1,721,038 research outputs found
Alpine Waldgrenzen im Klimawandel – Wie sind die heterogenen Reaktionsmuster zu erklären?
No full textDie klimatischen Waldgrenzen in den Hochgebirgen der Erde sind wärmemangelbedingte Höhengrenzen, die sich im Zuge des Klimawandels in höhere Lagen verschieben werden, sofern nicht-thermische Standortsfaktoren dies nicht verhindern. Empirische Untersuchungen aus vielen Hochgebirgen zeigen bisher einen Anstieg, in vielen Fällen jedoch auch eine weitgehende Persistenz dieser Höhengrenzen. Die heterogenen Reaktionsmuster lassen sich grob nach Waldgrenztypen und –formen gliedern, eine hohe Responsvariabilität weisen jedoch auch physiognomisch vergleichbare Formen wie diffuse Waldgrenzen oder solche mit Krummholzgürtel auf. Zur Erklärung müssen die vielfältigen Interaktionen zwischen der Klimaerwärmung als globale/regionale Einflussgröße und den Komplexen der abiotischen und biotischen Standortsfaktoren sowie anthropogener Einflüsse bzw. deren Wechselwirkungen auf lokaler Ebene herangezogen werden.
Alpine treelines under climate change - How to explain heterogeneous response patterns? Climatic treelines in the world’s high mountains are altitudinal limits caused by heat deficiency. They will shift to higher elevations in the course of climate change, unless not prevented by non-thermal site factors. Empirical studies from many high mountain ranges have so far shown a treeline advance, but in many cases also a distinct persistence of treeline elevations. These heterogeneous response patterns can be roughly classified according to treeline types and forms, however, physiognomically comparable treeline forms such as diffuse treelines or those with a krummholz belt still show high response variability. In order to explain inconsistent response patterns, many-faceted interactions between global warming as a global/regional input variable and the complexes of abiotic and biotic site factors as well as anthropogenic influences and their interrelationships at the local level have to be analyse
Decreasing nutrient concentrations in soils and trees with increasing elevation across a treeline ecotone in Rolwaling Himal, Nepal
No full textAt a global scale, tree growth in alpine treeline ecotones is limited by low temperatures. At a local scale, however, tree growth at its upper limit depends on multiple interactions of influencing factors and mechanisms. The aim of our research was to understand local scale effects of soil properties and nutrient cycling on tree growth limitation, and their interactions with other abiotic and biotic factors in a near-natural Himalayan treeline ecotone. Soil samples of different soil horizons, litter, decomposition layers, and foliage samples of standing biomass were collected in four altitudinal zones along three slopes, and were analysed for exchangeable cations and nutrient concentrations, respectively. Additionally, soil and air temperature, soil moisture, precipitation, and tree physiognomy patterns were evaluated. Both soil nutrients and foliar macronutrient concentrations of nitrogen (N), magnesium (Mg), potassium (K), and foliar phosphorus (P) decrease significantly with elevation. Foliar manganese (Mn) concentrations, by contrast, are extraordinarily high at high elevation sites. Potential constraining factors on tree growth were identified using multivariate statistical approaches. We propose that tree growth, treeline position and vegetation composition are affected by nutrient limitation, which in turn, is governed by low soil temperatures and influenced by soil moisture conditions
Globale Klima- und Gletscherveränderungen im Pleistozän und Holozän
No full textIn den vergangenen 2,6 Mio. Jahren des Pleistozäns und Holozäns erlebte die Erde eine Fülle von teils drastischen Klima- und Umweltveränderungen, die sich sehr deutlich in Änderungen der Kryosphäre, mit dem Auf- und Abbau von Gebirgsgletschern und kontinentalen Inlandeismassen, widerspiegeln. Mit vertikalen Verschiebungen von Höhenstufen reagierten vor allem Hochgebirge sehr sensitiv auf diese Veränderungen. Diese komplexe Entwicklung ist durch die Analyse von z.B. Gletscherschwankungen, Eisbohrkernen, marinen Bohrkernen, Pollen, Seesedimenten und Lössablagerungen mit Verwitterungshorizonten (Paläoböden) bekannt
Geodiversity and biodiversity in the Himalaya region: Quantifying spatial patterns and exploring linkages
No full textGeodiversity is the term that describes the variability of Earth's surface materials, forms, and physical processes. Conservation of geodiversity has become increasingly significant in recent decades since it has become apparent that geodiversity provides the abiotic preconditions for habitat development and maintenance and has a considerable influence on biodiversity. The Himalaya is one of the mountain systems showing the highest levels of geodiversity and biodiversity. The hypothesis for this research to be tested is that 'geodiversity can be a useful surrogate for biodiversity information in the Himalaya mountain system.' Jammu and Kashmir (J&K) and Sikkim, located in the subtropical western Himalaya and humid eastern Himalaya respectively, have been selected as two study areas within this global hotspot of biodiversity. To prove the hypothesis, the first approach of this research was to explore the