Individuen-basierte Ökologie

Der globale Wandel, der durch zunehmende nichtlineare Dynamik und Stochastik gekennzeichnet ist, wirkt sich unmittelbar auf die einzelnen Organismen natürlicher Systeme aus. Gängige ökologische Konzepte schätzen die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen jedoch auf der Grundlage der durchschnittlichen Merkmale von Populationen oder Gemeinschaften ein und ignorieren dabei die Unterschiede zwischen einzelnen Individuen und deren Interaktionen mit der Umwelt. Die Berücksichtigung dieser individuellen Unterschiede ist jedoch oft entscheidend für die Vorhersage der biologischen Vielfalt und der Dynamik von Ökosystemen.

Unser Forschungsnetz konzentriert sich auf Individuen, um die biologische Vielfalt und die daraus resultierende Ökosystemdynamik zu verstehen. Unser Ziel ist es, einen Paradigmenwechsel von der klassischen "Durchschnittsökologie" hin zu einer individuenbasierten Ökologie zu vollziehen.

Ökologische Kopplung

Die Forschung zu Kopplungsprozessen ist weitgehend auf zwei parallelen Wegen verlaufen. Der eine konzentriert sich auf die Wechselwirkungen innerhalb von Ökosystemen, der andere auf die Ströme von Energie, chemischen Elementen und deren Verbindungen sowie Organismen über Ökosystemgrenzen hinweg, wie sie im Rahmen des Meta-Ökosystems erfasst werden (Loreau et al. 2003, Gounand et al. 2018). Diese Fragmentierung der Forschung schränkt unser Verständnis in einer Zeit ein, in der ökologische Kopplungsprozesse angesichts der doppelten Krise des Biodiversitätsverlusts und des Klimawandels zunehmend an Bedeutung gewinnen (Díaz et al. 2019). Wechselwirkungen zwischen Dynamiken innerhalb und zwischen den Systemen können die Auswirkungen der Treiber des globalen Wandels verstärken oder mildern.

Wir betrachten drei Arten von ökologischer Kopplung: Intrakopplung, Perikopplung und Telekopplung.  A) Intrakopplung innerhalb eines einzelnen Ökosystems, dargestellt als oberirdische und unterirdische Interaktionen (vertikaler Pfeil) und andere Verbindungen innerhalb des Ökosystems (horizontaler Pfeil); B) Perikopplung zwischen benachbarten Ökosystemen, dargestellt als Kopplung zwischen einem Fluss- und einem terrestrischen System, was Stoff-, Organismen- und/oder Energieströme wie Nährstoffabfluss, das Auftauchen von Wasserinsekten oder die Bewegung von Tieren sein können; und C) Fernkopplung zwischen geografisch weit entfernten Ökosystemen, z. B. die funktionelle Verbindung zwischen einer afrikanischen Savanne südlich der Sahara und einem mitteleuropäischen Ökosystem durch die Wanderbewegungen des afrikanischen Fischadlers (Haliaeetus vocifer). Perikopplung und Telekopplung bilden zusammen die umfassendere Kategorie der Interkopplung.