Forschungsinitiative Blue Green Biodiversity

Eine Zusammenarbeit zwischen Eawag und WSL mit dem Ziel, die Biodiversität an der Schnittstelle von aquatischen und terrestrischen Ökosystemen zu erforschen.

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Aquatische und terrestrische Ökosysteme sind eng miteinander vernetzt und bereichern sich gegenseitig. Diese Hotspots der Biodiversität sind aber durch menschengemachte Veränderungen wie den Klimawandel, die Urbanisierung oder die intensive Landwirtschaft bedroht. Die Grafik illustriert, wie die beiden Lebensräume Wasser und Land ineinandergreifen und sich gegenseitig beeinflussen und welchen Fragen die Forschungsinitiative BGB nachgeht.

Wie verändert sich die Biodiversität?

Weltweit nimmt die Biodiversität dramatisch ab. BGB untersucht, wie sich die biologische Vielfalt in Raum und Zeit verändert – sowohl lokal, etwa an der Thur in der Schweiz, aber auch weltweit mithilfe von Datenarchiven und Satellitendaten. Die untersuchten Zeiträume erstrecken sich dabei von wenigen Jahrzehnten bis hin zu Millionen von Jahren.

Was beeinflusst die Artenvielfalt?

Landnutzungsänderungen wie intensivierte Landwirtschaft oder Urbanisierung, der Klimawandel, die Übernutzung der natürlichen Ressourcen oder invasive Arten verändern Lebensräume und bedrohen die Artenvielfalt. BGB untersucht, wie diese Faktoren die Artenvielfalt beeinflussen.

Wie sind terrestrische und aquatische Ökosysteme miteinander verbunden?

Ökosysteme im Wasser und an Land sind eng miteinander verknüpft. Ein Beispiel: Laub, das von Bäumen ins Wasser fällt, dient dort als Nahrung für Kleinstlebewesen. Diese werden von räuberischen Insektenlarven gefressen, die das Wasser nach ihrem letzten Larvenstadium verlassen. An Land dienen diese besonders nahrhaften Insekten Vögeln als Nahrung. BGB hat zum Ziel, diese vernetzte Biodiversität ganzheitlich zu untersuchen.

Wie lässt sich die Biodiversität fördern und schützen?

BGB will praktische Empfehlungen für Praxis und Politik entwickeln, um den Verlust der biologischen Vielfalt so rasch als möglich zu stoppen oder zumindest zu verringern. Wie können in Siedlungen Lebensräume durch blau-grüne Infrastruktur vernetzt werden? Oder wie sieht erfolgreiche Biodiversitätspolitik aus?

Die biologische Vielfalt ist für das menschliche Leben und Wohlergehen unverzichtbar. Neben dem Klimawandel ist der Verlust an Biodiversität und den damit verbundenen Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen eine der grössten Herausforderungen für die Menschheit. Um diesen Verlust einzudämmen oder gar umzukehren, sind weitere Forschung und Massnahmen von entscheidender Bedeutung. Der ETH-Rat finanziert darum die Forschungsinitiative Blue Green Biodiversity (BGB) an der Schnittstelle von Wasser und Land, um dieses drängende wissenschaftliche und gesellschaftliche Problem anzugehen. Er will damit die interdisziplinäre Biodiversitätsforschung zwischen WSL und Eawag stärken, aber auch innerhalb des ETH-Bereichs und darüber hinaus. Ziel ist es, die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Artenverlust und den Veränderungen der Biodiversität so schnell wie möglich zu verstehen und darauf zu reagieren.

Im Jahr 2020 wurden die wichtigsten Forschungsfragen und -projekte identifiziert. Die Projekte starten im August 2020 mit dem Ziel, möglichst rasch Ergebnisse zu liefern. Der Fokus liegt auf der Analyse von vorhandenen Daten, um aktuelle Fragen der Biodiversitätsforschung an der Schnittstelle von aquatischen und terrestrischen Ökosystemen zu beantworten, sowohl durch Grundlagen- wie auch durch angewandte Forschung. Die Ausschreibung BGB 2020 umfasst 13 bewilligte Forschungsprojekte, mit denen Post-Doktoranden für ein Jahr finanziert werden.

