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Forschungsschwerpunkte

Biodiversität und Ökosystemfunktionen

Globaler Wandel (Landnutzungsänderungen, Urbanisierung, Klimawandel) beeinflusst Biodiversität auf allen Ebenen: Die genetische Vielfalt innerhalb von Arten, die Artenvielfalt in Lebensgemeinschaften sowie die Habitatvielfalt in Landschaften wurden durch anthropogene Überprägungen in den letzten Jahrzehnten in vielen Gegenden der Erde vermindert. Gleichzeitig wurden Strategien für den Schutz der globalen Biodiversität erarbeitet. Biodiversität steht in engem Zusammenhang mit vielfältigen Funktionen von Ökosystemen, wobei der Vegetation in Ökosystemen eine Schlüsselrolle zukommt. So ist die Kohlenstofffestlegung in Ökosystemen abhängig von der Vegetation und auch die Nährstoffkreisläufe werden durch die vorkommenden Pflanzenarten stark beeinflusst.

Die Interaktionen zwischen Standortbedingungen, menschlichem Einfluss und Biodiversität aufzudecken, ist ein Ziel unserer Arbeiten im Forschungsschwerpunkt „Biodiversität und Ökosystemfunktionen“. Weiterhin untersuchen wir die Bedeutung der Biodiversität für die Aufrechterhaltung von Ökosystemfunktionen und –leistungen. Dabei fokussieren wir vor allem auf Feuchtgebiete und urbane Lebensräume als Modellsysteme: Diese Ökosysteme sind sehr unterschiedlich, bieten aber beide nicht nur Lebensraum für Tiere und Pflanzen, sondern sie sind auch Standorte, die wichtige Ökosystemfunktionen übernehmen. Derzeit untersuchen wir in mehreren Forschungsprojekten, wie sich Landnutzung und Klimawandel auf Ökosystemfunktionen und –leistungen von Feuchtgebieten und urbanen Lebensräumen auswirken.

Stressphysiologie und Evolutionsökologie

Pflanzen können kurzfristig auf Änderungen ihrer abiotischen oder biotischen Umwelt durch modifikatorische Anpassungen physiologischer Prozesse reagieren. Arten unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Reaktionen auf extreme Umweltbedingungen und auch Individuen innerhalb von Populationen können qualitativ oder quantitativ unterschiedliche Anpassungsreaktionen zeigen. Aktuell ist der Klimawandel ein wesentlicher Faktor, der Anpassungsreaktionen von Pflanzen erfordert. Zu unseren Forschungsfeldern gehören Anpassungsleistungen von Pflanzen an Überflutungen und Staunässe im Wurzelraum (z.B. induziert durch einen Anstieg des Meeresspiegels) ebenso wie durch Trockenheit (aufgrund verminderter Sommerniederschläge) oder durch Änderungen des Lichthaushaltes induzierte Änderungen des physiologischen Zustandes von Pflanzen. Anhand physiologischer Parameter wird nicht nur quantifiziert, wie Pflanzen auf sich ändernde Umweltfaktoren reagieren, sondern auch wie ihre funktionalen Eigenschaften Ökosysteme verändern.

Mittel- und langfristig können sich Pflanzen durch evolutive Änderungen an die herrschenden Umweltbedingungen anpassen. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass auch schnelle evolutive Anpassungen im Pflanzenreich möglich sind und regelmäßig auftreten. Wir nutzen derzeit den Elb-Endemiten Deschampsia wibeliana sowie die nah verwandte und weit verbreitete Art D. cespitosa als Modellsysteme für die Untersuchung einer schnellen evolutiven Anpassung an spezifische ästuarine Umweltbedingungen. Ein umfassendes Verständnis über die modifikatorische und evolutive Anpassungsfähigkeit von Pflanzen ist für die Entwicklung von Strategien für einen effektiven Schutz von Pflanzen in Zeiten sich schnell ändernder klimatischer Bedingungen besonders bedeutsam.

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