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Impacts of nitrogen and sulphur depositions alongside climate warming on Austrian grassland communities using data from the last 100 years
Vincent Forester
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Botany
Betreuer*in
Stefan Dullinger
DOI
10.25365/thesis.79055
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-14194.66727.941883-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Stickstoff- und Schwefeldepositionen sowie steigende Temperaturen stellen Veränderungen der wichtigsten Einflussfaktoren für die Artenzusammensetzung von Pflanzengemeinschaften dar. Industrialisierung und landwirtschaftliche Intensivierung haben in der Vergangenheit sowie in der Gegenwart zu Veränderungen der Stickstoff- und Schwefelemissionen geführt und damit die mit dem Klimawandel verbundenen Auswirkungen, wie den Biodiversitäts- und Lebensraumverlust, verschärft. In meiner Arbeit habe ich räumlich-zeitliche Daten dieser Einflussfaktoren zusammen mit Vegetationserhebungsdaten bestimmter österreichischer Vegetationstypen aus dem letzten Jahrhundert genutzt, um Zusammenhänge mit Hilfe von prädiktiven Random-Forest-Modellen zu untersuchen. Mit Schwerpunkt auf nährstoffarmen Graslandgemeinschaften wurden Vorhersagen für die Alpha-Diversität (Artenzahl pro Flächeneinheit) und verschiedene ökologische Indikatorparameter (Nährstoffe, Temperatur, Reaktion, Feuchtigkeit) auf der Grundlage von Anomalien bei der Stickstoff- und Schwefeldeposition sowie der Temperatur im Vergleich zu vorindustriellen Basiswerten getroffen. Der Anstieg der Stickstoffdepositionen hatte in den meisten Gemeinschaften einen leicht positiven Effekt auf die Alpha-Diversität und war mit einer Verschiebung hin zu einem nitrophileren Artenprofil verbunden. Der Anstieg der Schwefeldepositionen hingegen zeigte nur minimale Auswirkungen auf die Alpha-Diversität, was möglicherweise auf Störeffekte durch andere Variablen zurückzuführen ist. Überraschenderweise korrelierten sowohl Stickstoff- als auch Schwefeldepositionen mit einer Verschiebung hin zu einem basophileren Artenprofil; vermutlich ist dieses Ergebnis auf Korrelationen zwischen Variablen, insbesondere der Temperatur, zurückzuführen. Der Einfluss erhöhter Temperaturen auf die Alpha-Diversität variierte stark zwischen den Gemeinschaften, wobei Auswirkungen erhöhter Trockenheit vermutlich eine wichtige Rolle spielten. Darüber hinaus korrelierte der Temperaturanstieg schwach mit einer Verschiebung hin zu einem thermophileren Artenprofil, wobei stärkere Effekte in alpinen und subalpinen Vegetationsklassen beobachtet wurden; dabei war die Korrelation zwischen Temperaturanstieg und Feuchtigkeitsindikatoren weitgehend vernachlässigbar. Diese Ergebnisse geben nicht nur Aufschluss über die Auswirkungen chemischer Depositionen auf verschiedene Graslandgemeinschaften — ein relativ unerforschtes Forschungsgebiet, sondern liefern auch Erkenntnisse darüber, welche spezifischen Gemeinschaften durch chemische Depositionen und die Klimaerwärmung stärker gefährdet sein könnten.
Abstract
(Englisch)
Nitrogen and sulphur depositions as well as rising temperatures represent changes in key drivers of plant species composition brought about through both natural and anthropogenic activities. Industrialisation and agricultural intensification have caused changes in nitrogen and sulphur emissions both historically and presently, exacerbating effects linked to climate change, such as biodiversity and habitat loss. Here, we leveraged spatio-temporal data of these drivers alongside vegetation survey data of select Austrian vegetation types, stretching back almost a century, to study their relationships using predictive random forest models. With a focus on nutrient-poor grassland communities, predictions were made for alpha biodiversity (species number per plot) and various ecological indicator metrics (nutrients, temperature, reaction, moisture) on the basis of anomalies in nitrogen deposition, sulphur deposition, and temperature relative to pre-industrial baselines. The degree of the increase in nitrogen deposition had a slight positive effect on alpha biodiversity in most communities and was associated with a shift towards a more nitrophilic species profile. The degree of the increase in sulphur depositions, on the other hand, showed minimal effect on alpha biodiversity, potentially due to confounding effects from other variables. Unexpectedly, both nitrogen and sulphur depositions correlated with a shift towards a more basophilic species profile; it is speculated that correlations between variables, namely temperature, underpin this result. The effect of increased temperature on alpha biodiversity was found to vary strongly across communities, with effects of increased drying thought to play a prominent role. Increased temperature further correlated weakly with a shift toward a more thermophilic species profile, with stronger effects observed in alpine and subalpine vegetation classes, while the correlation between temperature increases and moisture indicators was largely negligible. These results shed not only light on the effects of chemical depositions on different grassland communities — a relatively unexplored area of research, but also provide insight on which specific communities may be more at risk by chemical depositions and climate warming.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Stickstoffdeposition Schwefeldeposition Temperaturanstieg Graslandgemeinschaften Alpha-Diversität Artenzusammensetzung
Schlagwörter
(Englisch)
Nitrogen deposition Sulphur deposition Temperature increase Grassland communities Alpha biodiversity Community composition
Autor*innen
Vincent Forester
Haupttitel (Englisch)
Impacts of nitrogen and sulphur depositions alongside climate warming on Austrian grassland communities using data from the last 100 years
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
52 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Stefan Dullinger
Klassifikationen
43 Umweltforschung > 43.03 Methoden der Umweltforschung und des Umweltschutzes ,
43 Umweltforschung > 43.11 Umweltüberwachung
AC Nummer
AC17617276
Utheses ID
77230
Studienkennzahl
UA | 066 | 832 | |