Projekt

Zurück zur Übersicht

Timescales of changing species interactions under warming climate

Titel Englisch Timescales of changing species interactions under warming climate
Gesuchsteller/in Levine Jonathan M.
Nummer 173210
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Institut für Integrative Biologie Departement Umweltwissenschaften ETHZ
Hochschule ETH Zürich - ETHZ
Hauptdisziplin Oekologie
Beginn/Ende 01.05.2017 - 30.04.2021
Bewilligter Betrag 904'000.00
Alle Daten anzeigen

Keywords (5)

Climate ; Demography; Competition; Dispersal; Species interactions

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Neueste Forschungsarbeiten zeigen, dass Klimaveränderung die Interaktionen zwischen Arten innerhalb von Gemeinschaften drastisch beeinflussen kann. In der geplanten Forschung werden Pflanzengesellschaften einem wärmeren Klima ausgesetzt. Zusätzlich werden konkurrierende Pflanzenarten, Herbivore und Bodenlebewesen manipuliert. Ziel ist, die Zeitskala der sich durch den Klimawandel verändernden Interaktionen zwischen Arten einzuschätzen.
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Unsere bisherige Forschung hat gezeigt, dass auf lange Sicht der grösste Effekt des Klimawandels bei Interaktionen zwischen neu konkurrierenden Arten entsteht. Diese Interaktionen entstehen, weil die Arten ihre Verbreitung unterschiedlich schnell anpassen. Es ist unbekannt, ob die Ankunft von neuen Arten so schnell stattfindet, dass man den Effekt der Interaktionen zwischen den neuen Arten und den bestehenden Pflanzengemeinschaften vernachlässigen kann. Die geplante Forschung kombiniert grossflächige Feldexperimente, in denen alpine Pflanzengemeinschaften einem wärmerem Klima ausgesetzt werden, mit mathematischen Modellen zur Verbreitung von Pflanzen und Interaktionen zwischen Arten. Dies soll darüber Aufschluss geben, wie die Klimaerwärmung Interaktionen zwischen koexistierenden Pflanzenarten verändert und wie diese auf die Migration von Konkurrenzpflanzen, Herbivoren und Pilzen aus tieferen Lagen reagieren.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des Forschungsprojekts

Die Veränderungen in Artengemeinschaften aufgrund des Klimawandels in einem Zeitrahmen von 50-100 Jahren vorherzusagen, stellt für Ökologen eine grosse Herausforderung dar. Solche Vorhersagen sind für eine Gesellschaft, die um den Erhalt von Arten unter dem Einfluss des Klimawandels besorgt ist, von eminenter Bedeutung.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 07.04.2017

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Projektpartner

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
141205 Patchy landscapes and the spatial advance of populations 01.05.2012 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

Predicting the response of ecological communities to changing climate has emerged as one of the most important goals for ecology. Past research has shown that climate can directly affect species’ demographic performance by altering their eco-physiology and phenology, but can also indirectly affect their performance by changing their interactions with competitors, consumers, and mutualists. More recent work suggests that among the most important determinants of how individual species respond to future conditions will be the novel interactions that emerge with the asynchronous migration of species under climate change. However, whether the arrival of new competitors, consumers, and mutualists will be so fast as to negate the effects of changing interactions with current community members remains unknown. In addition, whether we can predict the outcome of novel interactions with species’ functional traits is key to incorporating these interactions into predictions of climate change responses. Addressing these challenges requires a holistic approach that simultaneously explores changing interactions among current competitors and interactions with competitors, consumers, and mutualists expected to arrive with warming conditions. Here we propose the integration of large-scale field experiments warming alpine plant communities with mathematical models of dispersal and species-based and trait-based interactions to address the following three questions: (1) How does warming change competitive interactions between co-occurring alpine plant species, and how fast do these changes affect community structure? (2) How rapidly will novel competitors from lower elevation invade the alpine, and modify resident plant species abundances? (3) How will the arrival of lower elevation insect herbivores and mycorrhizal fungi regulate plant community response to climate change? To evaluate question 1, we will model plant competitive dynamics in replicate alpine meadow communities transplanted to warmer sites downslope. We will then use individual-based models to project the nature and timescale of changing species abundances with species and trait based approaches. To evaluate question 2, we will use field-based estimates of dispersal and demography to project the spread of low elevation competitors expected to migrate into the alpine, and project their interactions with the alpine competitors by modeling their performance when planted into warmed alpine communities. To evaluate question 3, we will subject the warmed alpine communities to insect herbivores and mycorrhizal fungi from lower elevation, and predict their community-level impacts with species traits and elevation of origin.By focusing on the timescales of changing species interactions, the proposed research is important for predicting the magnitude of climate change impacts on communities over 50-80 years. Change on this timescale poses challenges for current ecological approaches because of dispersal and competitive lags, yet is critically important to a society concerned about species persistence under climate change.
-