Forschungsbereich „Biodiversität und Ökosystemfunktionen“

Dieser Forschungsbereich untersucht, welche Auswirkungen der Biodiversitäts­wandel auf die Funktionsweise von Ökosystemen hat. Hauptziel ist es, mehr über die Kontextabhängigkeit der Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen (BEF – Biodiversity-Ecosystem Functioning) über räumliche und zeitliche Dimensionen hinweg zu erfahren. Wissenschaftler bei iDiv untersuchen die funktionalen Konsequenzen der Entstehung von Artengemeinschaften als Antwort auf verschiedene Umweltfaktoren sowie die biotischen Interaktionen innerhalb trophischer Ebenen.


Forschungsfragen

Wie beeinflussen biotische Inter­aktionen BEF-Beziehungen?

Da viele wichtige Ökosystem­funktionen durch die Inter­aktionen zwischen Orga­nismen bestimmt werden, ist für ein mecha­nistisches Verständ­nis von BEF-Bezie­hungen die Analyse bio­tischer Inter­aktionen und Verhaltens­weisen notwendig – innerhalb trophischer Ebenen (horizontale Diversität) sowie zwischen ihnen (vertikale Diversität).
Das Wissen, wie und weshalb sich Gemein­schaften in Hin­blick auf ihre Viel­falt und Zusammen­setzung (Change) sowie auf die Struktur ihrer Nahrungs­netze (Complexity) verändern, ist der Schlüs­sel zu einem Verständ­nis von BEF-Bezie­hungen. Oftmals sind moleku­lare Werk­zeuge notwendig, um die biotischen Inter­aktionen einschließ­lich derer zwischen Mikro­organismen aufzu­decken (Molecular).

Welchen Einfluss hat die Entstehung von Arten­gemein­schaften auf BEF-Beziehungen?

In realen Systemen ist Diver­sität kein unab­hän­giger Faktor, sondern imma­nenter Bestand­teil bei der Ent­stehung von Arten­gemein­schaften und Öko­sys­temen. Um der oben genannten Frage nach­zugehen, kommen Experi­mente und Modelle zum Einsatz, die dabei helfen, die BEF-For­schung auf größere Dimen­sionen zu übertragen.
Während sich der Forschungs­bereich „Biodiversitäts­wandel“ (Change) realis­tische Szena­rien für die entsprech­enden Simula­tionen und Experi­mente bietet, fördert der Forschungs­bereich „Biodi­versität und Komplex­ität“ (Complexity) funktio­nale und demogra­phische Eigen­schaften zu Tage, um die Modelle mit entsprechenden Para­metern zu versehen.

Welchen Einfluss haben Umwelt- und biotischer Kontext auf BEF-Beziehungen, wenn diese von Experi­menten auf ganze Land­schaften übertragen werden?

Um die Erkennt­nisse von Experi­menten auf ganze Land­schaften zu übervtragen und ein Biodiversi­täts-basiertes Manage­ment zu entwickeln, müssen wir die bio­tische Kontakt­abhängig­keit von BEF-Bezie­hungen verstehen. Das erfordert neu­artige Ansätze, die dezen­trale Netz­werke von Beobach­tungs­stationen und Experi­menten, Model­lierung und Remote Sensing kombinieren.
Die Über­tragung von BEF-Bezie­hungen auf die Land­nutzung macht es möglich, Entwick­lungs­ziele für eine positive Zukunft der Biodiver­sität und trans­formativen Wandel zu formu­lieren (Society). Der Forschungs­bereich „Biodiversitätswandel“ (Change) liefert die Theorie, wie sich die bio­logische Viel­falt über verschie­dene Skalen hinweg verändert. Wir unter­stützen diesen Forschungs­bereich, indem wir die Entwick­lung Remote-Sensing-basierter Techno­logien zum Monito­ring der Biodiver­sität voran­treiben.


Key publications

Barnes, A.D., …, Brose, U., …, Ebeling, A., Gauzens, B., Giling, D., Hines, J., …, Ristok, C., …, and Eisenhauer, N. (2020). Biodiversity enhances the multi-trophic control of herbivory. Science Advances 6, DOI: 10.1126/sciadv.abb6603

Medienmitteilung: Mehr Pflanzenvielfalt, weniger Pestizide

Craven, D., M. T. van der Sande, C. Meyer, K. Gerstner, J. M. Bennett, D. P. Giling, J. Hines, Phillips, H.R.P., May, F., Bannar‐Martin, K.H., Chase, J.M. and Keil, P. (2020) A Cross-Scale Assessment of Productivity-Diversity Relationships. Global Ecology and Biogeography 29, DOI: 10.1111/geb.13165

Guerra, C.A., ..., Navarro, L.M., ..., Buscot, F., Cameron, E.K., Cesarz, S., Chatzinotas, A., …, Reitz, T., Rillig, M.C., ..., Weigelt, A., Eisenhauer, N. and Wall D.H. (2021). Tracking, targeting, and conserving soil biodiversity. A monitoring and indicator system can inform policy. Science 371, DOI: 10.1126/science.abd7926

Medienmitteilung: Die Vermessung der unterirdischen Welt

Jochum, M., …, Roscher, C., van der Plas, F., …, Ebeling, A., Eisenhauer, N., …, Kattge, J., ..., Weigelt, A., ..., and Manning, P. (2020). The Results of Biodiversity-Ecosystem Functioning Experiments Are Realistic. Nature Ecology & Evolution, 20, DOI: 10.1038/s41559-020-1280-9

Medienmitteilung: Biodi­versitäts­versuchsflächen auf dem Prüf­stand

Kattge, J., Boenisch, G., Díaz, S., …, > 700 authors, …, and Wirth, C. (2020). TRY plant trait database - enhanced coverage and open access. Global Change Biology 26, DOI: 10.1111/gcb.14904

View media release: TRY-Daten­bank für Pflanzen­eigenschaften hat über eine Milliarde Datensätze vermittelt


LeiterInnen des Forschungsbereichs

Helge Bruelheide (MLU, iDiv)
helge.bruelheide@botanik.uni-halle.de

Nico Eisenhauer (iDiv, UL)
nico.eisenhauer@idiv.de

Markus Reichstein (MPI BGC, FSU, iDiv)
markus.reichstein@bgc-jena.mpg.de

Christian Wirth (UL, MPI BGC, iDiv)
cwirth@uni-leipzig.de

Mitwirkende iDiv-Mitglieder

  • Harald Auge (UFZ, iDiv),
  • Ulrich Brose (iDiv, FSU),
  • François Buscot (UFZ, iDiv),
  • Jonathan Chase (iDiv, MLU),
  • Antonis Chatzinotas (UFZ, iDiv),
  • Walter Durka (UFZ, iDiv),
  • Stanley Harpole (UFZ, iDiv, MLU),
  • Sylvie Herrmann (UFZ, iDiv),
  • Andreas Huth (UFZ, iDiv),
  • Stefan Klotz (UFZ, iDiv),
  • Kirsten Küsel (FSU, iDiv),
  • Miguel Mahecha (MPI-BGC, iDiv),
  • Henrique M. Pereira (iDiv, MLU),
  • Christiane Roscher (UFZ, iDiv),
  • Nadja Rüger (iDiv, UL),
  • Martin Schädler (UFZ, iDiv),
  • Michael Vohland (UL, iDiv),
  • Nicole van Dam (iDiv, FSU),
  • Alexandra Weigelt (UL, iDiv),
  • Tesfaye Wubet (UFZ, iDiv)
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