AG Hochgebirgsforschung

Forschung & Projekte

  • Forschergruppe 2358: Mountain Exile Hypothesis: How humans benefited from and re-shaped African high altitude ecosystems during Quarternary climatic changes. An Ethiopian-European Joint Project. (Seit 2016, jetzt in Phase 2)

    Sprecher: Georg Miehe, Thomas Nauss, Lars Opgenoorth (Fachbereiche Geographie und Biologie, Universität Marburg), Sebsebe Demissew, Zerihun Woldu, Seifu Kebede, School of Life Sciences, Addis Ababa University. Koordinatoren: Katinka Thielsen, Fachbereich Geographie, Philipps Universität Marburg, Mekbib Fekadu, School of Life Sciences, Addis Ababa University  

    Phase 1: 2016 - 2019 

    Projektbeschreibung: High altitude ecosystems are still widely perceived as natural and anthropogenic transformation is generally considered to be concentrated on lower elevations and late. However, recent studies challenge this view and for quaternary environmental science and prehistory, the question where humans retreated to during the driest intervals of the last 20 ka when lowlands may have become uninhabitable is still demanding. Based on previous own and third-party research and a total of four reconnaissances to the study area as part of the preparation of this research unit, we challenge the initially stated long-held belief. Given the higher humidity of the African mountains archipelago, the afro-alpine environments are a potential glacial refuge not only for plants and animals, but also for humans. Among others, this idea is backed up by the facts that - highland people of Ethiopia are genetically adapted to high altitude hypoxia which indicates their presence at least in parts of the higher areas over evolutionary time scales. - surface scatters of stone artefacts showing heavy abrasion have been found during the most recent reconnaissance trip between 3,700 and 4,100 m which for the first time likely indicates the presence of stone working people on the Sanetti Plateau. - the mosaic of isolated groves of Erica trimera across the plateau cannot be explained by climatic gradients but indicates a human induced and fire-based shaping of the afro-alpine heathlands. As a consequence, we postulate not a late but early afro-alpine occupation expressed as the “Mountain Exile Hypothesis”. Hence, the research unit will focus on reconstructing the natural and the anthropogenic history of this afro-alpine environment in space and time and the identification and quantification of the natural and anthropogenic drivers and processes that shaped the ecology evolution of the research area. To tackle the research questions arising from the Mountain Exile Hypothesis and to test the hypothesis itself, a multi-disciplinary and multi-proxy approach which combines established as well as newly developed and complementing methods has been designed which focuses on both the - human side of environmental change (P1 – Archeology and Archeozoology, P2 – Anthrosols and Intensity of Human Occupation) and the - natural side of environmental change (P5 – Paleoclimatology, P6 – Glacial Chronology and P7 – Ground Beetles as a Human-Independent Paleoproxy). The respective investigations are bridged by paleoecological investigations (P4 – Paleoecology) which focus on pollen, spores and macrofossil analyses and discriminate the human and natural signals. To complete the scientific inventory required to address the overall objectives, relevant baseline environmental and ecological information is provided (P3 – Environmental Baseline Assessment) and all datasets are combined as part of a central scientific analysis and synthesis platform, the BalePaleoGIS (C2 – Central Scientific Services).

  • Workshop und Exkursion zur Vorbereitung eines interdisziplinären bhutanesisch-deutschen Forschungsvorhabens „Patterns of alpine species diversity in the Eastern Himalaya of Bhutan“ (DFG-Az: Mi 271/35)

    In Zusammenarbeit mit dem National Biodiversity Center Serbithang, Royal Government of Bhutan, David Long (RGB Edinburgh), Joachim Schmidt (Rostock), Lars Opgenoorth, Jürgen Kluge, Matthias Hartmann (Erfurt), Lukas Lehnert und Tiziana Koch: 

    Die Durchführbarkeit eines geplanten Forschungsverbunds und Optimierung von Synergien zwischen europäischen und bhutanesischen Arbeitsgruppen sollen auf einem Workshop in Bhutan, organisiert vom National Biodiversity Centre, Serbithang,  diskutiert und mit der Unterzeichnung eines „Memorandum of Understanding“ abgesichert werden. Auf einer gemeinsamen 13-tägigen Vorexkursion soll die Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen getestet und die Wahl des Untersuchungsgebietes sowie die Hypothesen diskutiert werden.

    Die 5 Hypothesen des geplanten Verbundvorhabens sind:
    (1) Trägt das Alpin des bhutanesischen Himalaya wesentlich zum Artenreichtum des Biodiversity Hotspot bei oder ist der Hotspot im Alpin eher artenarm?
    (2) Lassen sich aus den heutigen Verbreitungs- und Diversitätsmustern der alpinen Biota Aussagen über die Entwicklungsgeschichte des Alpin im Osthimalaya als Folge seiner Hebungsgeschichte ableiten? (3) Welche Bedeutung haben pleistozäne Klimaschwankungen für die Genese eines Biodiversitäts-Hotspots in einem multizonalen Hochgebirge?
    (4) Wie ist Feuchtigkeit mit Artenreichtum verschiedener Gruppen in alpinen Ökosystemen korreliert? Welche Rolle spielen dabei lokale Niederschlagssummen, deren jahreszeitliche Verteilung und externale Quellen wie Gletscher und Firnfelder?
    (5) Sind natürliche Alpin-Biozönosen oder alpine Kulturlandschaften artenreicher?  

