Exploratories for large-scale and long-term func5onal biodiversity research

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1 Exploratories for large-scale and long-term func5onal biodiversity research Wie hängen Artenvielfalt und die Zusammensetzung von artspezifischen Eigenscha;en bei Mo>en mit der Landnutzung zusammen?

2 Fragestellung Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten der Biodiversität z. B. zwischen der Pflanzenvielfalt und der Vielfalt der Bodenorganismen Einfluss von Biodiversität auf bes5mmte Ökosystemprozesse Biomasseproduk5on, KohlenstoHreislauf, Blütenbestäubung, Abbau von Totholz Auswirkungen von Landnutzung auf Biodiversität und Ökosystemprozesse L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 2

3 5th phase Grünland Wald EP 150 (50 je Gebiet) 150 (50 je Gebiet) MIP 75 (25) 75 (25) VIP 27 (9) 27 (9) L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 3

4 Mitglieder offene Forschungspla^orm für Wissenscha_ler aus ganz Deutschland Phase Projekte 47 PIs/CoPIs 83 Postdocs 48 PhD 77 Technische Mitarbeiter 30 Total ~ L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 4

5 Schoraeide - Chorin Nordöstlich in Deutschland Moränenlandscha_ mit vielen Seen Böden durch Grundwasser beeinflusst UNESCO Biosphärenreservat seit L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 5

6 Hainich - Dün Zentral Deutschland Hügelige Landscha_ Größter Laubwald Deutschlands Na5onal Park und umliegende Landscha_ L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 6

7 Schwäbische Alb Südöstlich in Deutschland kalkhal5ges Karstgebirge UNESCO Biosphärenreservat seit L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 7

8 Gradient der Landnutzung Die volle Spanne der Landnutzungsintensität wird in allen Regionen abgedeckt Grünland: Beweidung, Mahd und Düngung Wald: Ungenutzte Wälder, Plenterwälder und Altersklassenwälder Unterscheidung in Alter und Baumzusammensetzung L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 8

9 Landnutzung Indizes Grünland: LUI i = B i /B R + M i /M R + D i /D R Wald: ForMI = Iharv + Inonat + Idwcut B Beweidung M Mahd D Düngung Iharv Anteil Abholzung Inonat Anteil nicht natürlicher Bäume Idwcut Anteil Totholz mit sichtbaren Schninen L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 9

10 Organisa5on 1 The Biodiversity Exploratories Core-Projects Biodiversity Exploratory Office BEO 2 Schwäbische Alb Local Management Teams Hainich-Dün SchorWeide-Chorin 3 Instrumenta5on & Remote Sensing 4 Central Data Management BExIS Plants Forest structure Arthropods Microorganisms Soils 10 Theory & Modeling Contribu5ng projects L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 10

11 BExIS 1059 Metadatensätze 961 Datensätze Variablen davon einmalig ~ 51 Mio Datenzeilen ~ 48 Mio Klimadaten Externe Anfragen Anfrage über Gastzugang ans BEO Zugriff in BExIS auf alle Metadatensätze Anfrage über externe Datenkoopera5on ans BEO ~ 4000 Downloads in der letzten Phase ~ 530 registrierte Nutzer L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 11

12 L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 12

13 Stabilität Rel. Konstanz von Popula5onen oder deren Ökosystemfunk,onen über lange Zeiträume Funktion (z.b. Bestäubung...) L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels Zeit

14 Vielfalt und Stabilität MERCK 60 x σ x σ x J 2001 J J J J J 05 Variationskoeffizient: σ x CV = = 38% x 2006 J J J J J 2011 J 2012 J 2013 J Eröffnungswerte an jedem Monatsbeginn Quelle: h>p://de.finance.yahoo.com L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 14

15 Vielfalt und Stabilität 120 Vielfalt stabilisiert: Der Porrolio Effekt MERCK ADIDAS FRESENIUS LUFTHANSA CV 38% 42% 37% 33% CV DAX 25% Punkte J 2001 J J J J J J J J J J 2011 J 2012 J 2013 J L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 15 σ CV = x x