Aufbau einer Forschungscommunity, die Beobachtung von aktuellen Entwicklungen (horizon scanning) und das Setzen von Prioritäten, um neue Kollaborationen zu etablieren und rechtzeitig auf Probleme zu reagieren.
Analyse von vorhandenen Daten und Modellierung, um einen besseren Einblick in die Ähnlichkeiten und das Zusammenspiel von aquatischen und terrestrischen Systemen zu gewinnen.
Öffentlichkeitsarbeit und Wissenstransfer, um die Ergebnisse an die Praxis und die breite Öffentlichkeit zu vermitteln.

Projekt 1	The architecture of community structure, functional traits and trophic networks across blue-green ecosystems Projektleitung: Prof. Dr. Florian Altermatt (Eawag) und Prof. Dr. Loïc Pellissier (WSL) Postdoc: Hsi-Cheng Ho Zusammenarbeit: Jakob Brodersen (Eawag), Martin Gossner (WSL), Catherine Graham (WSL), Ole Seehausen (Eawag), Niklaus Zimmermann (WSL)
Projekt 2	Blue-green infrastructure for blue-green lives: modelling use and colonization credit of an ecological infrastructure to inform evidence-based amphibian conservation Projektleitung: Dr. Ariel Bergamini (WSL) und Prof. Dr. Christoph Vorburger (Eawag) Postdoc: Helen Moor Zusammenarbeit: Simon Egger (canton of Aargau), Rolf Holderegger (WSL), Benedikt Schmidt (info fauna karch & UZH)
Projekt 3	Analysing recent developments in abundance, biomass and species richness of aquatic and terrestrial insects in Switzerland Projektleitung: Dr. Kurt Bollmann (WSL) und Dr. Nele Schuwirth (Eawag) Postdoc: Friederike Gebert Zusammenarbeit: Martin K. Obrist (WSL), Florian Altermatt (Eawag)
Projekt 4	Contrasting patterns and processes of biological invasions in blue versus green ecosystems Projektleitung: Dr. Eckehard Brockerhoff (WSL) und Dr. Marco Baity-Jesi (Eawag) Postdoc: Agnieszka Sendek Zusammenarbeit: Florian Altermatt (Eawag), Martin Bader (WSL), Martin Gossner (WSL), Martin Obrist (WSL), Andrew Liebhold (US Forest Service / CULS), Hanno Seebens (Senckenberg Biodiv. & Climate Res.), Piet Spaak (Eawag), Christoph Vorburger (Eawag), Thomas Wohlgemuth (WSL)
Projekt 5	Testing the generality of biotic homogenization by human impact in aquatic and terrestrial ecosystems Projektleitung: Dr. Martin M. Gossner (WSL) und Prof. Dr. Florian Altermatt (Eawag) Posdoc: Mark Wong Zusammenarbeit: Jakob Brodersen (Eawag), Catherine Graham (WSL), Heike Lischke (WSL), Marco Moretti (WSL), Loïc Pellissier (WSL), Ole Seehausen (Eawag), Thomas Wohlgemuth (WSL), Niklaus E. Zimmermann (WSL)
Projekt 6	Evaluating temporal community structure as a function of environmental variables acting at different scales Projektleitung: Prof. Dr. Catherine Graham (WSL) und Dr. Blake Matthews (Eawag) Postdoc: Shyamolina Ghosh Zusammenarbeit: Martin Gossner (WSL), Heike Lischke (WSL), Anita Narwani (Eawag), Christian Rixen (WSL), Ole Seehausen (Eawag), Sarah R. Supp (Denison University), Thomas Wohlgemuth ( WSL), Niklaus E. Zimmermann (WSL)