geodiversity of Sikkim, J&K, and the Himalaya mountain systems, using topographical, pedological and climatological information, and to analyse the importance of geodiversity in the context of climate change and future conservation of natural resources. Quantification of geodiversity was followed by different methodologies in System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA) open-source software. I used fuzzy logic to produce geodiversity information and a species richness map. A detailed database on species (flora) richness has been drawn from several studies. The total number of species in Sikkim is 5,087(in 7,096 km2), and in J&K, it is 5,656 (in 1,38,992 km2). The number of families is 245 in Sikkim and 266 in J&K, and the number of genera is 1,489 in Sikkim and 1,537 in J&K. The most dominant families in Sikkim are Asteraceae, Cyperaceae, Leguminosae, Rubiaceae, Rosaceae, Scrophulariaceae, Primulaceae, Gentianaceae, Euphorbiaceae, Ranunculaceae, and Lauraceae and the most dominant families in J&K are Asteraceae, Poaceae, Fabaceae, Cruciferae, Rosaceae, Labiatae, Cyperaceae, Ranunculaceae, Boraginaceae, and Caryophyllaceae.
The highest number of species (around 1,864 to 2,146 species) in Sikkim is at an elevation between 1,000 to 2,500 m above sea level (asl). The highest species richness (around 1,000 to 1,800 species) in J&K is at an altitude between 1,500 to 4,000 m asl. The subtropical forest and tropical broadleaved forest vegetation zones have the richest species diversity (more than 1,600 species) in Sikkim. The number of species in J&K is less than 200 in the subtropical forest.
Multiple regression analysis between species richness and other abiotic predictors showed very little difference in results for Sikkim and J&K. The generalised linear model (GLM) found that 68% and 67.6% of species richness can be predicted from the abiotic variables for Sikkim and J&K, respectively. The generalised additive model (GAM) with smoother function shows better results than does GLM, and the deviance explained in the model is 69.8% in Sikkim and 66.9% in J&K. The model also found that temperature and slope (inclination) are the significant predictors in Sikkim, and precipitation and slope (inclination) are the most noteworthy variables in J&K. Model accuracy was evaluated using threshold-independent (Area Under the Curve) measures. The GLM and GAM models in the study areas showed a lesser model prediction error than the geodiversity vs. species richness model, and GAM was the most suitable model for prediction.
The quantified geodiversity index (GI) was 0.01–0.32 in Sikkim and 0–0.16 in J&K. The GI in the Himalaya range is 0.01–0.18, in which Sikkim has a relatively higher GI (0.05–0.18) than does J&K (0.01–0.12). This difference of geodiversity proves that hotspots in the eastern Himalaya have greater geodiversity than those in the western Himalaya. Lower elevation areas in Sikkim show low to moderate geodiversity, and temperate broadleaved forest and subalpine forest areas have high to very high GI (0.17–0.32). Vegetation cover in Kashmir Valley which has low geodiversity has low species richness. High to very high GI (0.08–0.16) and species richness exist in sub-alpine, and temperate zones in J&K. Moderate geodiversity in some parts of the Jammu division correlates with very high and medium species richness. Potential species richness compares the actual differences of the number of species per km2 in both study areas, which shows higher richness in Sikkim than in J&K. Quantified geodiversity and species richness showed a positive relationship accurately, which proves geodiversity information can surrogate biodiversity information for the Himalaya. The present method to measure geodiversity using widely available data has the potential to be used as a conservation planning tool even in remote areas such as the Himalaya
Promoting sustainable livelihoods and climate change adaptation through Ecotourism: A case study of Darma Valley in the Indian Himalayan Region
No full textSensitivität und Reaktion alpiner Waldgrenzen auf den Klimawandel - Erkenntnisse von einer Krummholz-Waldgrenze im Rolwaling Himal, Nepal
No full textMountain forests cover large parts of mountainous regions on Earth and represent signifi-cant natural resources from both socio-economic and ecological perspectives. Mountains of the world, including the Himalaya, belong to the regions that have been most affected by climate change. Alpine treeline ecotones mark the transition from the uppermost occurrences of contiguous forests to a treeless area, i.e. the transition from upper subalpine forest via the treeline to alpine vegetation. At a global scale, insufficient temperatures during the growing season result in growth limitations that determine the elevation of natural alpine treelines. However, treeline positions, spatial patterns and dynamics depend on a multitude of environmental factors and ecological interactions at landscape and local scales. It is assumed that temperature increases due to climate change cause treelines to advance to higher elevations. However, empirical studies of diverse mountain ranges have yielded evidence of both advancing alpine treelines as well as rather insignificant responses. The reasons for this discrepancy are not well understood.