  • Mountain Biodiversity Transect Studies in NW-Myanmar (Kachin State, Saramati) – a stepping stone towards the “Island Biogeography of Alpine Biota in the Southeast Himalayan Biodiversity Hotspot” (DFG  Az Mi 271/30-2)

    Zusammen mit: Dr. Jürgen Kluge, Prof. Dr. Thomas Nauss, und Dr. Lars Opgenoorth in Zusammenarbeit mit dem Federal Ministry of Environmental Conservation and Forestry, Myanmar

    The centre of the Southeast Himalayan Biodiversity Hotspot and its southern periphery of stepping-stone – like sky mountains in northern Myanmar is supposedly the species richest yet largely unknown area of the northern hemisphere. A Myanmar-German pilot initiative intends to continue with a second plot-based biodiversity transect assessment of 6 months fieldwork, bridging Mt. Victoria (21°53’N, inventory 2012) with Mt. Saramati (25°44’N) and Hponkan Razi/Hponying Razi area (27°42’N). In parallel a second transect of 5 climate stations is installed. This first assessment of Southeast Asian mountain vegetation with a complete inventory of seed plants and ferns from tropical lowland forest to alpine shrubland (4000 m) is the precondition to analyse
    (1) species richness and assembly patterns along elevational gradients at the interface of the Palaetropic and Holarctic floristic realm, leading to
    (2) the detection of distribution patterns which may mirror the impact of Quaternary climate dynamics, allowing finally
    (3) the reconstruction of Quaternary climates.

    Our hypotheses are:
    (1) Species richness patterns differ from other tropical mountain systems as well as from gradients within the Himalayas,
    (2) The detection of a southward stretching high altitude corridor or isolated summit populations of Himalayan plants show whether the area remained ecologically stabile,
    (3) Cooling opened gateways for Himalayan taxa towards the south and warming would have largely extinguished the Holarctic set through upslope migrating tropical forests if not mega-herbivores would have saved open sites for a set of light demanding Himalayan plants. Along with digital elevation models and using the species specific temperature and humidity envelopes, a first estimate of the status quo ante of climatic conditions can be estimated using GIS based niche models. A second and independent approach uses molecular genetics to derive the Quaternary history of alpine model species and to use these histories to test whether the alpine habitat has been stable and to derive the status of the Pleistocene migration corridors. Capacity building in Myanmar is organized in cooperation with the Royal Botanic Garden Edinburgh.

  • Mountain Biodiversity Transect Studies of Mt. Victoria (Natma Taung National Park, Chin State, Myanmar) – a stepping stone towards the “Island Biogeography of Alpine Biota in the Southeast Himalayan Biodiversity Hotspot” (DFG  Az Mi 271/30-1)

    Zusammen mit: Dr. Jürgen Kluge und Prof. Dr. Thomas Nauss, in Zusammenarbeit mit dem Federal Ministry of Environmental Conservation and Forestry, Myanmar

    A Myanmar-German research initiative intends to launch a multidisciplinary long term research program on the “Island Biogeography of Alpine Biota in the Southeast Himalayan  Biodiversity Hotspot” with a kick-off field campaign (Oct – Dec. 2012) at  Mt. Victoria (Natma Taung National Park) as the southernmost Holarctic mountain island of Southeast Asia emerging from Palaeotropic lowland forest at 400 m asl. into Holarctic Himalayan sub-alpine open woodlands at 3050 m asl. This distribution gap of 900 km in the archipelago of the Himalayan periphery is a test site to link distributional species patterns and Quaternary climate dynamics,  answering the question whether the area was an “Ecological Extremely Stable Area” or not. The final goal of the research scheme has its precondition in the assessment of plant distribution patterns  and their ecoclimatological context. Therefore the first step goals of the present initiative are: 

    1) to test the feasibility of the chosen mountain biodiversity assessment technique and

    2) to evaluate the distribution of plant species along a gradient crossing the border between two floristic realms. Fieldwork includes one transect with 16 elevational steps and 48 plots between 400 and 3000 m asl. in parallel with a transect of 4 climate stations.

    Our hypotheses are:
    1) Species turnover between Palaeotropic  and Holarctic assemblages is not gradual, but has a temperature driven step-like threshold.
    2) The detection of distribution gaps and the definition of their climatic thresholds allow to reconstruct regional palaeo-climate scenarios.

