Process-based models of biodiversity response to global change

Abstract

Die aktuelle Biodiversitätskrise ist unübertroffen. Ein verbessertes Verständnis und bessere Vorhersagen der Reaktionen von Biodiversität auf Veränderungen der Umwelt sind grundlegende Voraussetzungen um Biodiversität zu erhalten und politische Maßnahmen zum Biodiversitätsschutz zu verbessern. In der vorliegenden Dissertation werden verschiedene Modellierungsansätze präsentiert, die zu den folgenden Zielen beitragen: Ein Individuen-basiertes Modell für Populationsdynamik, das an verschiedene Kontexte angepasst werden kann, erlaubt Schlüsse darauf, wie der Erhalt von Populationen durch Habitatfragmentierung beeinflusst wird. Prozessbasierte Modelle, die artspezifische Eigenschaften, Biogeographie und Landnutzung – in diesem Fall Verkehrsinfrastruktur – verbinden, ermöglichen eine biologisch besser fundierte Bewertung möglicher Gefahren. Die Anwendung von prozessbasierten und phänomenologischen Modellen im Rahmen eines allgemeinen Modells ermöglichen verbesserte Prognosen der Reaktionen von Biodiversität auf Umweltveränderungen, insbesondere die Verschiebung von Verbreitungsgebieten als Konsequenz des Klimawandels.

The present biodiversity crisis is unmatched. Improving our ability to understand and predict biodiversity responses to environmental change is fundamental to conserve biodiversity and inform policies. This thesis presents several modeling frameworks to contribute to: clarifying how population persistence is affected in fragmented landscapes using an individual-based model of population dynamics that can be adapted to different contexts; moving towards a more biologically sound evaluation of threats, by bringing together process-based models that explicitly link species traits, biogeography, and land-use - in this case, the road infrastructure; improving projections of biodiversity response to environmental change, specifically range shifts in response to climate change, by applying process-based and phenomenological models under a common modeling framework.