To address research deficits in global-change-related treeline dynamics, we applied a land-scape approach that derives from the pattern-process paradigm in landscape ecology and hierarchy theory in ecology. The overall objective was to analyse the sensitivity and response of the investigated treeline ecotone to climate change. We collected extensive samples of vegetation and environmental variables in the near-natural treeline ecotone of the Rolwaling valley in east-central Nepal. Based on these data, we analysed population structures and regeneration patterns, investigated population density-environment relationships and correlated tree growth with climate in order to assess the treeline’s sensitivity to climate warming.
Based on detailed tree population data and tree-ring data as well as analysed interactions of vegetation and their environmental relationships, this thesis contributes novel findings on the sensitivity and response of Himalayan treelines to climate warming, enhancing the present understanding of treeline ecology in general and of the significance of climate-change-induced effects.Bergwälder von hoher sozioökonomischer und ökologischer Bedeutung bedecken große Teile der Gebirgsregionen auf der Erde. Diese Regionen, einschließlich des Himalayas, sind neben den höheren Breiten am stärksten vom Klimawandel betroffen. Waldgrenzökotone stellen den Übergang von den obersten Vorkommen subalpiner Wälder über die Baumgrenze bis hin zur baumfreien alpinen Vegetation dar. Auf globaler Ebene führen unzureichende Temperaturen während der Vegetationsperiode zu Wachstumsbeschränkungen, die die Höhenlage der natürlichen alpinen Waldgrenze bestimmen. Jedoch sind Waldgrenzen, ihre räumlichen Muster und ihre Dynamik auf kleineren räumlichen Ebenen, zum Beispiel auf der Landschaftsebene und der lokalen Ebene, von einer Vielzahl weiterer Umweltfaktoren und von ökologischen Wechselwirkungen abhängig. Es wird generell angenommen, dass sich alpine Waldgrenzen infolge des Klimawandels in höhere Lagen verschieben. Empirische Untersuchungen in verschiedenen Gebirgszügen haben jedoch Hinweise sowohl auf einen Anstieg alpiner Waldgrenzen als auch auf die Persistenz dieser Höhengrenzen ergeben. Die Gründe für diese Diskrepanz sind bisher unzureichend erforscht.
Um entsprechende Forschungsdefizite abzubauen, haben wir einen landschaftsökologischen Ansatz angewendet, der aus dem Raummuster-Prozess-Paradigma der Landschaftsökologie und der Hierarchie-Theorie der Ökologie abgeleitet ist. Das übergeordnete Ziel bestand darin, die Sensitivität und Reaktion des untersuchten Waldgrenzökotons auf den Klimawandel zu analysieren. Wir haben umfangreiches Datenmaterial zu Vegetations- und Umweltvariablen im naturnahen Waldgrenzökoton des Rolwaling-Tales im östlichen Zentral-Nepal erstmalig erhoben. Auf dieser Grundlage konnten Populationsstrukturen und Verjüngungsmuster erfasst, Zusammenhänge zwischen Populationsdichten und Standortfaktoren untersucht und Korrelationen zwischen Baumwachstum und Klima ermittelt werden. Die Ergebnisse ermöglichten weitreichende Schlussfolgerungen hinsichtlich der Empfindlichkeit der Baumgrenze gegenüber der Klimaerwärmung.
