#Theorie, Modellierung & Upscaling #2014 – 2017 #2011 – 2014 #Ökosystemprozesse #Wald #Ökosystemleistungen #Synthese #Statistik #Artenvielfalt #Grünland

Synthese (Kernprojekt)

Kernprojekt – Ökologische Synthese

Projektphase 2011-2017

Grundlegendes und allgemeines Verständnis ökologischer Zusammenhänge kann man nur dadurch erreichen, dass man in einer breiten Perspektive Daten verschiedener Taxa, ökologischer Prozesse und räumlich-zeitlicher Skalen vergleicht und miteinander verknüpft. Eine optimale Herangehensweise für solche ökologischen Synthesen ist, Forschung so zu organisieren, dass verschiedene Daten im Rahmen eines gemeinsamen Untersuchungsdesigns erhoben werden, so dass diese Daten später direkt miteinander verglichen und verknüpft werden können. Ein solches gemeinsames Untersuchungsdesign zu schaffen, und dadurch fundamentale ökologische Synthese zu ermöglichen, war einer der Hauptgründe für die Einrichtung der Biodiversitäts-Exploratorien. Das Synthese-Zentralprojekt ist dafür verantwortlich, dass diese ökologische Synthese realisiert wird.

Abbildung: Das Foto zeigt eine Wiese mit einer Schafherde vor einer Klimamess-Station. Rechts im Bild befinden sich ein Schäfer mit Hunden sowie ein weiterer Mann. Im Hintergrund sind weitere Wiesen sowie Mischwald auf Hügeln zu sehen.

Ziele

Das Projekt hat drei Hauptziele:

1. eine Serie von umfassenden Synthese-Analysen zu den Kernfragen der
Biodiversitäts-Exploratorien, den Zusammenhängen zwischen Landnutzung, Biodiversität und Ökosystemprozessen;

2. eine genauere Untersuchung der wichtigen und nach wie vor schwierigen
Frage, wie man Landnutzungsintensität in Wald und Grünland quantifizieren kann;

3. die Verbreitung des Synthese-Gedankens, und die methodische und inhaltliche Unterstützung von Synthese-Aktivitäten anderer Arbeitsgruppen. Das Syntheseprojekt schafft Synergien und projektübergreifenden Mehrwert, in Übereinstimmung mit den Leitfragen der Biodiversitäts-Exploratorien.

Publikationen

A slow-fast trait continuum at the whole community level in relation to land-use intensification

Neyret M., Le Provost G., Boesing A. L., Schneider F. D., Baulechner D., Bergmann J., de Vries F., Fiore-Donno A. M., Geisen S., Goldmann K., Saifutdinov R., Simons N. K., Tobias J., Zaitsev A., Gossner M. M., Jung K., Kandeler E., Krauss J., Penone C., Schloter M., Schulz S., Staab M., Wolters V., Apostolakis, Birkhofer K., Boch S., Boeddinghaus R. S., Bolliger R., Bonkowski M., Buscot F., Dumack K., Fischer M., Gan H. Y., Heinze J., Hölzel N., John K., Klaus V. H., Kleinebecker T., Marhan S., Müller J., Renner S. C., Rillig M., Schenk N. V., Schöning I., Schrumpf M., Seibold S., Socher S., Solly E., Teuscher M., van Kleunen M., Wubet T., Manning P. (2024): A slow-fast trait continuum at the whole community level in relation to land-use intensification. Nature Communications 15: 1251. doi: 10.1038/s41467-024-45113-5

The supply of multiple ecosystem services requires biodiversity across spatial scales