  • Förderprogramm 2011-2014 "Globaler Wandel und Degradation in Weideländern des tibetischen Hochlandes: Entwicklung und Erprobung eines integrierten Bioindikationssystems - PaDeMoS". Teilprojekt 3. (BMBF Förderprogramm "Tibet und Zentralasien: Monsun-Dynamik und Geoökosysteme")

    Zusammen mit: PD Dr. Karsten Wesche, Senckenberg Görlitz

    Zusammenfassung: Auf dem tibetischen Plateau hat jahrtausendealte mobile Tierhaltung zur Ausbildung weidetoleranter Artengemeinschaften geführt. In neuerer Zeit wird der Beweidungsdruck durch die wachsende Bevölkerung, aber auch durch Regierungskampagnen zur Sesshaftmachung erhöht, die Folge ist die Zerstörung der Weideländer und der schützenden Bodendecke. Hinzu kommen Effekte sich ändernden Klimas. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist die Entwicklung eines integrierten Indikatorsystems für die Weidequalität im tibetischen Hochland, das eine Dokumentation des Ist-Zustandes und ein zuverlässiges Monitoring der Veränderungen ermöglicht. Dazu werden ausgewählte biotische Indikatoren überprüft und mit Fernerkundungsdaten verknüpft, um ein web-basiertes Pasture Degradation Monitoring System (PaDeMoS) zu entwickeln. In einem gemeinsamen Beobachtungsnetz werden insgesamt 4 Teilprojekte auf übereinstimmenden Kernflächen in 23 repräsentativen Untersuchungsgebieten arbeiten, die die wesentlichen Klimabedingungen auf dem östlichen Plateau repräsentieren. Dabei werden jeweils im gegebenen Untersuchungsgebiet entlang von Transekten degradierte und nicht degradierte Bestände verglichen. Die plot-basierten Untersuchungen werden mit Hilfe von Fernerkundungsmethoden auf größere räumliche und auch zeitliche Skalen übertragen.

    Vegetation und Beweidung: Die Vegetationsuntersuchungen bilden das Bindeglied zwischen den Studien an gemeinschaftlichen Kernflächen und der Landschaftsebene. Entlang der Transekte in repräsentativen Klimaregionen des tibetischen Hochlandes sollen unterschiedliche Degradationsstadien erfasst und klassifiziert werden. Die untersuchten Variablen umfassen hier Artenzahl und Evenness, Artenzusammensetzung, aber auch den Futterwert/Nährstoffgehalt ausgewählter Arten. Das wird zur Ableitung von Indikatorarten bzw. aggregierten Indikatoren führen, die sich dann leicht kartieren lassen und für großräumige Erfassungen zur Verfügung stehen. Die Vegetationsdaten werden mit der Fernerkundung auf die Meso- aber auch die Makroebene übertragen. Zusätzlich werden in diesem TP auch die Nährstoffpools im Oberboden untersucht, die zur Einschätzung der Beweidungseffekte, insbesondere auf die Pflanzennährstoffgehalte wichtig sind. Als wichtige Herbivorengruppe sind bodenwühlende Kleinsäuger zentrale Akteure und Indikatoren. In einem überwiegend anderweitig finanzierten Teilbereich werden die Artenzusammensetzung und Populationsdichten von Kleinsäugern an verschieden intensiv beweideten Stationen aufgenommen. Dabei wird der Schwarzlippen-Pfeifhase Ochotona curzoniae als Modellart einer intensiveren Populationsanalyse unterzogen, die auch nahrungsökologische Untersuchungen einschließt.

  • Workshop und Exkursion zur Vorbereitung eines interdisziplinären äthiopisch-deutschen Forschungsvorhabens „The Making of a Human Tropical Alpine Environment. The early „landnam“ of the Sanetti Plateau, Bale Mountains (South Ethiopia)“(DFG Az Mi 271/29).

    Zusammen mit: Dr. Lars Opgenoorth, Dr. Ralf Vogelsang, Prof. Dr. Thomas Nauss, Prof. Dr. Wolfgang Zech.

    Durchführbarkeit und Synergien eines interdisziplinären Vorhabens zur Erforschung der „Human Dimension of Global Change“ eines tropisch-alpinen Ökosystems sollen auf einem internationalen Workshop mit Exkursion in Äthiopien geprüft werden. Das vorgesehene Untersuchungsgebiet, das Sanetti Plateau (Bale Mts., Südäthiopien) ist das größte und gilt als das am wenigsten durch menschliche Eingriffe veränderte afroalpine Ökosystem.

    Wir stellen deshalb die Hypothese auf, dass Jagdfeuer früher Jäger den ursprünglichen Erica-Wald fragmentiert haben und seit 8 ka BP durch Weidewirtschaft eine pastorale Plagioclimax geschaffen wurde. Die übergreifende Frage ist, seit wann und in welchem Umfang Menschen ein alpines Ökosystem der Tropen verändert haben und ob diese Kulturlandschaftsgeschichte klimagesteuert ist.