Auf der Grundlage detaillierter Daten zu Baumpopulationen und Jahrringen und durch die Analyse von Vegetation-Standort-Interaktionen liefert diese Arbeit neue Erkenntnisse zu Sensitivität und Reaktion von Himalaya-Waldgrenzen im Zuge des Klimawandels und trägt zu einem besseren Verständnis der Ökologie von Waldgrenzen im Allgemeinen und der Signifikanz von Auswirkungen des Klimawandels bei
Die Karakorum-Anomalie
No full textInzwischen gibt es eine Fülle von Hinweisen, die darauf hindeuten, dass im Gegensatz zu den anderen Gletscherregionen weltweit die Massenbilanzen im Karakorum in Teilen ausgeglichen bis leicht positiv sind. Die Beobachtungen zeigen aber auch eine größere regionale Ausdehnung dieser Anomalie, welche sich über den westlichen Kunlun Schan und das östliche Pamir erstreckt, während im Karakorum vor allem der zentrale Bereich westlich des Baltorogletschers bis in das Hunzatal und im Norden bis in das Shimshal- und Shaksgamtal positivere Massenbilanzen zeigt. Zurückgeführt wird dieses unterschiedliche Verhalten der Gletscher seit mindestens 1970 auf niedrigere Sommertemperaturen und einen Anstieg des Niederschlags, wobei diese Entwicklung bis in die Gegenwart reicht. Zudem gibt es Hinweise, dass diese klimatischen Parameter auch durch die Änderung der Landnutzung, welche maßgeblich die Verdunstung beeinflusst, verändert werden könnten. Auffallend ist auch eine starke Konzentration von schnellen Gletschervorstößen (Surges) vor allem im Karakorum, wobei bisher noch kein schlüssiger Zusammenhang zur klimatischen Entwicklung gefunden werden konnte. Für die Zukunft wird vermutet, dass die Folgen der Klimaentwicklung auch vor diesen Regionen zwischen Pamir und Kunlun Schan nicht haltmachen und die Gletscher mittelfristig negative Massenbilanzen aufweisen werden, wenngleich vielleicht weniger negativ als in den angrenzenden Gebieten
Entwicklung von Weidekapazitäten im Naryn Oblast, Kirgistan, unter Einfluss von postsowjetischen Transformationsprozessen : Auswirkungen von Beweidung auf Vegetation und Böden
No full textRangelands, which occupy around 40% of the global land area, can be perceived as socioecologicalsystems, representing the heritage of centuries-old pastoral cultures, and
containing a great variety of species. Large parts of those rangelands are increasingly
affected by far-reaching degradation processes. In order to develop sustainable
management strategies, a better understanding of complex pastoral ecosystems and its
utilization regimes is indispensable. The cumulative dissertation thesis presented here
seeks to improve knowledge and understanding through the analysis of ecological aspects in the context of grazing intensity in Kyrgyzstan. The main focus lies on the investigation of soil and vegetation parameters along a grazing gradient.
During the post-Soviet era, the Kyrgyz Republic was subjected to far-reaching political
and economic transformations with various social and commercial restrictions, especially
for communities on the local level. Today, most households maintain animal husbandry to
sustain their livelihoods. Traditional pasture practices, however, such as annual migratory
livestock movements are no longer followed due to high costs and a lack of infrastructure.
As a consequence, large parts of the rangelands, in particular winter pastures close to
settlements, exceed their carrying capacity and undergo degradation processes. In the
light of the above, this PhD thesis aims at providing an ecological assessment as well as
an evaluation of the future availability of pastoral resources of Kyrgyz high-mountain
pastures in the Naryn Oblast.
