Anpassung und Klima (Projektbereich C des Forschungszentrum Biodiversität und Klima)

Hintergrund und Ziele

Im Juli 2008 wurde in Frankfurt am Main im Rahmen der Hessischen Landesoffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) ein neues interdisziplinäres Forschungszentrum gegründet: das ⁠Biodiversität⁠ und ⁠Klima⁠ Forschungszentrum - BiK-F.
Das wissenschaftliche Konzept des Forschungszentrums besitzt eine Matrixstruktur mit einer Zeit-/Prozess-Achse und einer Raum-Achse. Auf der Zeit-/Prozess-Achse werden langskalige (Evolution und Klima), mittelskalige (Biodiversitätsdynamik und Klima) und kurzskalige Prozesse (Anpassung und Klima) untersucht. Auf der räumlichen Achse stehen marine und terrestrische Systeme in tropisch/subtropischen, gemäßigten und in alpin/polaren Klimazonen.
Dieses wissenschaftliche Konzept wird in sechs Forschungsschwerpunkten (Projektbereiche) umgesetzt, die insgesamt 25 Projektgruppen umfassen. Eins dieser Projektbereiche beschäftigt sich mit Anpassung und Klima. In diesem Projektbereich C sind folgende Projekte angesiedelt:

  • Der Wald der Zukunft
  • Biologische Archive klimatischer Veränderungen: Geschwindigkeit und Qualität der genomischen Anpassung ökologischer Schlüsselarten
  • Ökologische, phänotypische und genotypische Differenzierung von Kältezeigern am Rande ihres Areals Anpassungspotential von Einzelarten und Lebensgemeinschaften an Klimaänderungen in Kombination mit weiteren Stressoren
  • Evolutionäres Anpassungspotential klimarelevanter Fitnessmerkmale ökologischer Schlüsselarten
  • "C4"-Gräser in Westafrika: Evolution, Arealveränderung und Physiologie unter ⁠Klimawandel⁠ und geänderter ⁠Landnutzung

Ziele:
Wie reagieren Arten und Gemeinschaften auf den anstehenden Klimawandel? Zur Beantwortung dieser Frage untersucht der Projektbereich C schwerpunktmäßig Prozesse, die infolge ökologischer und ökophysiologischer Anpassungen (Akklimatisationen) auftreten oder durch rasche genetische Selektion innerhalb weniger Generationen hervorgerufen werden können.Die Untersuchungen werden sowohl im terrestrischen Milieu (exemplarisch vor allem Wald und Boden) als auch im aquatischen Milieu (Seen, Fließgewässer, marines Plankton) durchgeführt.
In terrestrischen Ökosystemen werden infolge des Klimawandels künftig erhöhte Temperatur und verstärkte ⁠Dürre⁠ Schlüsselfaktoren werden, in aquatischen Ökosystemen Temperaturerhöhung und Änderungen im Wasserregime. Für beide Ökosystemgruppen wird darüber hinaus untersucht, wie Klimawandel in Kombination mit anderen Stressoren (z.B. Umweltchemikalien, invasive Arten) wirkt. Eine zentrale Frage ist, ob und wie die anstehenden Klimaänderungen in überschaubarer Zeit (Jahrzehnte bis Jahrhunderte) von Arten und Gemeinschaften evolutionär kompensiert werden können.
Methodisch werden Freilandanalysen, Laborexperimente und Halbfreilandanalysen (Mesokosmos-Experimente) angewendet. Hierbei werden einerseits biologisch und genetisch gut bekannte Modellarten untersucht (z.B. Arten von Quercus, Panicum, Daphnia, Chironomus), andererseits auch ausgewählte größere taxonomische Einheiten (z.B. Calanoidea, Coleoptera) und Lebensgemeinschaften (z.B. Waldinsekten, Bodenorganismen).
Spezielle Fragen sind insbesondere:

  • Wie wirken sich die Veränderungen und Anpassungen in Mitteleuropa (Schwerpunkt Hessen und Deutschland) und wie in den Tropen (Schwerpunkt Afrika) aus?
  • Wie werden sich ferner aquatische Systeme (Binnengewässer und marine Systeme) von terrestrischen unterscheiden?
  • Welche genomischen Veränderungen sind derzeit zu beobachten und in Zukunft zu erwarten? Welche Informationen liefern uns genetische Analysen biologischer Archive, die in Form konservierter Dauerstadien in Sedimenten und in Museumskollektionen aus vergangenen Jahrzehnten und Jahrhunderten verfügbar sind?
  • Lassen sich aus den so gewonnenen Erkenntnissen Strategien für Vorsorge- und Schutzmaßnahmen ableiten?

Laufzeit

Untersuchungsregion/-raum

Land
  • Deutschland
Bundesland
  • Hessen
Räumliche Auflösung / Zusatzinformationen 

Südhessische Rheinebene ("Der Wald der Zukunft")
Kleinräumige naturräumliche Gliederung: Rüsselsheim, Lampertsheim ("Der Wald der Zukunft")

Schritte im Prozess zur Anpassung an den Klimawandel

Schritt 2a: Risiken erkennen und bewerten (Klimafolgen/-wirkungen)

Analyseansatz 

Es werden Klimafolgen auf terrestrische und akquatische Ökosysteme erforscht (Waldwirtschaft, Gewässer).

Wer war oder ist beteiligt?

Förderung / Finanzierung 

Beteiligte:
Speziell für das Projekt "Der Wald der Zukunft": Hessen-Forst der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA, Göttingen) ++ dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG, Wiesbaden) ++ der ECT Ökotoxikologie GmbH (Flörsheim) der Stadt Rüsselsheim und weiteren Partnern

Beteiligte/Partner 

Speziell für das Projekt "Der Wald der Zukunft": Hessen-Forst der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA, Göttingen) ++ dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG, Wiesbaden) ++ der ECT Ökotoxikologie GmbH (Flörsheim) der Stadt Rüsselsheim und weiteren Partnern

Ansprechpartner

J. W. Goethe - Universität Frankfurt
Biologie-Campus, Haus A
Siesmayerstrasse 70-72
60323 Frankfurt am Main

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Handlungsfelder:
 Biologische Vielfalt  Küsten- und Meeresschutz  Wald- und Forstwirtschaft