Projekt 7	How has Swiss biodiversity policy been performing over the last 30 years? Projektleitung: Prof. Dr. Felix Kienast (WSL) und Dr. Manuel Fischer (Eawag) Postdoc: Ueli Reber Zusammenarbeit: Rolf Grütter (WSL), Anna Hersperger (WSL), Karin Ingold (Eawag), Olga Koblet (Univ. Zürich), Ross Purves (Univ. Zürich)
Projekt 8	Predator coupling of aquatic and terrestrial ecosystems: the importance of nutritional diversity of prey Projektleitung: Dr. Blake Matthews (Eawag) und Prof. Dr. Catherine Graham (WSL) Postdoc: Ryan Shipley Zusammenarbeit: Jakob Brodersen (Eawag), Martin Gossner (WSL), Ryan Shipley (MPI-AB), Christine Weber (Eawag)
Projekt 9	Blue-green infrastructure for biodiversity enrichment in human-dominated landscapes Projektleitung: Prof. Dr. Max Maurer (Eawag) und Dr. Janine Bolliger (WSL) Postdoc: Giulia Donati Zusammenarbeit: Peter Marcus Bach (Eawag), Achilleas Psomas (WSL)
Projekt 10	Warming-related community turnover in terrestrial and freshwater ecosystems Projektleitung: Dr. Anita Narwani (Eawag) und Dr. Christian Rixen (WSL) Postdoc: Imran Khaliq Zusammenarbeit: Jakob Brodersen (Eawag), Martin Gossner (WSL), Catherine Graham (WSL), Blake Matthews (Eawag), Loïc Pellissier (WSL), Francesco Pomati (Eawag), Ole Seehausen (Eawag), Florian Zellweger (WSL), Niklaus E. Zimmermann (WSL)
Projekt 11	Global remotely sensed phenology: A unifying Essential Biodiversity Variable for assessing the linkage between aquatic and terrestrial ecosystems Projektleitung: Dr. Daniel Odermatt (Eawag) und Dr. Yann Vitasse (WSL) Postdoc: Jelle Lever Zusammenarbeit: Alexander Damm-Reiser (University of Zurich), Petra D’Odorico (WSL), Arthur Martin Gessler (WSL), Luis Gilarranz (Eawag), Christian Ginzler (WSL)
Projekt 12	Biodiversity assembly in blue and green ecosystems: speciation versus immigration Projektleitung: Prof. Dr. Ole Seehausen (Eawag) und Prof. Dr. Niklaus E. Zimmermann (WSL) Postdoc: Luiz Jardim de Queiroz Zusammenarbeit: Florian Altermatt (Eawag), Jakob Brodersen (Eawag), Catherine Graham (WSL), Blake Matthews (Eawag), Loïc Pellissier (WSL), Lukas Rüber (NMBE)
Projekt 13	Assessing richness differences between blue and green systems by quantifying biodiversity turnover along global gradients Projektleitung: Prof. Dr. Niklaus E. Zimmermann (WSL) und Prof. Dr. Ole Seehausen (Eawag) Postdoc: Ian McFadden Zusammenarbeit: Florian Altermatt (Eawag), Blake Matthews (Eawag), Martin Gossner (WSL), Catherine Graham (WSL), Nicolas Gruber (ETHZ), Martina Hobi (WSL), Loïc Pellissier (WSL), Meike Vogt (ETHZ), Tom Wohlgemuth (WSL)

Ab 2021 starten längerfristige Forschungsprojekte mit neuen Experimente, Feldstudien und Datenerhebungen. Diese Projekte sollen die Themen von BGB 2020 weiterentwickeln und auf neue Spitzenforschung und angewandte Fragen ausdehnen, für die noch keine Daten vorliegen.