Based on the first-time recorded data within the Kara-Kujur valley as part of the Naryn
Oblast, the largest and most important Kyrgyz Oblast concerning agriculture, the impact
of grazing intensity on different aspects such as soil parameters, vegetation structure,
amount of biomass, functional plant traits and biodiversity has been analyzed. Based on
our investigations we were able to demonstrate that the intensive use of winter pastures is reflected edaphically by higher pH values and lower contents of organic matter. By
contrast, the soils of summer pastures are richer in nutrients. Differences in the floristic
composition between winter and summer pastures have to be attributed mainly to a higher grazing intensity on winter pastures. The latter are characterized by rankless Bupleurum thianschanicum-Androsace dasyphylla communities, whereas on summer pastures rankless Trisetum spicatum-Ptilagrostis mongholica communities are dominant. In addition, significant differences regarding the amount of biomass show the severe impact of permanent grazing, with winter pastures producing less than half of the biomass compared to summer pastures. We found significant differences between summer and winter pastures in terms of functional plant traits, e.g. plant height, flowering start or leaf traits (specific leaf area and leaf mass per area). Species of winter pastures are primarily characterized by a resistance strategy with correspondingly lower plant height, earlier flowering or a generally higher leaf mass per area, which is typical for slow-growing species whose leaves are built to persist. The analysis of species richness and diversity indices has also shown that intense grazing is associated with the loss of species, demonstrated by summer pastures which are significantly richer in species. However, winter pastures showed a more frequent occurrence of rare endemic species. This underlines the need for preserving biodiversity through the implementation of sustainablegrazing management.
The introductory section of this thesis discusses the historical background and political
changes which are directly linked to the management of pasture resources in Kyrgyzstan.
The state of the art regarding pastoral ecological research in Kyrgyzstan is also presented.
The subsequent chapter describes the methodical approach of data collection as well as
the applied statistical methods. This is followed by an overview of the four articles
representing the main part of this dissertation as well as by references to further
publications and oral presentations. In a final section, the central findings are summarized and discussed, followed by a synthesis of ecological and socio-economic data, includingsuggestions for sustainable pasture use.Weideflächen, die in etwa 40% der globalen terrestrischen Oberflächen einnehmen,
stellen gekoppelte sozial-ökologische Systeme dar. Sie repräsentieren das Erbe seit
Jahrhunderten bestehender landwirtschaftlich geprägter Kulturen, und beinhalten eine
große Artenvielfalt. Große Teile dieser Weideflächen sind von weitreichenden
Veränderungen wie z.B. Degradierungsprozessen betroffen. Um nachhaltige
Managementstrategien entwickeln zu können, ist ein besseres Verständnis von komplexen Weideökosystemen und deren Nutzungsregimen unabdingbar. Die hier präsentierte kumulative Dissertation soll durch die Analyse von ökologischen Aspekten der Weidenutzung in Kirgistan weiterführende Erkenntnisse liefern. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Untersuchung von Boden- und Vegetationsparametern entlang eines Nutzungsgradienten.
Im Zuge des post-sowjetischen Transformationsprozesses wurde die Bevölkerung
Kirgistans vor neue Herausforderungen in Bezug auf die Sicherung ihrer
Lebensgrundlage gestellt. Gegenwärtig ist die Viehhaltung für viele Haushalte die
wirtschaftliche Grundlage. Allerdings können traditionelle Weidepraktiken, wie die
saisonale Weidemigration, aufgrund hoher Kosten und fehlender Infrastruktur nicht mehr
aufrechterhalten werden. Als Konsequenz daraus überschreiten große Teile der
Weideflächen, hauptsächlich die Winterweiden in der Nähe von Siedlungen, ihre
Tragfähigkeit und sind von Degradierungsprozessen betroffen. Daher stellt die
ökologische Bewertung als auch die Abschätzung zukünftig verfügbarer Weideressourcen auf kirgisischen Hochweiden im Naryn-Oblast das Ziel der vorliegenden Dissertation dar.
Anhand von erstmals erfassten Daten im Kara-Kujur Tal des stark landwirtschaftlich
geprägten Naryn-Oblast konnte der Beweidungseinfluss auf verschiedene Einflussgrößen wie Bodenparameter, Vegetationsstruktur, Anteil an Biomasse, funktionelle Pflanzenmerkmale und Artenvielfalt dargestellt werden. Es hat sich gezeigt, dass die intensive Nutzung der Winterweiden edaphisch durch höhere pH-Werte und geringere Anteile an organischer Substanz widergespiegelt wird. Die Sommerweiden konnten als grundsätzlich nährstoffreicher beschrieben werden. Unterschiede in der floristischen Zusammensetzung konnten in erster Linie auf die geringere Nutzungsintensität der Sommerweiden zurückgeführt werden. Winterweiden werden durch die ranglose Bupleurum thianschanicum-Androsace dasyphylla-Gesellschaft charakterisiert, wohingegen auf den Sommerweiden die ranglose Trisetum spicatum-Ptilagrostis mongholica-Gesellschaft vorherrscht. Des Weiteren zeigen signifikante Unterschiede in der Biomasse den gravierenden Einfluss von dauerhafter Beweidung, wobei die Winterweiden im Vergleich zu Sommerweiden nicht einmal die Hälfte des
Biomasseanteils aufweisen. Auch anhand funktioneller Pflanzenmerkmale, wie z.B.