  • Tibetan Plateau: Formation, Climate, Ecosystems: The  Making  of  a  Tibetan  Landscape. Identification of Parameters, Actors and Dynamics of the Pastoral Ecosystem. Proposal for an Integrative Study at the Kobresia pygmaea Ecosystem Research Station Kema. (DFG-Schwerpunktprogramm 1372)"Monitoring of vegetation dynamics in the ecosystem in relation to grazing intensity"

    zusammen mit: PD Dr. Karsten Wesche

    The Kobresia pygmaea pastures are the world’s largest ‘alpine’ ecosystem extending over 450 000 km² in the south-eastern Tibetan highlands. The golf course-like mats are supposed to effect the monsoon circulation through radiation feedback, they protect the headwaters of large rivers against erosion, and provide resources for the local pastoralists. The ecosystem is widely believed to be natural, but results from surveys, grazing exclosures and palaeo-ecological studies lead to the new hypothesis that the  Kobresia pygmaea ecosystem is a human-made environment. Livestock grazing causes the pre-dominance of species which have their main above-ground biomass below the  grazing reach of livestock; soil-dwelling mammals profit from the vegetation structure and stabilise the status quo. Matter and energy fluxes are thus controlled by livestock and small mammals.  We propose to test these hypotheses and their potential implications in factorial grazing ex-periments (livestock + pika excluded / only livestock excluded / only pika excluded / no ex-closure) at the research station Kema in the core area of the ecosystem. A network of 29 grazing exclosures covering a south-north transect of 1400 km is used for upscaling and supplements these data. Our objective is an assessment of grazing impact on vegetation dynamics, biomass allocation and water consumption. This application contains 2 modules being part of a closely integrated project of 4 modules (soil ecology, satellite supported mapping of grazing impact). Further modules (atmosphere observation & modelling, energy & gas fluxes, glacier dynamics) are connected within the framework of a common atmospheric-ecosystem-glacier project within TIP. The project continues cooperation with the Northwest Institute of Plateau Biology Xining, CAS, the Tibet University Lhasa, and the Yunnan University, Kunming.

  • "Herbarmanagement als biogeographische Voraussetzung für Paläoökologie und Ökosystemforschung in Tibet" (DFG:MI271/22)

    zusammen mit: Dr. Kerstin Bach, Dr. Jürgen Kluge

    Im Marburger Hochasien-Projektherbar werden die Pflanzenbeleg-Sammlungen unserer Forschungsexpeditionen der letzten 20 Jahre in einer Datenbank (MySQL/PHP) mit 66.723 Einträgen von Gefäßpflanzenbelegen verwaltet. Die Sammlung ist das Rückgrat unserer vegetationsökologischen Forschungsvorhaben in Hochasien. Ziel des hier beantragten Vorhabens ist, die Bestimmungsarbeiten in 12 Monaten so weit abzuschließen, dass

    1. für die größten Biome des Tibetischen Plateaus mit der Publikation von Vegetationsmonographien das bisher fehlende ökologische Basiswissen verfügbar ist,
    2. durch floristisch vollständige Vegetationsaufnahmen Kulturzeiger in Pollendiagrammen identifizierbar werden, um damit die Paläoökologie der Kulturlandschaft in Hochasien erst zu konkretisieren;
    3. mittelmaßstäbige Vegetationskarten von drei Untersuchungsgebieten in Tibet auf Grundlage plotbasierter floristisch vollständiger und bestimmter Artenlisten für Transferfunktionen zur Verfügung stehen;
    4. biogeographische Daten als Punktverbreitungskarten für die Rekonstruktion der quartären Klimageschichte webbasiert abrufbar sind und
    5. auf eine benutzerfreundliche Herbar-Datenbank Zugriff besteht.

    Unsere Vorarbeiten lassen drei für die Umweltforschung in Tibet neue und Mehrheitsmeinungen widersprechende Arbeitshypothesen zu:

    1. Das Tibetische Plateau entwickelt sich seit 8.000 Jahren zu einer durch Triftweide mobiler Tierhaltung geprägten Kulturlandschaft.
    2. Die (potenziell natürlichen) hygrischen und thermischen Grenzen der (Wacholder-) Wälder in Tibet sind bislang nicht bekannt, lassen sich aber anhand von Zeigerarten auch in baumlosen Ersatzgesellschaften bestimmen.
    3. Die jungquartäre Landschaftsgeschichte Hochasiens kann durch Disjunktionsmuster von Pflanzenarealen sichtbar gemacht werden.

  • "Paläoökologie des Himalayas im Spätquartär: Klimadynamik Vegetationsgeschichte und menschlicher Einfluss im Spiegel palynologisch-statistischer Untersuchungen an Geoarchiven Zentral-Nepals" (DFG:BE)

    zusammen mit: Frank Schlütz, Hermann Behling, Wolfgang Zech

    Der Himalaya nimmt hinsichtlich seiner geomorphologischen und biologischen Diversität eine weltweite Sonderstellung ein. Ziel unseres Vorhabens ist es, in Nepal beispielhaft raum-zeitliche Aussagen zur Paläoökoologie dieses Gebirges durch Zusammenarbeit der in Pollenanalyse, Bodenkunde und Biogeographie des Himalayas erfahrensten Arbeitsgruppen zu erarbeiten. Die bereits geochemisch analysierten Geoarchive sind entlang von Höhen- und steilen Feuchtegradienten (Äußerer-Innerer-Himalaya) sowie der Florengefälle ausgerichtet. Die spätquartäre Geschichte (15000 Jahre) dieser Gradienten soll hier mit Hilfe der Pollananalyse verfolgt und in eine methodenkritische Gesamtschau aller Proxydaten münden. Über multivariate statistische Analysen werden heutiges Klima, menschlicher Einfluss und rezente Pollenspektren miteinander verknüpft, mit den Pollendiagrammen und geochemischen Datenreihen korreliert und so die Paläoökologie rekonstruiert. Besonders gilt es, die gegenüber dem Monsun vernachlässigte Rolle westlicher Winterniederschläge für Entwicklung und Erhalt der Biodiversität herauszuarbeiten. Das Vorhaben erweitert maßgeblich unsere jahrelangen Studien im Himalaya; es ist innovativ hinsichtlich der statistischen Ansätze und der Ausweitung des palynologischen Formenschatzes.