16 Stabilität CV tot = 10% Abundance Time L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 16 Redundanz x σ x σ x σ x CV i = x CV i = 37% see Doak et al. (1998) Am Nat, Tilman et al. (1998) Am Nat

17 Pflanzen - Grünland X X X X X X Pflanzen Wald X X X X Arthropoden Grünland X X X X X X Arthropoden Wald X X X X X Fledermäuse X X X X X Vögel X X X X X X L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 17

18 Ergebnisse L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 18

19 Ergebnisse Vögel Zahl singender Männchen Wiesen/Weiden Stabilität (CV ges -1 ) Eine Wiese CV i = Arten CV ges =0.40 Fledermäuse Flugak5vität Eine Waldfläche 4 Arten CV ges =0.89 CV i = Wälder Stabilität (CV ges -1 ) Landnutzungs-Intensität Landnutzungs-Intensität L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 19

20 Diversity and trait composi5on of moths respond to land-use intensifica5on in grasslands: generalists replace specialists in Biodiversity and Conservaeon Jule Mangels, Konrad Fiedler, Florian Dirk Schneider, Nico Blüthgen Hängt die Artzusammensetzung von Mo>en im Grünland von der Art der Landnutzung ab? Ist die Abundanz auf stark genutzten Flächen niedriger? Wie ändert sich das Verhältnis von Generalisten und Spezialisten mit der Landnutzungsintensität? L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 20

21 Generalisten vs. Spezialisten Phragmatobia fuliginosa Perizoma blandiata L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 21 bivol5n Verschiedene Kräuter Generalisten: Größere Nischenbreite Bessere Anpassung an Veränderung Neubesiedelung nach lokaler Ausronung univol5n Euprasia Die durchschninliche Nischenbreite von Schmenerlingen nimmt mit dem Grad an Störung zu 1 1 Kitahara, M. et al., Popul. Ecol

22 Sammelmethode Mai Juni Juli August Schoraeide (n = 8) X X Hainich (n = 9) X X X X Alb (n = 9) X X X X Mai August 2014 Lichoallen Individuen (469 Arten, 26 Familien) Typische Grasland Arten: Individuen (178 Arten, 14 Familien) Life-history traits: Spezialisierungsgrad der Larven, Körpergröße, Reproduktionszyklus, geografische Verbreitung in Europa, Gefährdungsgrad L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 22

23 Artzusammensetzung (a) All regions (b) Alb CAP2 (25.7 %) Alb Mowing Hainich Schorfheide Center of each region Fertilization LUI Grazing** 0 CAP2 (24 %) Mowing Grazing LUI** Fertilization (c) CAP1 (39.6 %) Hainich (d) CAP1 (41.2 %) Schorfheide CAP2 (25.7 %) LUI* Mowing Fertilization Grazing 0 1 CAP2 (13.2 %) Mowing Grazing* LUI CAP1 (40.1 %) L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels CAP1 (80.1 %)

24 Diversität Diversity (a) ALB HAI SCH (b) (c) (d) ungrazed grazed unmown mown unfertilized fertilized Abundance (e) LUI (n.s.) (f) (g) 40 ** (h) ungrazed grazed unmown mown unfertilized fertilized Species richness (i) LUI (n.s.) (j) 10 ungrazed grazed (k) 10 ** unmown mown (l) unfertilized fertilized LUI (n.s.) L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 24 Das Residuen-Model bereinigt temperaturabhängige und saisonale Variabilität

25 Nischenbreite Feeding niche (a) ALB SCH HEG LUI (*) (b) 0.4 (c) 0.4 * (d) 0.4 ** ungrazed grazed unmown mown unfertilized fertilized L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 25

26 Zusammenfassung Hängt die Artzusammensetzung von Mo>en im Grünland von Ja! Haupoaktor Beweidung der Art der Landnutzung ab? Ist die Abundanz auf stark genutzten Flächen niedriger? Ja! Haupoaktor Mahd Wie ändert sich das Verhältnis von Generalisten und Spezialisten mit der Landnutzungsintensität? Ja! Haupoaktor Mahd, Düngung L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 26

27 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!!! L-TER D Tagung 2017 Jule Mangels 27