Wuchshöhe, Blühbeginn oder Blatteigenschaften (spezifische Blattfläche und
Blattgewicht pro Fläche), konnten Unterschiede zwischen den Sommer- und
Winterweiden festgestellt werden. Arten der Winterweiden sind primär durch eine
Abwehr-Strategie gekennzeichnet mit entsprechend geringerer Wuchshöhe, einer
früheren Blühphase oder auch einem generell höheren Blattgewicht pro Fläche, was
typisch für langsam wachsende Pflanzen ist, deren Blattbildung auf längere Lebensdauer ausgerichtet ist. Die Analyse von Artenvielfalt und Diversitätsindizes hat ergeben, dass eine dauerhafte Beweidung mit dem Verlust von Arten einhergeht, so dass Sommerweiden signifikant artenreicher sind. Allerdings ist der Anteil von seltenen,
endemischen Arten auf Winterweiden höher. Dies untermauert die Notwendigkeit der
Erhaltung von Biodiversität durch nachhaltige Weidenutzung.
In einem einführenden Abschnitt dieser Dissertation werden der historische Hintergrund
und die politischen Umwälzungen erläutert, die einen maßgeblichen Einfluss auf den
Umgang mit den Weideressourcen in Kirgistan gehabt haben. Des Weiteren wird auf den noch sehr lückenhaften Forschungsstand in der Region eingegangen. In dem
darauffolgenden Kapitel werden die methodischen Ansätze der Datenerfassung dargelegt und die angewandten statistischen Methoden beschrieben. Daran schließt ein Überblick der vier publizierten Artikel, die den Hauptteil dieser Dissertation bilden, an, gefolgt von einer Übersicht weiterer Publikationen und Vorträge. In einem letzten Abschnitt werden die zentralen Erkenntnisse zusammenfassend diskutiert und eine Synthese aus ökologischen und sozio-ökonomischen Daten inklusive einiger Vorschläge für eine nachhaltige Weidenutzung gegeben
Modellierung der ökologischen Nische einer waldgrenzbildenden Art (Betula utilis) in der Himalaya-Region
No full textMountains are fascinating habitats, characterized by steep ecological vertical gradi-ents and corresponding altitudinal vegetation zonation. Alpine treelines as upper boundaries of more or less contiguous tree stands are the most conspicuous vege-tation limits; they have always attracted great research interest. Globally, alpine treeline elevations in mountains are caused by heat deficiency. At landscape and local scales, however, multiple interactions of influencing factors and mechanisms determine treeline position, spatial pattern, and dynamics.
In the course of climate change, it is postulated that treelines will shift to higher elevations. In order to be able to quantify potential shifts, an analysis of the under-lying factors and a correct modelling of the treeline ecotone under current climatic conditions are of great importance. For this purpose, statistical models are used to calculate the ecological niche of species based on climatic factors. These models serve as a baseline for models that project the distribution under future climatic conditions.
The Himalayas are the largest mountain range in the world, yet they are often underrepresented in scientific literature. This holds particularly true in relation to modelling studies. Modelling treeline species in remote high altitude regions faces several challenges, especially the availability of occurrence data and high quality environmental variables.
This research aimed at modelling the ecological niche of the Himalayan birch (Betula utilis) under present climatic conditions in the Himalayan mountain system. B. utilis represents a favourable target species for modelling studies, since it is widespread as a treeline-forming species along the entire Himalayan arch. Due to less distinctive habitat requirements and high adaptation potential, it is gaining im-portance as a pioneer tree species for possible succession developments at treelines under future climate conditions.
In all three parts of this work, generalized linear models (GLMs) were used to model the ecological niche of B. utilis. By evaluating the models on the basis of sev-eral quality criteria, statistically valid results were obtained. In order to ensure the transferability of the results to other studies, primarily freely available data were used (except some of the climate data in Article I). In a synergistic approach, a de-tailed study of the underlying climatic, topographical and plant phenological factors was undertaken in order to model the potential and the actual distribution of the focal species.
