Management von Biodiversität und Resilienz im Dauergrünland (REGARDS)
Resilience of marginal grasslands and biodiversity management decision (REGARDS)
ERA-Net: Biodiversa
Wissenschaftsdisziplinen
Biologie (80%); Wirtschaftswissenschaften (20%)
Keywords
-
Plant Functional Diversity,
Climate Variability,
Microbial Diversity,
Ecosystem Service,
Biogeochemistry,
Grassland Economy
Graslandsysteme in Gebirgsregionen Europas sind dank der ökologischen Rahmenbedingungen, der biophysikalischen Heterogenität und Jahrhunderten der landwirtschaftlichen Nutzung Hotspots der Biodiversität. Die Verwundbarkeit dieser einzigartigen Ökosysteme in Hinblick auf Umwelt-veränderungen, sozio-ökonomischer sowie (agrar)politischer Rahmenbedingungen ist jedoch unklar. Gleichermaßen stellt sich die Frage, welche Belastbarkeit bzw. Stabilität diese Systeme aufgrund ihrer Geschichte im Schnittfeld Mensch-Umwelt entwickelt haben. Die Grenzen der Belastbarkeit und deren zukünftige Entwicklung sind weitgehend unbekannt. Dies ist auf ein unzureichendes Verständnis der Mechanismen der Stabilität (Resistenz und Resilienz) der ökologischen und menschlichen Sub-Systeme, sowie derer Wechselwirkungen hinsichtlich der Ökosystemleistungen zurückzuführen. REGARDS hat zum Ziel, die Mechanismen der Resilienz von Graslandsystemen in Gebirgsregionen hinsichtlich globaler Umwelt- und sozialer Veränderungen zu erfassen, um die sozio-ökologische Resilienz vom Bauernhof bis hin zur Region zu verbessern. REGARDS bearbeitet die folgenden Fragen: 1) Lassen sich in der Kombination von Klimawandel (inkl. Wetterextreme) und Bewirtschaftung Schwellenwerte der Stabilität von Graslandökosystemen identifizieren? 2) Inwieweit beeinflusst die ober- und unterirdische funktionelle Diversität die Reaktion von Graslandökosystemen auf Veränderungen des Klimas und der Landnutzung? 3) Wie beeinflusst die Zusammensetzung und Konfiguration der Landschaft die Resilienz von Ökosystemleistungen? 4) Können mehrstufige politische Strukturen die rasche Anpassung an sozio-ökonomische Veränderungen, die sowohl Biodiversität als auch Ökosystemleistungen beeinflussen, erleichtern? 5) Verbessern oder verschlechtern regionale Integration bzw. Globalisierung durch die Auswirkungen auf die Flüsse von Ökosystemleistungen, Humankapital und Information die Resilienz? 6) Welche Kombination von ökologischen und sozio-ökonomischen Prozessen determinieren die Resilienz von Ökosystemleistungen? Unterschiedliche alpine Graslandstandorte in Österreich, Frankreich und Norwegen, ermöglichen aufgrund von verschiedenen biophysikalischen Prozessen und wirtschaftlichen Strukturen die Erforschung sich gegenseitig ergänzender Dimensionen sozio-ökologischer Resilienz. Fragestellungen (1) und (2) werden mit Hilfe eines experimentellen Ansatzes verfolgt. Dabei werden Manipulationen der funktionellen Pflanzendiversität und von Klima- und Landnutzungsänderungen mit modernsten Analysen der boden-mikrobiellen Diversität und Fluxomics kombiniert (WP1&2). Mit Hilfe historischer Landschaftsanalysen der letzten 60 Jahre werden Landschaftsfunktion und Landschaftsstruktur sowie deren Auswirkungen auf Ökosystemleistungen bewertet (Fragestellung (3), WP3). Fragestellung (4) wird durch die Bewertung lokaler, regionaler-, nationaler- und EU Programme hinsichtlich ihrer Beeinflussung der Entscheidungen der Bauern und deren Resilienz unter Berücksichtigung der vielen Einflussfaktoren dieser Entscheidungsfindung untersucht (WP4). Der Frage (5) wird durch Rekonstruktion von regionalen Austauschprozessen jedes Untersuchungsgebietes basierend auf vergangener Landnutzung und durch den Vergleich von Indikatoren sozio-ökologischer Resilienz in Raum und Zeit nachgegangen (WP5). Basierend auf dem Erkenntnisgewinn der Fragestellungen 1-5 wird die Frage (6) mit Hilfe eines partizipativen szenarienbasierten Ansatzes beantwortet (WP6). Dabei werden von lokalen und regionalen InteressensvertreterInnen und EntscheidungsträgerInnen Szenarien unterschiedlicher Ausprägungen des Systems Mensch-Umwelt sowie politischer Strukturen definiert. Die daraus entstehenden Szenarien werden hinsichtlich Biodiversität, Ökosystemleistungen, materiellem Wohlstand und damit verbundener Schwellenwerte der Stabilität evaluiert. Daraus entsteht letztendlich der Erkenntnisgewinn über die Resilienz auf unterschiedlichen Ebenen: vom Bauernhof zur Region.
