Dynamik in ökologischen Systemen
Wir entwickeln Daten, Modellierungsrahmen und computergestützte Instrumente, um die derzeitigen Grenzen des globalen Wissens über die biologische Vielfalt und die Dynamik von Ökosystemen zu überwinden.
Wir haben einen globalen gerasterten Datenkubus mit jährlichen Karten von Ökosystemflächen entwickelt, indem wir Hunderte von Terabytes an Umweltdatensätzen mit Petabytes an Satellitenbildern kombiniert haben. Diese Karten bieten eine ausreichende räumliche und thematische Detailgenauigkeit für Anwendungen im Bereich der biologischen Vielfalt und der Ökosystemleistungen, z. B. für die Ökosystembilanzierung und die Bewertung von Bedrohungen. Die Ökosystemkarten entsprechen dem Klassenschema der von der International Union for Conservation of Nature (IUCN) entwickelten Roten Liste der bedrohten Arten, so dass die Interoperabilität mit den laufenden Bewertungen des Status von Tausenden von Arten, die auf diese Ökosysteme als Lebensraum angewiesen sind, gewährleistet ist. Mithilfe unserer Daten können wir Veränderungen und Umwandlungen von Ökosystemen verfolgen, wie im Folgenden dargestellt.
Die Karte zeigt uns Beispiele für Ökosystemveränderungen zwischen 1992 und 2018. a) In der finnisch-russischen Grenzregion wichen Süßwasserfeuchtgebiete den vorrückenden borealen Wäldern. b) Entlang der Küste des Kaspischen Meeres wurde das zurückweichende Wasser saisonal und ermöglichte die Entstehung neuer salzhaltiger und brackiger Sümpfe und Tümpel. c) In Südrussland verwandelten sich Ackerflächen nach der Aufgabe von Land in gemäßigtes Grasland. d) In der ostafrikanischen Sahelzone dehnte sich das Grasland nördlich der Sahara-Wüste aus, während es weiter südlich durch die expandierende Landwirtschaft zurückgedrängt wurde. e) Im Irak wurden große Teile der Süßwasserreservoirs und der sie umgebenden bewässerten landwirtschaftlichen Flächen saisonal oder trockneten aus, da der Wasserfluss flussaufwärts im Tigris-Euphrat-Becken durch den Bau von Staudämmen beeinträchtigt wurde. f) In Bangladesch führte die Landgewinnung zur Ausweitung der Landwirtschaft auf Kosten der Küstenökosysteme (Meyer und Remelgado, in Überarbeitung).
Unsere Arbeit zur Kartierung von Ökosystemen unterstützt verschiedene Forschungsbemühungen, zum Beispiel hilft sie uns, die räumliche Verteilung invasiver Arten besser zu verstehen. Hier haben wir Verzerrungen, Lücken und Unsicherheiten in verschiedenen Datenquellen aufgespürt und quantifiziert und allgemeine Protokolle entwickelt, die Wissenschaftlern, Ressourcenmanagern und politischen Entscheidungsträgern bei der Interpretation und Nutzung von Daten über die Verbreitung von Arten helfen sollen. bRacatus ist ein hervorragendes Beispiel für eine solche Arbeit, da es Tools für die automatisierte Bewertung der Genauigkeit und des geografischen Status von georeferenzierten biologischen Daten bereitstellt.