In the first part, the climatic factors influencing the distribution of B. utilis were determined, followed by modelling the potential distribution under present climatic conditions. In order to classify the results, the modelled distribution was compared with the vegetation map of Schweinfurth (1957), and the deviations were dis-cussed.
In the second part, the ecological niche of B. utilis was modelled based on two different climate data sets. In order to investigate the impact of each climate data set we compared model accuracy and prediction of the modelled niche of B. utilis.
Furthermore, with regard to possible distortion of the modelled distributional are-as, the importance of analysing climate input variables was highlighted. Biased re-sults of current distributions lead to flawed distributions under future scenarios, which may have to far-reaching consequences for the derived climate and nature conservation implications.
In the third part, the focus was on exploring the potential of remote sensing data for modelling the current distribution of B. utilis. Topographical and plant pheno-logical data were used to model the realised niche and to identify the underlying factors. Another focus was evaluating an exclusively remote sensing-based ap-proach. For future studies, remote sensing data can provide long-term, high-resolution, and species-adapted variables to model current distributions.
The present research is the first of its kind in the Himalayan region, and it is characterised by its large-scale and comprehensive nature. To date, comparable studies dealing with modelling the ecological niche of B. utilis under present climat-ic conditions along the entire Himalayan arch were not conducted. The present re-sults provide a new starting point for further investigations aimed at modelling the distribution of the species under past or future climate scenarios. Simultaneously, the presented approaches can also be transferred to other treeline species in high mountains.Gebirge stellen faszinierende Lebensräume dar, die durch steile ökologische Verti-kalgradienten und eine entsprechende Vegetationshöhenstufung charakterisiert sind. Alpine Waldgrenzen stellen die auffälligsten Höhengrenzen dar, da sie die obere Grenze mehr oder weniger geschlossener Baumbestände markieren; sie ha-ben seit jeher großes Forschungsinteresse geweckt. Global betrachtet wird die Hö-henlage der Waldgrenze in Gebirgen durch Wärmemangel bedingt, lokal hängen Lage, räumliche Strukturen und Dynamik der Waldgrenze von einer Vielzahl sich wechselseitig beeinflussender Faktoren und Prozesse ab.
Im Zuge des Klimawandels wird postuliert, dass sich die Waldgrenze in höhere Lagen verschieben wird. Um diese möglichen Arealverschiebungen quantifizieren zu können, ist eine Analyse der zugrundeliegenden Faktoren und eine korrekte Modellierung des Waldgrenzökotons unter gegenwärtigen klimatischen Bedingun-gen von großer Bedeutung. Hierfür kann mit Hilfe von statischen Modellen die öko-logische Nische von Arten anhand von Umweltvariablen berechnet werden. Diese Ergebnisse dienen dann als Ausgangsbasis für Studien, welche die Verbreitung un-ter Klimaszenarien der Vergangenheit oder der Zukunft modellieren.
Der Himalaya ist zwar das größte Gebirge der Erde, es ist in der wissenschaftli-chen Literatur jedoch oftmals unterrepräsentiert. Dies gilt vor allem in Bezug auf Modellierungsstudien. Grundsätzlich ist die Modellierung von Baumarten an der Waldgrenze mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert, dies bezieht sich vor allem auf die Verfügbarkeit von Vorkommensdaten und qualitativ hochwerti-gen Umweltvariablen.
Das Ziel dieser Arbeit war die Modellierung der ökologischen Nische der Hi-malaya-Birke (Betula utilis) unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen im Hi-malaya. B. utilis stellt eine für Modellierungen vorteilhafte Zielart dar, da sie als waldgrenzbildende Art entlang des gesamten Himalayabogens verbreitet ist. Auf-grund geringer Standortansprüche und hohem Anpassungspotenzial gewinnt sie als Pionierbaumart im Zuge möglicher Sukzessionsentwicklungen unter zukünftigen klimatischen Verhältnissen an der Waldgrenze an Bedeutung.