  • "Biogeographische und phylogenetische Untersuchungen an Thermophis baileyi (WALL, 1907) - Ein neues paläoökologisches Proxy für das Tibetische Plateau" (DFG:MI271/21)

    zusammen mit: Dr. S. Hofmann, Prof. Dr. Thorstein Solhoy, Tsering Dorge

    Thermophis baileyi ist eine im Hochland von Tibet endemische monotypische Schlange, die derzeit nur von heißen Quellen bis 4.900 m Meereshöhe bekannt ist. Für ein poikilothermes Tier der Ektropen ist dies eine Extremleistung. Unsere Vorarbeiten geben Anlass zur Annahme, dass Kenntnisse der Habitatnutzung und Verbreitung der Art sowie ihrer Phylogeographie grundsätzlich neue Beiträge zur Umweltgeschichte des Tibetischen Plateaus liefern können.
    Folgende Szenarien dienen als Arbeitshypothesen:

    1. Die rezenten Vorkommen von Thermophis resultieren aus einer frühquartären Ausbreitung der Stammart und einer frühen Isolation von Populationen an heißen Quellen; die auskühlende Hebung kommt als Impuls dieser Anpassung in Frage.
    2. Die Isolation ist Ergebnis eines durch Abkühlung ausgelösten Rückzugs auf warme Quellen im Übergang Warmzeit/Kaltzeit. Nachfolgende Warmphasen hätten die Möglichkeit der Arealexpansion und des Genaustausches geboten.
    3. Falls tiefer gelegene und nicht an heiße Quellen gebundene Habitate identifiziert werden können, bieten ökologische Untersuchungen in diesen Biotopen Möglichkeiten der Paläoklima-Modellierung und in Vernetzung mit phylogeographischen Analysen eine paläoökologische Datierung mit Hilfe eines neuen Proxy.

    Die mehrmonatige Biotopkartierung sowie die populationsökologischen und phylogeographischen Untersuchungen dienen der Rekonstruktion der Umweltgeschichte Tibets und sind Teil der vom DAAD und der VW-Stiftung unterstützten Hochschulpartnerschaft Lhasa-Marburg.

  • "Identifikation von LGM-Refugien und maximaler Höhenstufenabsenkung in Südtibet durch biogeographisch-phylogenetische Untersuchungen an Hochgebirgs-Laufkäfern (Coleoptera, Carabidae)" (DFG:MI271/20)

    zusammen mit: Dipl.Biol. Joachim Schmidt, Dr. Ralf Bastrop, Prof. Dr. Jochen Martens

    Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung von Refugien und der Verlagerung von Biomen in Südtibet im letzten Hochglazial durch Eingrenzung der glazialen Refugialgebiete von hochmontanen und alpinen Laufkäfern (Coleoptera, Carabidae). Als Werkzeuge dienen 1) die Lage der rezenten Arealgrenzen der Laufkäfer-Taxa, 2) die verwandtschaftlichen Beziehungen zwischen geographisch streng vikariierenden, hochendemischen Taxa ausgewählter Laufkäfer-Monophyla und 3) die genetischen Beziehungen zwischen verschiedenen Populationen dieser Taxa. Die Arbeitsmethoden umfassen damit Kartierungsarbeiten im Yarlung Zhangbo Tal in Südtibet (88-95° E Gr) sowie phylogenetisch-morphologische und populationsgenetische Auswertungen. Folgende Arbeitshypothesen werden aufgestellt:

    Die rezenten Vorkommen von Laufkäfer-Artengruppen mit zahlreichen nah verwandten, hoch endemischen und geographisch vikariierenden Taxa sind das Resultat einer bereits im Tertiär erfolgten Ausbreitung der jeweiligen Stammarten und nachfolgender Isolation von Populationen im Zuge des Uplift des Himalaya-Tibet-Gebirgssystems und der quartären Klimaschwankungen. Alle heute existierenden Arten und Unterarten existierten im Gebirgsabschnitt schon vor dem Holozän.
    Bei der postglazialen Arealgenese dieser Taxa kam es in Südtibet sowohl zu horizontalen als auch zu vertikalen Arealverschiebungen. Wegen der engen Bindung der Arten an bodenfeuchte Standorte mussten die Arealverschiebungen den Tälern folgen, in denen auch die Glazialrefugien lagen. Die Refugien sind aus der Lage des rezenten Areals ableitbar, wenn dauerhafte genetische Isolation für die vikariierenden Taxa bzw. allopatrischen Populationen nachgewiesen werden kann.
    Die Lebensraumansprüche der Hochgebirgs-Laufkäfer haben sich im Laufe des Holozäns nicht verändert und lassen Rückschlüsse auf die klimatischen Verhältnisse und die Vegetationsbedeckung in den Refugialgebieten zu.
    Große Teile Südtibets waren demnach vermutlich auch im LGM weder eisbedeckt noch Kältewüste und konnten durch Bodenarthropoden besiedelt werden. Im Yarlung Zhangbo Tal persistierte noch westlich Xigaze eine hochalpine Fauna.
    Aus der Lage der Refugialareale stenöker Arten im Vergleich zu heute und unter Berücksichtigung der geomorphologischen Ausgangssituation (maximale Höhe der Talsohle in einem Talsystem) lässt sich die maximale Höhenstufenabsenkung ableiten. Die Absenkung von Höhenstufen in Südtibet war vermutlich geringer als 1.000 m.

