Funktionelle Diversität von Pflanzengemeinschaften

Das Jahr 2014, weltweit das wärmste seit Beginn der Aufzeichnungen, war der vorläufige Höhepunkt des fortschreitenden Klimawandels, der massive negative Konsequenzen für die Biodiversität und Ökosystemprozesse hat. Um die Ursachen und Folgen zu verstehen, aber auch um diese vorherzusagen oder mildern zu können, ist es unabdingbar, derzeitige Muster der Biodiversität zu untersuchen und die ökologischen Reaktionen von Gemeinschaften auf Umweltveränderungen wie den Temperaturanstieg zu quantifizieren. Räumliche Gradienten wie zum Beispiel solche entlang von Berghängen, aber auch Wiederbesuche von Flächen, auf denen in der Vergangenheit Vegetationserhebungen stattgefunden haben, stellen langfristige und großskalige Untersuchungssysteme dar, um auf Effekte des Klimawandels auf Ökosysteme zu schließen. Die Vielfalt, die Eigenschaften, die Verteilung und die relative Abundanz funktionellerPflanzenmerkmale in Gemeinschaftensind Indikatoren für Ökosystemfunktionen und für Prozesse, die die Gemeinschaftszusammensetzung beeinflussen. Im Gegensatz zu vegetativen Merkmalen gibt es in diesem Zusammenhang kaum Informationen zu reproduktiven Pflanzenmerkmalen, obwohl diese essentielle Funktionen innerhalb von Ökosystemen vermitteln, wie zum Beispiel die sexuelle Pflanzenreproduktion und die Diversität von Bestäubern. Mit dem geplanten Projekt soll diese Wissenslücke entlang eines Höhengradienten in den österreichischen Alpen geschlossen werden. Die Pflanzenarten von Gemeinschaften, die zwischen 1500 und 2600 m ü.NN liegen, sollen durch vegetative, aber vor allem reproduktive Merkmale wie Morphologie, Phenologie, Duftemission und Farbe charakterisiert werden. Zusätzlich soll die phylogenetische Komposition der Gemeinschaften bestimmt und die Interaktionen zwischen Blüten und Insekten aufgezeichnet werden. Diese umfangreichen Daten erlauben es, Hypothesen bezüglich der Gemeinschaftszusammensetzung, der Verknüpfung von pflanzlicher und tierischer Diversität und den funktionellen Reaktionen von Pflanzengemeinschaften und Interaktionsmustern auf den Klimawandel zu überprüfen. Die angestrebten Ergebnisse und Schlussfolgerungen liefern eine neuartige Sichtweise auf die Gemeinschaftsökologie mit Implikationen für den Klimawandel und dessen Effekte auf die Vulnerabilität von natürlichen Ökosystemen und den Schutz der alpinen Flora und Fauna.

Die vergangenen Jahre, weltweit die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen, waren der vorläufige Höhepunkt einer fortschreitenden Entwicklung, die massive negative Konsequenzen für die Biodiversität und Ökosystemprozesse hat. Um die Ursachen und Folgen zu verstehen, aber auch um diese vorherzusagen oder mildern zu können, ist es unabdingbar, die derzeitige Verteilung der Biodiversität zu untersuchen und die ökologischen Reaktionen von Gemeinschaften auf Umweltveränderungen wie den Temperaturanstieg zu quantifizieren. Räumliche Gradienten wie zum Beispiel solche entlang von Berghängen stellen langfristige und großskalige Untersuchungsgebiete dar, um auf Effekte von zeitlichen Gradienten (z.B. den Klimawandel) auf Ökosysteme zu schließen. Die Diversität, die Eigenschaften, die Verteilung und die relative Abundanz funktioneller Pflanzenmerkmale in Gemeinschaften, die entlang eines Gradienten gelegen sind, liefern Informationen zu Ökosystemfunktionen und zu Prozessen, die die Gemeinschaftszusammensetzung beeinflussen. Im Gegensatz zu Lebenszyklus- und vegetativen Merkmalen gibt es in diesem Zusammenhang kaum Informationen zu reproduktiven Pflanzenmerkmalen, obwohl diese essentielle Funktionen innerhalb von Ökosystemen vermitteln, wie zum Beispiel die sexuelle Pflanzenreproduktion und die Diversität von Bestäubergemeinschaften. In dem Projekt wurde beigetragen, diese Wissenslücke entlang eines Höhengradienten in den österreichischen Alpen geschlossen. Die Pflanzenarten von Gemeinschaften, die zwischen 1200 und 2550 m ü.NN liegen, wurden phenotypisch durch vegetative, aber vor allem reproduktive Merkmale wie Morphologie, Phenologie, Duftemission und Farbe charakterisiert. Zusätzlich wurde die phylogenetische Komposition der Gemeinschaften bestimmt und die Interaktionen zwischen Blüten und Insekten aufgezeichnet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Pflanzen- und Bestäubergemeinschaften stark auf Temperaturunterschiede reagieren, und das auf kleinen uns großen räumlichen Skalen. Zusätzlich konnten wir zeigen, dass auch die Struktur von Blüte-Bestäuber Interaktionen, gemessen als Netzwerk, auf den Temperaturgradient reagiert. Diese Reaktionen sind auf eine Veränderung der funktionellen Zusammensetzung von Pflanzenarten zurückzuführen. Diese Ergebnisse und Schlussfolgerungen liefern eine neuartige Sichtweise auf die Gemeinschaftsökologie mit Implikationen für den Klimawandel und dessen Effekte auf die Vulnerabilität von natürlichen Ökosystemen und den Schutz der alpinen Flora und Fauna.