In den dieser Arbeit zugrunde liegenden publizierten Studien wurden verallge-meinerte lineare Modelle zur Modellierung der ökologischen Nische von B. utilis verwendet. Durch die Evaluation der Modelle anhand von mehreren Gütekriterien wurden Ergebnisse von statistischer Validität erzielt. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Gebiete gewährleisten zu können, wurden weitestgehend frei verfügbare Daten verwendet. In einem synergetischen Ansatz wurde eine de-taillierte Untersuchung der zugrunde liegenden klimatischen, topographischen und pflanzenphänologischen Faktoren vorgenommen, um sowohl die potenzielle als auch die aktuelle Verbreitung der Art zu modellieren.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurden die klimatischen Faktoren bestimmt, die für die Verbreitung von B. utilis maßgeblich sind. Es folgte die Modellierung der poten-ziellen Nische unter gegenwärtigen klimatischen Bedingungen. Um die Ergebnisse einordnen zu können, wurde die modellierte Verbreitung mit der Vegetationskarte von Schweinfurth (1957) verglichen und die Abweichungen erörtert.
Im zweiten Teil wurden Modelle der ökologischen Nische von B. utilis basierend auf zwei verschiedenen Klimadatensätzen erstellt. Anschließend wurden Modellgü-te und – vorhersage der modellierten ökologischen Nische von B. utilis miteinander verglichen. Desweiteren wurde, in Bezug auf mögliche Verzerrungen der modellier-ten Verbreitungsgebiete, die Bedeutung der Analyse der zugrunde liegenden klima-tischen Eingangsvariablen untersucht. Verzerrte Ergebnisse der gegenwärtigen Verbreitung führen zu fehlerhaften Verbreitungen unter Zukunftsszenarien und können weitreichende Folgen für den daraus abgeleiteten Klima- und Naturschutz bedeuten.
Im dritten Teil lag der Fokus auf der Erkundung des Potenzials von Fernerkun-dungsdaten zur Modellierung der aktuellen Verbreitung von B. utilis. Hierfür wur-den topographische und pflanzenphänologische Daten herangezogen, um die rea-listische Nische zu modellieren und die zugrunde liegenden Faktoren zu identifizie-ren. Ein weiterer Schwerpunkt war die Evaluation eines ausschließlich fernerkun-dungsbasierten Ansatzes. Für zukünftige Studien können Fern-erkundungsdaten langjährige, hochaufgelöste und auf die Art angepasste Variablen zur Modellierung der gegenwärtigen Verbreitung liefern.
Die vorliegende Arbeit ist mit allen drei Teilen die erste ihrer Art für die Hi-malaya-Region und zeichnet sich durch ihre großflächige und umfassende Perspek-tive aus. So gibt es bis dato keine vergleichbaren Studien, die sich mit der Modellie-rung der ökologischen Nische von B. utilis unter gegenwärtigen klimatischen Be-dingungen entlang des gesamten Himalayabogens beschäftigen. Die vorliegenden Ergebnisse stellen einen neuen Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen dar, die die Modellierung der Verbreitung von B. utilis unter vergangenen oder zukünf-tigen Klimaszenarien zum Ziel haben. Ebenso können die vorgestellten Ansätze auch auf andere Arten in Hochgebirgen übertragen werden
Entwicklung der Biodiversität in Salzgrasländern der Vorpommerschen Boddenlandschaft
No full textDie hier veröffentlichten Beiträge sind Ergebnisse des Verbundprojektes BIOSALT im BMBF-Förderprogramm "Biodiversität und Globaler Wandel (BIOLOG)", an dem fünf Forschergruppen mit 15 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern beteiligt waren. Ziel des Vorhabens war es, die "Entwicklung der Biodiversität in Salzgrasländern der Vorpommerschen Boddenlandschaft" zu erforschen und mit Trends globalen Wandels, insbesondere Erwärmung und Meeresspiegelanstieg in Beziehung zu setzen. Das Projekt umfasst sowohl ökologische Grundlagenforschung verschiedener Teildisziplinen als auch die Behandlung sozioökonomischer Fragen und Schlussfolgerungen für eine Anwendung von Ergebnissen in der Landnutzungspraxis und im Schutzgebietsmanagement. Deutschland trägt für den Schutz und die Erhaltung dieses Lebensraumes und seiner spezifischen biologischen Vielfalt eine besondere Verantwortung. Die Ergebnisse des Projektes liefern Erkenntnisse, die beitragen können, um dieser Verantwortung gerecht zu werden
- …