Le Provost G., Schenk N. V., Penone C., Thiele J., Westphal C., Allan E., Ayasse M., Binkenstein J., Blüthgen N., Boeddinghaus R., Boesing A. L., Bolliger R., Busch V., Fischer M., Frank K., Gossner M. M., Hoelzel N., Jung K., Kandeler E., Klaus V. H., Kleinebecker T., Klötzing T., Leimer S., Marhan S., Morris K., Müller S., Neff F., Neyret M., Oelmann Y., Perović D., Prati D., Rillig M. C., Saiz H., Schäfer D., Schäfer M., Scherer-Lorenzen M., Schloter M., Schöning I., Schrumpf M., Steckel J., , Steffan-Dewenter I., Stempfhuber B., Trumbore S., Tschapka M., Vogt J., Weiner C., Weisser W. W., Wells K., Werner M., Wilcke W., Manning P. (2023): The supply of multiple ecosystem services requires biodiversity across spatial scales. Nature, Ecology & Evolution 7, 236–249. doi: 10.1038/s41559-022-01918-5

Landscape management strategies for multifunctionality and social equity

Neyret M., Peter S., Le Provost G., Boch S., Boesing A. L., Bullock J., Hölzel N., Klaus V. K., Kleinebecker T., Krauss J., Müller J., Müller S., Ammer C., Buscot F., Ehbrecht M., Fischer M., Goldmann K., Jung K., Mehring M., Müller T., Renner S. C., Schall P., Scherer-Lorenzen M., Westphal C., Wubet T., Manning P. (2023): Landscape management strategies for multifunctionality and social equity. Nature Sustainability 6, 391–403. doi: 10.1038/s41893-022-01045-w

National Forest Inventories capture the multifunctionality of managed forests in Germany

Forstinventuren zeigen wie multifunktional wirtschaftlich genutzte Wälder sind

Simons N. K., Felipe-Lucia M. R., Schall P., Ammer C., Bauhus J., Blüthgen N., Boch S., Buscot F., Fischer M., Goldmann K., Gossner M. M., Hänsel F., Jung K., Manning P., Nauss T., Oelmann Y., Pena R., Polle A., Renner S. C., Schloter M., Schöning I., Schulze E.-D., Solly E., Sorkau E., Stempfhuber B., Wubet T., Müller J., Seibold S., Weisser W. W. (2021): National Forest Inventories capture the multifunctionality of managed forests in Germany. Forest Ecosystems 8, 5. doi: 10.1186/s40663-021-00280-5

Contrasting responses of above- and belowground diversity to multiple components of land-use intensity

Le Provost G., Thiele J., Westphal C., Penone C., Allan E., Neyret M., van der Plas F., Ayasse M., Bardgett R., Birkhofer K., Boch S., Bonkowski M., Buscot F., Feldhaar H., Gaulton R., Goldmann K., Gossner M. M., Klaus V., Kleinebecker T., Krauss J., Renner S., Scherreiks P., Sikorski J., Baulechner D., Blüthgen N., Bolliger R., Börschig C., Busch V., Chisté M., Fiore-Donno A. M., Fischer M., Arndt H., Hoelzel N., Jung K., Lange M., Marzini C., Overmann J., Paŝalić E., Perović D., Prati D., Schäfer D., Schöning I., Schrumpf M., Sonnemann I., Steffan-Dewenter I., Tschapka M., Türke M., Vogt J., Wehner K., Weiner C., Weisser W. W., Wells K., Werner M., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Zaitsev A. S., Manning P. (2021): Contrasting responses of above- and belowground diversity to multiple components of land-use intensity. Nature Communications 12:3918. doi: 10.1038/s41467-021-23931-1

Assessing the impact of grassland management on landscape multifunctionality

Neyret M., Fischer M., Allan E., Hölzel N., Klaus V. H., Kleinebecker T., Krauss J., Le Provost G., Peter. S, Schenk N., Simons N.K., van der Plas F., Binkenstein J., Börshig C., Jung K., Prati D., Schäfer M., Schäfer D., Schöning I., Schrumpf M., Tschapka M., Westphal C., Manning P. (2021): Assessing the impact of grassland management on landscape multifunctionality. Ecosystem Services 52: 101366. doi: 10.1016/j.ecoser.2021.101366

Land-use intensity alters networks between biodiversity, ecosystem functions, and services