REGARDS untersuchte Strukturen, welche die Resilienz von Grünland und damit seine Reaktion auf soziale bzw. Umweltveränderungen, bedingen. Ziel war es damit, die sozio-ökologische Resilienz von Grünland von der Betriebsebene hin zu regionaler Ebene zu stärken. Untersuchungen haben in den Französischen Alpen (Lautaret, Hautes-Alpes) und Österreichischen Alpen (Stubaital, Tirol) stattgefunden. Auf traditionell bewirtschafteten Flächen zeigten Pflanzen und Boden in Klimaexperimenten zwar eine geringe Resistenz gegenüber Dürre, dafür aber eine schnelle Erholung. Dies ist auf v.a. auf die funktionelle Zusammensetzung, insbesondere auf schnell wüchsige Pflanzen und bestimmte mikrobielle Gemeinschaften zurückzuführen. Aufgelassene Flächen zeigten eine höhere Resistenz, was auf eine höhere Stresstoleranz zurückzuführen ist. Durch eine angepasste Bewirtschaftung könnte somit möglichen Ernteausfällen aufgrund von Extremwetterereignissen entgegengewirkt werden. Zudem unterscheiden sich einzelne Ökosystemleistungen in ihrer Resilienz, d.h. liegt der Fokus der Bewirtschaftung z.B. auf bereitstellenden Leistungen müssen auch die Konsequenzen auf regulierende oder kulturelle Leistungen beachtet werden. Die Untersuchung historischer Zeitschritte zeigte, dass räumliche Wechselwirkungen von Ökosystemleistungen, v.a. in heterogenen Landschaften, eine hohe Multifunktionalität gewährleisten. Das sollte in der Ausgestaltung von Agrarumweltmaßnahmen berücksichtigt werden. Dem hohen lokalen Potential zur Anpassungsfähigkeit von Grünland sollte durch entsprechende Institutionen und Werte Rechnung getragen werden. Mit Landwirten erarbeitete Regulierungsmaßnahmen könnten die Wettbewerbsfähigkeit von Betrieben und gleichzeitig traditionelle Bewirtschaftungsformen unterstützen. Außerdem sollten soziale/psychologische Faktoren, z.B. Heimatverbundenheit, in die Ausgestaltung agrarpolitischer Maßnahmen einbezogen werden, da diese bislang ausschließlich auf den ökonomischen Aspekt abzielen.
