Predictive Understanding of the effects of Global Change on Ecological Communities and Ecosystem Functions

Opis projektu

Zakres i ograniczenia prognoz ilościowych funkcjonowania ekosystemów

Spadek krytycznych usług ekosystemowych podkreśla konieczność prowadzenia polityki promującej różnorodność biologiczną. Wdrażanie tych polityk wymaga zrozumienia, czy zmiany bezpośrednio wynikają ze zmian globalnych, czy też pośredniczą w nich zmiany w różnorodności biologicznej. Tą kwestią zajmuje się finansowany przez ERBN projekt BEFPREDICT, który wypełnia lukę między globalnymi zmianami a różnorodnością biologiczną i funkcjami ekosystemów. Wykorzystuje najnowsze osiągnięcia ekologii społeczności, ekologii opartej na cechach i metodologię porównywania modeli predykcyjnych. Zespół projektu opracuje nowe modele predykcyjne (modele JEF), stworzy narzędzia do porównywania i oceny modeli oraz zastosuje modele JEF do zestawów danych z długoterminowych obserwacji. Jego celem jest ustalenie zakresu i ograniczeń prognoz ilościowych funkcjonowania ekosystemu.

Cel

The observed degradation in essential ecosystem services has catalysed a demand for biodiversity promoting policies. To implement them we need quantitative information on how ecosystem functions are changing due to the direct effects of global change vs. effects mediated by changes in biodiversity. With BEFPREDICT, I will tackle this challenge by providing a novel framework for linking global change, through its effects on biodiversity, to ecosystem functions. My approach builds on three recent developments, each transformative in itself but so far essentially unlinked to each other. First, community ecology has significantly progressed our ability to predict how abiotic drivers shape biodiversity. Second, trait-based ecology offers a tool for learning mechanisms behind ecosystem functions. Third, methods developed by climate scientists and statisticians provide tools for predictive model comparison and assessment in ecology, which have so far largely been lacking. Building on these advances, I will: (Objective 1) develop novel predictive models of the joint distribution of species and ecosystem functions that build on community and trait-based ecology (JEF models); (Objective 2) develop a novel toolbox of model comparison and assessment methods for comparing and testing for the predictive limits of ecological models; (Objective 3) apply the JEF models to unique long-term observational datasets. Through this joint approach, I will tease apart the relative roles of direct effect of the abiotic environment on ecosystem functions and the effects mediated by changes in biodiversity. This proposal balances high risk and high gain by aiming at the truly ambitious goal of establish the scope and limits for quantitative predictions of ecosystem functioning. These conceptual and methodological breakthroughs will open new horizons for global change research and provide tools urgently needed for a transformative change to ecologically sustainable societies.