Felipe-Lucia M. R., Soliveres S., Penone C., Fischer M., Ammer C., Boch S., Boeddinghaus R., Bonkowski M., Buscot F., Fiore-Donno A. M., Frank K., Goldmann K., Gossner M. M., Hölzel N., Jochum M., Kandeler E., Klaus V. H., Kleinebecker T., Leimer S., Manning P., Oelmann Y., Saiz H., Schall P., Schloter M. , Schöning I., Schrumpf M., Solly E. F., Stempfhuber B., Weisser W. W., Wilcke W., Wubet T., Allan E. (2020): Land-use intensity alters networks between biodiversity, ecosystem functions, and services. PNAS 117 (45), 28140-28149. doi: 10.1073/pnas.2016210117

The results of biodiversity–ecosystem functioning experiments are realistic

Jochum M., Fischer M., Isbell F., Roscher C., van der Plas F., Boch S., Boenisch G., Buchmann N., Catford J. A., Cavender-Bares J., Ebeling A., Eisenhauer N., Gleixner G., Hölzel N., Kattge J., Klaus V. H., Kleinebecker T., Lange M., Le Provost G., Meyer S. T., Molina-Venegas R., Mommer L, Oelmann Y., Penone C., Prati D., Reich P. B., Rindisbacher A., Schäfer D., Scheu S., Schmid B., Tilman D., Tscharntke T., Vogel A., Wagg C., Weigelt A., Weisser W. W., Wilcke W., Manning P. (2020): The results of biodiversity–ecosystem functioning experiments are realistic. Nature Ecology & Evolution 4, 1485–1494. doi: /10.1038/s41559-020-1280-9

Towards the development of general rules describing landscape heterogeneity-multifunctionality relationships

Entwicklung allgemeiner Regeln zur Beschreibung von Verhältnissen zwischen Heterogenität und Landschaft Multifunktionalität

van der Plas F., Allan E., Fischer M., Alt F., Arndt H., Binkenstein J., Blaser S., Blüthgen N., Böhm S., Hölzel N., Klaus V. H., Kleinbecker T., Morris K., Oelmann Y., Prati D., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Manning P. (2019): Towards the development of general rules describing landscape heterogeneity-multifunctionality relationships. Journal of Applied Ecology 56 (1), 168-179. doi: 10.1111/1365-2664.13260

Specialisation and diversity of multiple trophic groups are promoted by different forest features

Penone C., Allan E., Soliveres S., Felipe Lucia M., Gossner M. M., Seibold S., Simons N. K., Schall P., van der Plas F., Manning P., Manzanedo R. D., Boch S., Prati D., Ammer C., Bauhus J., Buscot B., Ehbrecht M., Goldmann K., Jung K., Müller J., Müller J. C., Pena R., Polle A., Renner S., Ruess L., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Tschapka M., Weisser W. W., Wubet T., Fischer M. (2019): Specialisation and diversity of multiple trophic groups are promoted by different forest features. Ecology Letters 22 (1), 170-180. doi: 10.1111/ele.13182

Towards an Ecological Trait-data Standard

Schneider F. D., Fichtmüller D., Gossner M. M., Güntsch A., Jochum M., König-Ries B., Le Provost G., Manning P., Ostrowski A., Penone C., Simons N. K. (2019): Towards an Ecological Trait-data Standard. Methods in Ecology and Evolution 10 (12), 2006-2019. doi: 10.1111/2041-210X.13288

Multiple forest attributes underpin the supply of multiple ecosystem services

Verschiedene Eigenschaften von Waldbeständen unterstützen das Angebot multipler Ökosystemleistungen