  • "Monitoring recent and reconstructing Holocene vegetation change around Nam Co Lake, Tibet, using palynofloras" (DFG:MI271/19)

    zusammen mit: Dr. Christoph Reudenbach, Dr. Mark Hermann, Dr. Frank Schlütz, Dr. Knut Kaiser, Prof. Dr. Volker Mosbrugger, Dr. Rahman Ashraf, Dr. Angela Bruch, Dipl.Geogr. Jasmin Nölling, Eva Bless, Nadine Hähnel, Lena Behrendes

    The project will develop and apply techniques which allow a consistent monitoring of Recent and reconstruction of late Quaternary vegetation change around Nam Co Lake. One major goal is to provide a vegetation map of the study area (in the scale 1:100.000) based on a multi sensor, multispectral, multitemporal remote sensing approach. Ground truth is based on floristically complete vegetation records (including transect records to identify human impact indicator plants and to quantify grazing impact/desertification). To test the stability and realibility of the derived algorithm a second lake basin (Xigetang Lake) 120 km N of Nam Co will be classified, too. Both maps serve as a tool for quantified spatial extrapolation from the spotwise palynological data. Palynofloras from surface samples will be extracted and their multivariate-statistical relationships with the surrounding vegetation types will be established. Moreover, airborne palynofloras will be sampled from April to October using Burkard Pollen Traps in order to establish the statistical relationships with the vegetation types and climate and to identify the phenology of the various plant groups. These results can then be used by the ITP Monitoring Programme to survey vegetation and phenology change over the next 10 years; they will also improve the reconstruction of Holocene vegetation change from palynofloras of Central Tibet.

  • "Molekulargenetische und holzkohleanalytische Untersuchungen zur jungquartären Waldgeschichte Südtibets am Beispiel von Wacholder" (DFG:MI271/18)

    zusammen mit: Lars Opgenoorth, Prof. Dr. Liu Jianquan, Prof. Dr. Birgit Ziegenhagen, Dr. Sascha Liepelt, Christina Mengel

    Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Klärung der jungquartären Landschaftsgeschichte von Waldinseln im Höhengrenzsaum des südtibetischen Gebirgswaldgürtels, insbesondere der glazialen Refugial- und postglazialen Rückwanderungsgeschichte am Beispiel von Wacholder. Folgende Arbeitshypothesen des Gesamtprojektes (Mi 271/15) sollen dabei überprüft werden:
    Vorkommen und Dynamik fragmentierter Wacholder Waldbiozönosen in Südtibet sind Teil einer durch tektonische Hebung und holozäne Austrocknung beeinflussten Kulturlandschaftsentwicklung.
    Das östliche Yarlung Zhangbo Längstal, die Meridionalen Stromfurchen und die Durchbruchsschluchten des Himalaya-Hauptkammes kommen als Glazialrefugien für Wald in Betracht. Das östliche Yarlung Zhangbo Längstal hat durch Relief und Meereshöhe die höchste Plausibilität.
    Bereits die Wiederbesiedlung durch Wacholder erfolgte unter der Anwesenheit des Menschen, spätestens aber seit dem Klimaoptimum wird der südtibetische Wacholder-waldgürtel durch Brand, Rodung und Beweidung zu den heutigen Waldinseln fragmentiert.

    Die Überprüfung der Arbeitshypothesen soll durch die Synthese von molekulargenetischen Methoden und Untersuchungen an Holzkohlehorizonten erreicht werden. Das Vorhaben ordnet sich in die weltweite Erforschung fragmentierter Biozönosen in Hochgebirgen ein. Die Untersuchungen erfolgen im Rahmen von Partnerschaftsabkommen mit dem Northwest Institute of Plateau Biology, CAS, Xining, und der Tibet University Lhasa.

