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Assessing the importance of biotic interactions for predicting the impact of climate change on the future distribution of plant assemblages (BIOASSEMBLE)

Titel Englisch Assessing the importance of biotic interactions for predicting the impact of climate change on the future distribution of plant assemblages (BIOASSEMBLE)
Gesuchsteller/in Guisan Antoine
Nummer 125145
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Département d'Ecologie et d'Evolution Faculté de Biologie et de Médecine Université de Lausanne
Hochschule Universität Lausanne - LA
Hauptdisziplin Oekologie
Beginn/Ende 01.04.2009 - 31.12.2012
Bewilligter Betrag 388'136.00
Alle Daten anzeigen

Keywords (10)

climate change; species distribution; biodiversity; plant communities; pollination; soil; ecological niche models; assembly rules; null models; Swiss Alps

Lay Summary (Französisch)

Lead
Lay summary
La Terre se réchauffe. Quel impact ces changements climatiques auront-ils sur la distribution de la biodiversité et des écosystèmes ? Ces dernières années, des modèles prédictifs ont été développés et utilisés pour évaluer l'impact des changements climatiques futurs sur la flore des Alpes vaudoises, mettant en évidence un risque accru pour les espèces alpines et nivales. Ces modèles préliminaires ont cependant présenté des limites, qu'il est important aujourd'hui de surmonter pour produire des scénarios plus fiables. Une limite importante de ces modèles est qu'ils n'intégraient pas, jusqu'à présent, les interactions biotiques, par exemple entre plantes ou entre plantes et pollinisateurs, alors que celles-ci pourraient changer dans un futur plus chaud et provoquer la rupture de certaines relations écologiques importantes. Les objectifs de ce projet sont d'inclure dans ces modèles les relations plantes-plantes et plantes-insectes (papillons et bourdons), et de tester si ces inclusions changent les projections d'impact des changements climatiques. De nouvelles données doivent être collectées durant l'été 2009, qui permettront de détecter les relations significatives entre espèces. Les relations plantes-plantes permettront de mieux comprendre comment reconstruire les communautés végétales à partir de prédiction d'espèces individuelles. Les relations plantes-insectes permettront d'évaluer si la distribution de plantes et de leur pollinisateurs pourraient être découplée dans un scénario de réchauffement, et quelles pourraient en être les conséquences pour les écosystèmes alpins. D'une manière générale, ce projet devrait donc fournir une meilleure compréhension des interactions biotiques et de leur influence sur la distribution des espèces, et une meilleure approche de modélisation incluant des règles d'assemblage d'espèce pour reconstituer les communautés biologiques et la distribution de la biodiversité.
Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 21.02.2013

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
Dr. Stephane Dullinger / VINCA Institute, Vienna Österreich (Europa)
- Publikation
Prof. Thomas C. Edwards / Utah State University & USGS, Logan Vereinigte Staaten von Amerika (Nordamerika)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
Dr. Pascal Vittoz / Dept. Ecology & Evolution / University of Lausanne Schweiz (Europa)
- Publikation
Dr. Peter Pearman / WSL Birmensdorf Schweiz (Europa)
- Publikation
Dr. Niklaus Zimmermann / WSL Birmensdorf Schweiz (Europa)
- Publikation
Dr. Wilfried Thuiller / LECA / CNRS & University Joseph Fourier Grenoble Frankreich (Europa)
- Publikation
Dr. Stephane Joost / Swiss Institute of Technology (ETH) Lausanne / LaSIG lab Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
Prof. Daniel Cherix / Dept. Ecology & Evolution / University of Lausanne & Zoology Museum Lausanne Schweiz (Europa)
- Publikation
Dr. Christophe Randin / Dept. Ecology & Evolution / UNIL & INSTAR, Boulder, Colorado Schweiz (Europa)
- Publikation
Dr. Simon Ferrier / CSIRO Entomology, Canberra Australien (Ozeanien)
- Publikation
Prof. Martin Zobel / Institute of Botany and Ecology / Tartu University Estland (Europa)
- Publikation
Prof. William Bowman / INSTAR, Boulder, Colorado Vereinigte Staaten von Amerika (Nordamerika)
- Publikation

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
110000 Providing more informative predicitons of climate change impact on plant species distribution: validation, uncertainties, functional responses, community assembly and implications for conservation 01.10.2005 Projektförderung (Abt. I-III)
126624 Coalescence and adaptation processes in plant-insect interactions: Bridging the gap between genomics and phylogeography 01.03.2010 Ambizione
152866 Challenges in simulating alpine species assemblages under global change (SESAM'ALP) 01.06.2014 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

Background. In my previous SNF project (MODIPLANT; grant nr 110000), niche-based species distribution models were successfully developed for predicting the fate of nearly 300 mountain plants in face of severe climate change. Scenarios revealed a great sensitivity of the alpine flora, with many high elevation species at severe risk of extinction. However, biotic interactions were not taken explicitly into account in these projections. It is currently debated whether changed biotic interactions may also change - and if so, to which extent - the outcome of such projections. To test this hypothesis, biotic interactions need to be more explicitly incorporated into the modelling process. In particular, future plant communities need to be predicted by selecting those species potentially co-occurring from a larger pool of candidate species predicted at a suitable site. Interactions with other organisms, such as pollinator insects, also need to be considered.Specific aims. In this follow-up project, we aim at incorporating (1) plant-plant interactions (assembly rules) and (2) plant-insect interactions into niche-based statistical models of species distribution, and test whether their inclusion can change the outcome of projections in a warmer future. The two subprojects will run in parallel and share data.Methods. A large field survey involving four teams will be conducted throughout the study area to complement existing vegetation plots and additionally sample soils and the entomofauna. In the first subproject, we will look for patterns of plant co-occurrences and test if and how identified interactions can be used to filter predictions - using both bottom-up assembly and top-down controls (e.g. species-energy) - of plant communities, and modify their future composition and structure. In the second subproject, we will look for patterns of plant-insect co-occurrences, and similarly assess whether a change in their respective distributions may lead to limited matching of plant and specialist insects in a warmer future, and as a result to disruption of some communities or ecosystems.Funding requested.Funding is requested for only one PhD student (in subproject 2), three year of GIS technician (at 50%) and some months of field and lab technicians. The second PhD student (in subproject 1) will be granted by UNIL as matching funds. A postdoc from the ECOCHANGE EU-project will also actively collaborate on the project.Expected value of the proposed project. With this project, we aim at providing: (i) a better understanding of biotic interactions (especially between plants and insects, and within each group) and how they shape species distribution, (ii) an improved approach to modelling biodiversity, that considers both top-down controls on and bottom-up assembly of communities, and (iii) ecologically more realistic projections of future plant distributions. Although not its primary aim, this project will also contribute indirectly to (iv) build a comprehensive inventory of plant and insect species in the Western Swiss Alps, and (v) as all plots will be marked in the field with buried metallic bars, our sampling will also contribute to the set-up of an impressive biomonitoring network in this area, which will be available in the future to test model predictions.
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