- Universität Innsbruck - 100%
- Gerd Gleixner, Max-Planck-Gesellschaft - Deutschland
- Frank Poly, CNRS - Frankreich
- Sandra Lavorel, Centre National de la Recherche Scientifique - Frankreich
- Karoline Daugstad, Norwegian University of Science and Technology - Norwegen
- Eric F. Lambin, Stanford University - Vereinigte Staaten von Amerika
Research Output
- 2289 Zitationen
- 19 Publikationen
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2024
Titel Recurrent drought increases grassland community seasonal synchrony DOI 10.1101/2024.01.29.577778 Typ Preprint Autor Müller L Seiten 2024.01.29.577778 Link Publikation -
2016
Titel Plant functional assemblages as indicators of the resilience of grassland ecosystem service provision DOI 10.1016/j.ecolind.2016.09.024 Typ Journal Article Autor Kohler M Journal Ecological Indicators Seiten 118-127 Link Publikation -
2016
Titel Linking long-term landscape dynamics to the multiple interactions among ecosystem services in the European Alps DOI 10.1007/s10980-016-0389-3 Typ Journal Article Autor Egarter Vigl L Journal Landscape Ecology Seiten 1903-1918 Link Publikation -
2016
Titel Cultural ecosystem services of mountain regions: Modelling the aesthetic value DOI 10.1016/j.ecolind.2016.04.001 Typ Journal Article Autor Schirpke U Journal Ecological Indicators Seiten 78-90 Link Publikation -
2021
Titel Ecological memory of recurrent drought modifies soil processes via changes in soil microbial community DOI 10.1038/s41467-021-25675-4 Typ Journal Article Autor Canarini A Journal Nature Communications Seiten 5308 Link Publikation -
2018
Titel Towards a Comparable Quantification of Resilience DOI 10.1016/j.tree.2018.01.013 Typ Journal Article Autor Ingrisch J Journal Trends in Ecology & Evolution Seiten 251-259 Link Publikation -
2017
Titel Climate change versus land-use change—What affects the mountain landscapes more? DOI 10.1016/j.landusepol.2016.10.019 Typ Journal Article Autor Tasser E Journal Land Use Policy Seiten 60-72 -
2017
Titel Land use in mountain grasslands alters drought response and recovery of carbon allocation and plant-microbial interactions DOI 10.1111/1365-2745.12910 Typ Journal Article Autor Karlowsky S Journal Journal of Ecology Seiten 1230-1243 Link Publikation -
2017
Titel Elevation alters ecosystem properties across temperate treelines globally DOI 10.1038/nature21027 Typ Journal Article Autor Mayor J Journal Nature Seiten 91-95 -
2017
Titel Future impacts of changing land-use and climate on ecosystem services of mountain grassland and their resilience DOI 10.1016/j.ecoser.2017.06.008 Typ Journal Article Autor Schirpke U Journal Ecosystem Services Seiten 79-94 Link Publikation -
2017
Titel Land Use Alters the Drought Responses of Productivity and CO2 Fluxes in Mountain Grassland DOI 10.1007/s10021-017-0178-0 Typ Journal Article Autor Ingrisch J Journal Ecosystems Seiten 689-703 Link Publikation -
2017
Titel Historical trajectories in land use pattern and grassland ecosystem services in two European alpine landscapes DOI 10.1007/s10113-017-1207-4 Typ Journal Article Autor Lavorel S Journal Regional Environmental Change Seiten 2251-2264 Link Publikation -
2016
Titel Few multiyear precipitation–reduction experiments find a shift in the productivity–precipitation relationship DOI 10.1111/gcb.13269 Typ Journal Article Autor Estiarte M Journal Global Change Biology Seiten 2570-2581 Link Publikation -
2018
Titel Accounting for Complexity in Resilience Comparisons: A Reply to Yeung and Richardson, and Further Considerations DOI 10.1016/j.tree.2018.06.006 Typ Journal Article Autor Bahn M Journal Trends in Ecology & Evolution Seiten 649-651 Link Publikation -
2018
Titel Drought-Induced Accumulation of Root Exudates Supports Post-drought Recovery of Microbes in Mountain Grassland DOI 10.3389/fpls.2018.01593 Typ Journal Article Autor Karlowsky S Journal Frontiers in Plant Science Seiten 1593 Link Publikation -
2020
Titel Drought and recovery effects on belowground respiration dynamics and the partitioning of recent carbon in managed and abandoned grassland DOI 10.1111/gcb.15131 Typ Journal Article Autor Ingrisch J Journal Global Change Biology Seiten 4366-4378 Link Publikation -
2019
Titel Geographical heterogeneity in mountain grasslands dynamics in the Austrian-Italian Tyrol region DOI 10.1016/j.apgeog.2019.03.006 Typ Journal Article Autor Hinojosa L Journal Applied Geography Seiten 50-59 -
2025
Titel Recurrent drought amplifies drought impacts and increases seasonal synchrony in mountain grassland communities DOI 10.1002/oik.11276 Typ Journal Article Autor Müller L Journal Oikos Link Publikation -
2014
Titel Summer drought alters carbon allocation to roots and root respiration in mountain grassland DOI 10.1111/nph.13146 Typ Journal Article Autor Hasibeder R Journal New Phytologist Seiten 1117-1127 Link Publikation