  • "Aktuelle Dynamik und holozäne Landschaftsgeschichte fragmentierter Wald-Biozönosen in Tibet". Partnerschaftsvorhaben mit dem Northwest Plateau Institute of Biology, CAS, Xining, Qinghai, und der Tibet University Lhasa, China (DFG:MI271/15).

    zusammen mit: Dr. Knut Kaiser, Dr. Frank Schlütz, Jacqueline van Leeuwen, Prof. Dr. Liu Jianquan, Sonam Co, La Duo. Finanzierung: DFG; seit 2003

    Zusammenfassung: Struktur und Dynamik fragmentierter Wald-Biozönosen in der Osthälfte des tibetischen Hochlandes zwischen Qilian Shan im Norden und Himalaya im Süden sind Teil einer durch tektonische Hebung und holozäne Austrocknung beeinflussten Kulturlandschaftsentwicklung. Die postpleistozän aus dem Schluchtenrelief Osttibets wieder eingewanderten Wälder sind spätestens seit dem Klimaoptimum durch Rodung bis zu den heutigen inselhaften Relikten fragmentiert worden. Im südtibetischen Trockengebiet führten Entwaldung und Triftweide zur heutigen Hochgebirgshalbwüste. In Ost- und Nordost-Tibet hat sich entweder eine Harttorf-Decke aus alpinen Cyperaceen nach der Rodung in die potenzielle Waldstufe ausgedehnt, oder diese Harttorf-Decke hat die nacheiszeitliche Wiederbewaldung verzögert, so dass im zweiten Fall die Wiederbewaldung die Zerstörung der Harttorf-Decke voraussetzen würde. Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Klärung der aktuellen Dynamik und holozänen Entwicklungsgeschichte von Waldinseln und Triftweiden im Höhengrenzsaum des osttibetischen Gebirgswaldgürtels. Das Vorhaben ordnet sich ein in die weltweite Erforschung fragmentierter Biozönosen in Hochgebirgen. Das Ziel soll durch die Synthese der Ergebnisse von palynologischen, bodenkundlichen, biologischen und vegetationsgeographischen Teilprojekten erreicht werden: 1. Fortsetzung und Ausweitung der Untersuchungen zur aktuellen Vegetationsdynamik und Baumfähigkeit der Triftweiden und Cyperaceenmatten auf Dauerbeobachtungsflächen unter Weideausschluss (experimentelle Vegetationskunde) 2. Standortkundlich fokussierte, floristisch vollständige Inventur von Waldfragmenten und umgebenden Triftweiden (schwerpunktmäßig in Nordosttibet, ergänzend in Ost- und Südtibet) (Vegetationsgeographie, Geobotanik) 3. Bodenkundliche Untersuchungen zur Geschichte der Dynamik zwischen Wald und Cyperaceenmatten auf Harttorf (Bodenkunde) 4. Rekonstruktion der Umweltgeschichte des tibetischen Waldgrenz-Ökotons durch Interpretation datierter Pollendiagramme (Palynologie) 5. Molekularsystematische Untersuchungen zur Klärung der Arealentwicklung der Flora des osttibetischen Waldgrenzökotons sowie der Verwandtschaftsgrade der bestandbildenden Koniferen (Systematische Botanik).

  • "Heilige Wälder in Tibet: Experimentelle und standortkundliche Untersuchungen zum Waldpotential südtibetischer Trockengebiete." (DFG:MI271/11)

    zusammen mit: Volker Meng, La Duo, Sonam Co

    Partnerschaftsprojekt in Zusammenarbeit mit der Tibet University Lhasa und dem Forstbotanischen Garten der Universität Göttingen. Finanzierung: DFG, GTZ. Seit 1995.

    Zusammenfassung: Reliktbestände von Wacholdern heiliger Wälder geben Anlaß zu der Annahme, daß an Trockenheit angepaßte Koniferen im südöstlichen Teil des Tibetischen Plateaus bis mindestens 500 km westlich der aktuellen Grenze geschlossener Wälder wachsen könnten, wenn der Mensch und sein Vieh es zuließen. Im Rahmen des Forschungsprogramms soll diese Arbeitshypothese durch Wiederbewaldungsversuche auf eingezäunten Testflächen mit flankierenden Beobachtungen und Messungen nachgeprüft werden. Damit werden auch die standörtlichen und logistischen Möglichkeiten für spätere Aufforstungsprogramme zum Schutz der Wassereinzugsgebiete Südosttibets und zur Verbesserung der Brennholz- und Räucherwerkversorgung der Bevölkerung erprobt.

  • "Biodiversity and vegetation dynamics of forest and pastures in Southern Tibet under human impact and climate changes."

