BIOFUN: Biodiversität und ökologische Multifunktionalität in anthropogen veränderten aquatischen Ökosystemen

Plattformprojekt – PP2.6

Die Biodiversität in Fließgewässern geht in einem noch nie dagewesenen Ausmaß verloren. Allerdings ist kaum bekannt, ob mit dem Verlust von Arten auch veränderte Funktionalität von Ökosystemen einhergeht. Zur Klärung dieser Fragestellung benötigen wir umfangreiche Kenntnisse über die Rolle von Mikro- und Makroorganismen für die Ökosystemfunktion.

Hintergrund

Der zunehmende Einfluss des Menschen auf limnische Ökosysteme wird das Artensterben und den Rückgang der biologischen Vielfalt weltweit beschleunigen. Solche Verluste können Ökosystemfunktionen, und damit die Bereitstellung von Ökosystemleistungen verändern, auf die der Mensch angewiesen ist. Trotz einer Fülle von theoretischen Konzepten, die die biologische Vielfalt mit der Ökosystemfunktion in Beziehung setzen, ist das empirische Wissen in limnischen Ökosysteme eingeschränkt. Die ist darauf zurückzuführen, dass der Fokus der Forschung zu Diversitäts-Funktions-Beziehungen hauptsächlich auf Makroorganismen lag, während mikrobielle Gemeinschaften kaum untersucht wurden. Folglich bleiben die funktionelle Rolle der Arten und die Auswirkungen ihres Aussterbens auf die Ökosystemfunktionen unklar.

Zielstellung

BIOFUN entwickelt und implementiert einen neuartigen Ansatz, der die biologische Vielfalt mit dem Stoffkreislauf in Nahrungsnetzen verbindet. Die Forschung wird von der Frage geleitet, wie sich der Verlust (Degradation) oder die Zunahme physikalischer Heterogenität (Wiederherstellung) auf Arten und Gemeinschaften, ihre funktionelle Rolle und damit auf das Funktionieren des gesamten Ökosystems auswirkt. Unsere primäre Zielgröße ist die Effizienz, mit der aquatische Konsumenten die Produktivität von Ökosystemen steuern. Diese Zielgröße ermöglicht die Quantifizierung funktioneller Schwellenwerte, die den Übergang von einem erwünschten funktionellen Zustand (z.B. Heterotrophie) zu einem unerwünschten Zustand (z.B. Eutrophierung) beschreiben.

Wirkschema, wie die Hydromorphologie von Fließgewässern deren Biodiversität und Multifunktionalität beeinflusst. (Grafik: Mario Brauns, UFZ)
Wirkschema, wie die Hydromorphologie von Fließgewässern deren Biodiversität und Multifunktionalität beeinflusst.
(Grafik: Mario Brauns, UFZ)

Erwartete Ergebnisse

Ein Großteil unserer Forschung ist in drittfinanzierten Projekten (SFB Resist, RESTOLINK) angesiedelt und beinhaltet groß angelegte Freilandstudien und Mesokosmenexperimente zur Rolle der Hydromorphologie als Treiber der Beziehungen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktion. Zusätzlich dazu analysieren wir das Antwortverhalten von Ökosystemen auf menschliche Stressoren anhand von Datensynthesen. Darauf basierend entwickeln wir ein neuartiges Konzept zur Quantifizierung der Multifunktionalität von Fließgewässern und geben Empfehlungen für Indikatoren zur Bewertung des funktionellen Zustands von Ökosystemen.