Waldmodell im UFZ-Visualisierungszentrum. Foto: André Künzelmann/UFZ

Department Ökologische Systemanalyse


Welche Faktoren bestimmen Artzusammensetzung und Biodiversität in Ökosystemen, und was bedeutet das für deren Dynamik, Leistungsfähigkeit und Stabilität? Welche Auswirkungen haben Wandelprozesse? Sind sie verkraftbar oder werden Kipppunkte überschritten? Inwieweit hängt das von den Charakteristika des Ökosystems und der jeweiligen Nutzungsstrategie ab? Welchen Einfluss haben Märkte und Politiken auf Akteursentscheidungen? Hat der resultierende Landnutzungswandel Nebenwirkungen auf Biodiversität und Ökosystemleistungen? Und lassen sich diese durch geeignete Modifikationen oder Begleitmaßnahmen abmildern?

Intakte Ökosysteme sind entscheidend für das Funktionieren von Mensch-Umwelt-Systemen und somit für das menschliche Wohlergehen und eine nachhaltige gesellschaftliche Entwicklung. Ökosysteme sind jedoch ständigem Wandel unterworfen. Inwieweit das ihre Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt und was das für die Gestaltung von Anpassungsstrategien bedeutet, sind komplexe Fragen. Modelle zu entwickeln und mit deren Hilfe diese Fragen zu beantworten, ist Aufgabe des Departments Ökologische Systemanalyse (ÖSA).

Im Rahmen des Fachbereiches Umweltsystemmodellierung entwickeln wir im Department ÖSA mathematische und Simulationsmodelle, um komplexe ökologische und sozial-ökologische Systeme und deren Reaktion auf globale Wandelprozesse zu analysieren. Besonderes Interesse gilt den Auswirkungen von Klima- und Landnutzungswandel auf Struktur, Dynamik, Ökosystemleistungen und Stabilität von terrestrischen, aquatischen und mikrobiellen Ökosystemen. Gleiches gilt für die Auswirkungen von sozialem und institutionellem Wandel auf Mensch-Umwelt-Systeme. Eine Herausforderung dabei ist es, neuartige Möglichkeiten zu finden, Daten zu erheben – etwa mithilfe von Ökotronen, Mesokosmos-Experimenten, Fernerkundung, experimenteller Ökonomik –, um eine neue Generation von theorie-getriebenen daten-basierten (sozial-)ökologischen Modellen zu entwickeln. Das geschieht in enger Kooperation von Modellierern, Ökologen und Sozioökonomen in nationalen und internationalen Verbünden.

Auf diese Weise wird zum einen die Wissensbasis verbessert. Zum anderen schaffen wir modell-basierte Entscheidungshilfen für die Ausgestaltung von nachhaltigen Managementstrategien und Politikoptionen im Zusammenhang mit der Bewältigung des globalen Wandels – der Klimaanpassung, der Energiewende und der Nahrungssicherheitspolitik.