beziehen uns dabei auf das ?neutrale Modell? von Stephen Hubbell, nachdem sich Lebensgemeinschaften (gleicher funktioneller Gruppen) aus unterschiedlichsten Arten zusammensetzen, die aber alle gleich starke Konkurrenten sind. Die Dynamik dieser Gemeinschaften wird demnach allein durch Zufallsprozesse bestimmt.
In einem Teilprojekt haben wir dieses Modell in räumlich expliziter Form installiert, um die Ausbildung räumlicher Muster in Abhängigkeit von charakteristischen Ausbreitungsdistanzen (z.B. von Samen) zu untersuchen. Diese Simulationen liefern uns vor allem zwei interessante Erkenntnisse. (1) Die Ausbreitungsdistanz bestimmt maßgeblich die Ausbildung charakteristischer räumlicher Verteilungsmuster (typische räumliche Ausdehnung und Individuenzahl von ?Clustern?) unabhängig von der Abundanz der Arten ? Häufigkeitsunterschiede zwischen Arten ergeben sich vorrangig durch die Anzahl derartiger Aggregationen. (2) Nach Störungsereignissen stellen sich diese charakteristischen räumlichen Muster immer wieder ein. Dies kann aber deutlich länger dauern als z.B. der Schluss einer Kahlschlagfläche an sich oder die Rückkehr zu früheren Diversitätswerten. Veränderte räumliche Muster könnten deshalb Indiz für auch lang zurückliegende Störungsereignisse sein.
In einem weiteren Teilbereich des Projekt haben wir die Annahme der strikten Neutralität aufgegeben und angenommen, dass Arten an unterschiedliche Habitatbedingungen angepasst sind. Damit haben wir ? nach Entwicklung neuer Simulationsalgorithmen ? untersucht, welcher Zusammenhang sich zwischen Diversität und Ökosystemfunktion (hier Produktivität) einstellt. Unsere Untersuchungen zeigen, dass wir typischerweise einen negativen Zusammenhang zwischen Diversität und Produktivität beobachten sollten. Im Einzelnen wird der Zusammenhang durch die Struktur der Landschaft und die charakteristische Ausbreitungsdistanz der Arten bestimmt.
In einem dritten Teilbereich haben wir uns der Frage gewidmet inwieweit andere Formen von Arteninteraktionen als Konkurrenz die Etablierung von Diversität beeinflussen. Wir konnten dabei zeigen, das Mutualismus als solches zu Instabilität und Verlust von Diversität führen würde, aber zu einen Zuwachs an Produktivität (z.B. Bestäubungserfolg) ? ein stabilisierender Effekt kann allerdings auftreten, wenn die Wirtsarten (z.B. Blütenpflanzen) an sich schon in deutlich abgegrenzten ökologischen Nischen existieren. Anders dagegen antagonistische Interaktionen (z.B. Parasitismus), die grundsätzlich Diversität fördern. Sie führen aber auch zu einem ?Ausweichen? der Wirtsarten in suboptimale Lebensräume (reduzierte Ökosystemfunktion) und begünstigen die Entstehung generalistischer Lebensformen.
Unsere Modelle sind ausdrücklich nicht als Abbild konkreter Lebensgemeinschaften anzusehen. Sie dienen vielmehr dazu, die logische Konsistenz und Plausibilität bestimmter Erklärungsansätze zu überprüfen ? wir können damit z.B. zeigen, dass in primär konkurrenzgeprägten Lebensgemeinschaften ein positiver Zusammenhang zwischen Diversität und Ökosystemfunktion kaum entstehen kann.

Schlagworte:
    Diversität
    Ökosystemfunktion
    Theorie

Laufzeit: von 01.2008 bis 03.2011

Förderinstitution:
DFG