Universität zu Köln

Effects of climate variability and physical forcing on the diversity of aquatic organisms

Burgmer, Tanja (2009) Effects of climate variability and physical forcing on the diversity of aquatic organisms. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Item Type: Thesis (PhD thesis)
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    AbstractLanguage
    The International Panel on Climate Change reported globally 20 to 30 % of species to be prone to extinction. Nearly all ecosystems and taxonomic groups have been influenced by global warming. Not only mean temperatures have changed and are predicted to increase further, also the variability of climatic factors will change in their frequency and intensity and extreme events as floods and droughts will increase. Most described ecological consequences are shifts in species` ranges farther north or to higher altitudes and shifts in their phenology as earlier flowering in diverse plant species or earlier breeding of birds and amphibians. Both can imply further effects on species communities by disrupting interactions between species or trophic levels. This probably will alter community composition and diversity and possibly lead to regional or large scale species loss. In the presented study the effects of climatic variability on the diversity of aquatic organisms were investigated. The study combined time-series analyses with laboratory experiments in order to explore the impact of global warming on the community composition of different organism groups. Effects of warming could be detected in all three investigations. Macroinvertebrates in Swedish lakes did not respond in a simple direct way, but nevertheless 6% of the variation in community composition of that group could be attributed to temperature. However, responses were very species-specific as in the experimental studies with phytoplankton. Furthermore, influences of the large-scale atmospheric system, the North Atlantic Oscillation, could not be detected, while nevertheless, temperature influenced community composition, indicating that scale matters. Additionally, complex responses even occurred in relatively simple systems with artificial phytoplankton communities such that changes in communities induced by global warming remain difficult to predict. The presented study all in all supported that changes in communities occur and ecosystems will change with global warming. Anyhow relationships are not simple and how changes exactly occur could be differently generated by species-specific responses, changed interactions and complex dynamics.German
    Der Weltklimarat (International Panel on Climate Change) berichtet, dass global 20 bis 30 % der Arten vom Aussterben bedroht sind. Nahezu alle Ökosysteme und taxonomischen Gruppen sind von der Klimaerwärmung beeinflusst. Nicht nur mittlere Temperaturen haben sich geändert und werden laut Vorhersage auch weiter steigen, auch die Variabilität klimatischer Faktoren wird sich in ihrer Häufigkeit und Intensität ändern und Extremereignisse wie Überschwemmungen und Dürren werden zunehmen. Die am häufigsten beschriebenen ökologischen Konsequenzen sind die Verschiebungen der Lebensräume von Arten weiter nordwärts oder in höher gelegene Regionen und Verschiebungen in der Phänologie, wie frühere Blütezeiten bei diversen Pflanzen oder frühere Brut bei Vögeln und Amphibien. Beides kann weitere Effekte auf Artgemeinschaften durch unterbrochene Verbindungen zwischen Arten oder trophischen Ebenen haben. Das wird wahrscheinlich die Artzusammensetzung von Gemeinschaften und ihre Artenvielfalt verändern und möglicherweise zu regionalem oder weiträumigem Aussterben von Arten führen. In der vorgestellten Studie wurde der Effekt klimatischer Variabilität auf die Artenvielfalt aquatischer Organismengruppen untersucht. Die Studie kombinierte Zeitreihenanalysen mit Laborexperimenten, um den Einfluss der globalen Erwärmung auf die Artzusammensetzung verschiedener Organismengruppen zu erforschen. Effekte von Erwärmung konnte in allen drei Untersuchungen festgestellt werden. Makroinvertebraten in schwedischen Seen reagierten zwar nicht auf einfache und direkte Weise auf die Temperatur, dennoch konnte 6% der Variation in der Artengemeinschaft auf Temperaturbeziehungen zurückgeführt werden. Trotzdem waren die Reaktionen häufig artspezifisch wie auch bei den experimentellen Studien mit Phytoplankton gezeigt werden konnte. Weiterhin konnte, obwohl die Temperatur die Artzusammensetzung beeinflusste, kein Einfluss des groß-skaligen atmosphärischen Systems, der Nordatlantischen Oszillation auf diese gefunden werden, was zeigt, dass räumliche Skalen wichtig sind. Außerdem erschienen komplexe Reaktionen schon in relativ einfachen Systemen mit künstlichen Phytoplanktongemeinschaften, so dass es schwierig bleibt, Änderungen in Gemeinschaften induziert durch globale Erwärmung vorherzusagen. Generell unterstützt die Studie die Aussage, dass Änderungen in Artgemeinschaften auftreten und Ökosysteme sich mit der globalen Erwärmung ändern werden. Dennoch sind die Beziehungen nicht einfach und wie die Veränderungen sich ausprägen kann unterschiedlich beeinflusst werden durch artspezifische Reaktionen, veränderte Interaktionen zwischen Arten und komplexe Dynamiken in Ökosystemen.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Burgmer, Tanjatanja.burgmer@gmx.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-28927
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Klimawandel , Diversität , aquatisch , Phytoplankton , MakroinvertebratenGerman
    climate change , diversity , aquatic , phytoplankton , macroinvertebratesEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Botanisches Institut
    Language: English
    Date: 2009
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 23 June 2009
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 18 Nov 2009 14:42:11
    Referee
    NameAcademic Title
    Hillebrand, HelmutProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2892

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