    Universitätskooperation mit der Tibet University Lhasa, A.R. Xizang, China

    Finanzierung: VW-Stiftung. Seit 2003

    Zusammenfassung: Übergeordnetes Ziel des Partnerschaftsprogramms ist es, die Umweltforschung an der Tibetan University zu stärken und damit Grundlagen für wissenschaftlich fundierte Umwelterziehung zu schaffen. Dieses Ziel soll erreicht werden, * durch gemeinsame Expeditionen in wenig erforschten Teilen Tibets, * durch gemeinsame Geländeübungen und LEhrveranstaltungen in Lhasa und Marburg * durch Gemeinschaftsforschung und freilandökologische Kurse in zu errichtenden Forschungsstationen und Dauerbeobachtungsflächen in den wichtigsten Ökosystemen Tibets Die Masse des Antragsvolumens dieses Antrags wird eingesetzt zum Ausbau der Infrastruktur für Forschung und Lehre am tibetischen Partnerinstitut. Um die von tibetischer Seite gewünschte Breite des Lehrangebots abzudecken, haben Dozenten aus fünf Instituten in Deutschland und Österreich ihre Mitarbeit zugesagt. Vorgesehen sind Kuse in Wissenschaftliche Arbeitsmethoden und Statistik, Vegetationskunde, Pollenanalyse, Pflanzensystematik und Taxonomie, Tierökologie und Hochgebirgsökologie, Bodenkunde und Geomorphologie, GIS und Fernerkundung. Gemeinsame Infrastrukturmassnahmen sind die Etablierung von Dauerbeobachtungsflächen mit Weideausschluss zur Untersuchung des anthropozoogenen Umwelteinflusses sowie der Bau von drei Forschungsstationen., in denen neben ökosystemaren Langzeituntersuchungen freilandökologische Kurse durchgeführt werden können. Dem Aufbau eines Herbariums an der Tibetan University Lhasa wird sowohl für die Umweltforschung als auch Umwelterziehung hohe Priorität eingeräumt.

  • "Vegetationskundliche Transektstudien in naturnahen Wäldern und alpinen Matten Bhutans (Südost-Himalaya)."

    Finanzierung: DFG, Arbeitsgemeinschaft für Vergleichende Hochgebirgsforschung. Seit 1998.

    Zusammenfassung: Die Vegetation des Himalaya ist bis jetzt nur als Bestandteil bergbäuerlicher Kulturlandschaften, also in Degradationsstadien natürlicher Wälder und alpiner Matten beschrieben. Das einzige Segment des Gebirgsbogens, das (neben weide- und feuerbeeinflußter Vegetation) noch ungestörte Vegetation hat, liegt in Bhutan und war bislang verschlossen. Nach über 20jährigen Vorarbeiten in gestörter Vegetation der pakistanischen, indischen, nepalesischen und chinesischen Himalaya-Regionen hat sich jetzt erstmals die Möglichkeit eröffnet, mit Unterstützung der Bhutanesischen Regierung und von Entwicklungsprojekten auf einer sechsmonatigen Expedition eine floristisch vollständige Inventur mensch-unbeeinflußter Wälder und Matten zwischen 1.000 und 5.000 m durchzuführen und Initialstadien der Weidebeeinflussung zu dokumentieren. An die Erstbeschreibung ungestörter Wälder und Matten schließt sich der Versuch an, grundsätzliche überregionale Fragen der Hochgebirgsforschung einer Klärung näherzubringen:

    • Können Gebirge zugleich "Biodiversity hotspots" und Auslöschungszonen sein ?
    • Steuert der Lebenszyklus des Bambus die Bestandesdynamik von Nebelwäldern?
    • Wie verändert Waldweide die Bestandesstruktur und Artendiversität von Naturwäldern?
    • Welche Schlußfolgerungen für die Lebensbedingungen von Wald ergeben sich aus der natürlichen Struktur der oberen Waldgrenze in Bhutan
    • Welche Unterschiede in Struktur- und Artendiversität bestehen zwischen den von Viehherden und den von Wildtierherden genutzten alpinen Matten?

  • "Pollenanalytische Untersuchungen zur Wald- und Umweltgeschichte des Südost-Himalaya, am Beispiel von Torfprofilen aus Nord-Bhutan."

    zusammen mit: Jacqueline van Leeuwen, Pim van der Knaap



    Im Rahmen 11-monatiger vegetationskundlicher Feldarbeiten in Bhutan (2000-01, gefördert durch die Reisebeihilfe Mi-271/11) hatten die Antragsteller die seltene Chance, 8 Torfprofile im Hohen Himalaya zwischen 2.200 und 4.500 m zu bergen. Im Gegensatz zum West- und Zentralhimalaya ist die Vegetationsgeschichte des Ost-Himalaya praktisch unerforscht.

    Im Rahmen des beantragten 2-jährigen Projekts sollen die ersten Pollendiagramme für den Bhutan-Himalaya erstellt werden. Probenahme, palynologische Analyse und Interpretation konzentrieren sich auf 3 Fragenkomplexe der Umweltgeschichte, die nicht nur neu für die Grundlagenforschung sind, sondern auch wirtschaftlich und z.T. kulturell wichtige Ressourcen Bhutans betreffen:

    (1)  Zum Einfluss des Menschen auf die mutmaßlich feuerbeeinflusste Vegetationsgeschichte der Bhutanesischen Zypresse (Cupressus cashmeriana)
    (2)  Zum Einfluss von Weidewirtschaft und Klimaschwankungen auf die Dominanzverhältnisse von hochmontanen Tannen- und Wacholderbeständen
    (3)  Zu Alter und Genese subalpiner Seggen-Weiderasen.

    Die Bearbeitung wird gestützt durch die pflanzensoziologische Dokumentation der aktuellen Vegetation und das Expeditionsherbar der Antragsteller sowie das Hochasien-Pollenherbar der Universität Göttingen. Die Pollenanalysen werden im Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern durchgeführt. Die Auswertung erfolgt in bewährter palynologisch-vegetationsökologischer Zusammenarbeit.

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