Felipe-Lucia M. R., Soliveres S., Penone C., Manning P., van der Plas F., Boch S., Prati D., Ammer C., Schall P., Gossner M. M., Bauhus J., Buscot F., Blaser S., Blüthgen N., de Frutos A., Ehbrecht M., Frank K., Goldmann K., Hänsel F., Jung K., Kahl T., Nauss T., Oelmann Y., Pena R., Polle A., Renner S., Schloter M., Schöning I., Schrumpf M., Schulze E.-D., Solly E., Sorkau E., Stempfhuber B., Tschapka M., Weisser W. W., Wubet T., Fischer M., Allan E. (2018): Multiple forest attributes underpin the supply of multiple ecosystem services. Nature Communications 9:4839. doi: 10.1038/s41467-018-07082-4

Redefining ecosystem multifunctionality

Multifunktionalität Ökosystemen

Manning P., van der Plas F., Soliveres S., Allan E., Maestre F. T., Mace G., Whittingham M. J., Fischer M. (2018): Redefining ecosystem multifunctionality. Nature Ecology and Evolution 2, 427-436. doi: 10.1038/s41559-017-0461-7

Intransitive competition is common across five major taxonomic groups and is driven by productivity, competitive rank and functional traits

Soliveres S., Lehmann A., Boch S., Altermatt F., Carrara F., Crowther T. W., Delgado‐Baquerizo M., Kempel A., Maynard D. S., Rillig M. C., Singh B. K., Trivedi P., Allan E. (2018): Intransitive competition is common across five major taxonomic groups and is driven by productivity, competitive rank and functional traits. Journal of Ecology 106 (3), 852–864. doi: 10.1111/1365-2745.12959

Fagus sylvatica seedlings show provenance differentiation rather than adaptation to soil in a transplant experiment

Manzanedo R. D., Schanz F. R., Fischer M., Allan E. (2018): Fagus sylvatica seedlings show provenance differentiation rather than adaptation to soil in a transplant experiment. BMC Ecology 18 (1): 42. doi: 10.1186/s12898-018-0197-5

Locally rare species influence grassland ecosystem multifunctionality

Soliveres S., Manning P., Prati D., Gossner M. M., Alt F., Arndt H., Baumgartner V., Binkenstein J., Birkhofer K., Blaser S., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Buscot F., Diekötter T., Heinze J., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Klein A.-M., Kleinebecker T., Klemmer S., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Oelmann Y., Overmann J., Pašalić E., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Sikorski J., Socher S. A., Solly E., Sonnemann I., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Türke M., Venter P., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Fischer M., Allan E. (2016): Locally rare species influence grassland ecosystem multifunctionality. Phylosophical Transactions of the Royal Society B 371(1694):20150269. doi: 10.1098/rstb.2015.0269

Land-use intensification causes multitrophic homogenisation of grassland communities

Gossner M. M., Lewinsohn T., Kahl T., Grassein F., Boch S., Prati D., Birkhofer K., Renner S. C., Sikorski J., Wubet T., Arndt H., Baumgartner V., Blaser S., Blüthgen N., Börschig C., Buscot F., Diekötter T., Jorge L. R., Jung K., Keyel A. C., Klein A.-M., Klemmer S., Krauss J., Lange M., Müller J., Overmann J., Pašalić E., Penone C., Perović D. J., Purschke O., Schall P., Socher S. A., Sonnemann I., Tschapka M., Tscharntke T., Türke M., Venter P. C., Weiner C. N., Werner M., Wolters V., Wurst S., Westphal C., Fischer M., Weisser W. W., Allan E. (2016): Land-use intensification causes multitrophic homogenisation of grassland communities. Nature 540 (7632), 266–269. doi: 10.1038/nature20575

Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality

Soliveres S., van der Plas F., Manning P., Prati D., Gossner M. M., Renner S. C., Alt F., Arndt H., Baumgartner V., Binkenstein J., Birkhofer K., Blaser S., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Buscot F., Diekötter T., Heinze J., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Kleinebecker T., Klemmer S., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Oelmann Y., Overmann J., Pašalić E., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Sikorski J., Socher S. A., Solly E., Sonnemann I., Sorkau I., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Türke M., Venter P., Weiner C., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Fischer M., Allan E. (2016): Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality. Nature 536, 456–459. doi: 10.1038/nature19092

Land use intensification alters ecosystem multifunctionality via loss of biodiversity and changes to functional composition

Allan E., Manning P., Alt F., Binkenstein J., Blaser S., Blüthgen N., Böhm S., Grassein F., Hölzel N., Klaus V., Kleinebecker T., Morris K. E., Oelmann Y., Prati D., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Fischer M. (2015): Land use intensification alters ecosystem multifunctionality via loss of biodiversity and changes to functional composition. Ecology Letters 18 (8), 834–843. doi: 10.1111/ele.12469

Intransitive competition is widespread in plant communities and maintains their species richness

Soliveres S., Maestre F. T., Ulrich W., Manning P., Boch S., Bowker M., Prati D., Delgado-Baquerizo M., Quero J. L., Schöning I., Gallardo A., Weisser W. W., Müller J., García-Gómez M., Ochoa V., Schulze E.-D., Fischer M., Allan E. (2015): Intransitive competition is widespread in plant communities and maintains their species richness. Ecology Letters 18 (8), 790–798. doi: 10.1111/ele.12456

Grassland management intensification weakens the associations among the diversities of multiple plant and animal taxa

Intensive Landnutzung schwächt die Zusammenhänge zwischen den Artenvielfalten verschiedener Tier- und Pflanzengruppen

Manning P., Gossner M. M., Bossdorf O., Allan E., Zhang Y.-Y., Prati D., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Klein A. M., Kleinbecker T., Krauss J., Lange M., Müller J., Pašalić E., Socher S. A., Tschapka M., Türke M., Weiner C., Werner M., Gockel S., Hemp A., Renner S. C., Wells C., Buscot F., Kalko E. K. V., Linsenmair K.-E., Weisser W. W., Fischer M. (2015): Grassland management intensification weakens the associations among the diversities of multiple plant and animal taxa. Ecology 96 (6), 1492–1501. doi: 10.1890/14-1307.1

Interannual variation in land-use intensity enhances grassland multidiversity

Regelmäßige Änderungen in der Landnutzung erhöhen die Biodiversität im Grünland

Allan E., Bossdorf O., Dormann C. F., Prati D., Gossner M. M., Tscharntke T., Blüthgen N., Bellach M., Birkhofer K., Boch S., Böhm S., Börschig C., Chatzinotas A., Christ S., Daniel R., Diekötter T., Fischer C., Friedl T., Glaser K., Hallmann C., Hodac L., Hölzel N., Jung K., Klein A. M., Klaus V. H., Kleinebecker T., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Nacke H., Pasalic E., Rillig M. C., Rothenwöhrer C., Schall P., Scherber C., Schulze W., Socher S. A., Steckel J., Steffan-Dewenter I., Türke M., Weiner C. N., Werner M., Westphal C., Wolters V., Wubet T., Gockel S., Gorke M., Hemp A., Renner S. C., Schöning I., Pfeiffer S., König-Ries B., Buscot F., Linsenmair K. E., Schulze E. D., Weisser W. W., Fischer M. (2014): Interannual variation in land-use intensity enhances grassland multidiversity. PNAS 111, 308–313. doi: 10.1073/pnas.1312213111

Neue Ergebnisse aus den Biodiversitäts-Exploratorien

Fischer M., Boch S., Allan E. (2014): Neue Ergebnisse aus den Biodiversitäts-Exploratorien. Senckenberg Natur · Forschung · Museum 144 (3/4), 98-101

Die sogenannten Kernprojekte der BE gingen aus dem Projekt zur Flächenauswahl und dem Aufbau der Exploratorien (2006-2008) hervor. Sie stellen seit 2008 die Infrastruktur bereit und erheben für alle Projekte wichtige Basisinformationen zu Landnutzung, Diversität und Ökosystemprozessen (Langzeitmonitoring). Zudem sie koordinieren projektübergreifende Aktivitäten wie etwa verschiedene Grossexperimente.