Blau: Forschungs- und Ausbildungsprojekte mit einem Doktorat
Grau: Umsetzungsprojekte

Projekt 1	Blue-green stormwater infrastructure meets biodiversity in the city (Benefit) Projektleitung: Dr. Lauren Cook (Eawag) und Dr. Marco Moretti (WSL) Zusammenarbeit: João P. Leitão (Eawag), Florian Altermatt (Eawag), Nicole Bauer (WSL), Anna Hersperger (WSL)
Projekt 2	Food-webs across aquatic-terrestrial environments in forests in the face of climate change Projektleitung: Prof. Dr. Martin Gossner (WSL) und Prof. Dr. Carsten Schubert (Eawag) Zusammenarbeit: Marco Moretti (WSL), Marco Lehmann (WSL), Matthias Saurer (WSL), Catherine Graham (WSL), Loïc Pellissier (WSL), Florian Altermatt (Eawag), Jakob Brodersen (Eawag), Blake Matthews (Eawag), Anita Narwani (Eawag), Ole Seehausen (Eawag), Christoph Vorburger (Eawag), Andreas Bruder (SUPSI)
Projekt 3	Species interactions in beaver engineered habitats link lund-water ecosystem processes Projektleitung: PD Dr. Anita Risch (WSL) und Dr. Francesco Pomati (Eawag) Zusammenarbeit: Aline Frossard (WSL), Steffen Boch (WSL), Chris Robinson (Eawag), Christof Angst (Biberfachstelle CH), Thomas Kreienbühl (Ecqua), Silvan Minnig (umweltbildner.ch)
Projekt 4	Blue-Green Cyanobacteria: Diversity, Toxins und alpine Tourism Projektleitung: Prof. Dr. Christoph Scheidegger (WSL) und Dr. Elisabeth Janssen (Eawag) Zusammenarbeit: Sabine Fink (WSL)
Projekt 5	Assessing und designing blue-green conservation strategies for the 21st Century in Switzerlund Projektleitung: Prof. Dr. Niklaus Zimmerman (WSL) und Prof. Dr. Ole Seehausen (Eawag) Zusammenarbeit: Florian Altermatt (Eawag), Jakob Brodersen (Eawag), Anita Narwani (Eawag), Blake Matthews (Eawag), Loïc Pellissier (WSL), Catherine Graham (WSL), Rolf Holderegger (WSL), Martin Gossner (WSL), Kurt Bollmann (WSL), Michael Nobis (WSL), Philipp Brun (WSL)
Projekt 6	The land-water-scape: Capacity building across the blue-green interface Projektleitung: Florian Altermatt (Eawag) und Prof. Dr. Rolf Holderegger (WSL) Zusammenarbeit: verschiedene Wissenschaftler des BGB-Programms
Projekt 7	Enhancing residents’ understanding of blue-green biodiversity through participatory interventions und social learning: A key for successful river restoration planning und implementation Projektleitung: Dr. Matthias Buchecker (WSL) und Dr. Nadja Contzen (Eawag) Zusammenarbeit: Janine Bolliger (WSL), Christopher Robinson (Eawag)
Projekt 8	BlueGreenNet - Social-ecological networks to enhance biodiversity in peri-urban regions Projektleitung: Dr. Manuel Fischer (Eawag) und PD Dr. Janine Bolliger (WSL) Zusammenarbeit: Peter Bach (Eawag), Adrienne Grêt-Regamey (ETH), Sabine Hoffmann (Eawag), Achilleas Psomas (WSL)

Global analysis of the phenology of supply and demand for n-3 long-chain polyunsaturated fatty acids in consumer diets and its relationship to consumer fitness
Projektleitung: Blake Matthews, Daniel Odermatt, and J. Ryan Shipley (Eawag)
Dauer: 01.09.2021 - 30.08.2022
Zusammenarbeit:
Luis J. Gilarranz (Eawag), Cornelia Twining (Eawag), Jelle Lever (WSL), Catherine Graham (WSL) and Yann Vitasse (WSL)
Förderorganisation: Eawag

Living Lab Bern: Establishing a pre-urbanisation baseline
Projektleitung: Max Maurer (Eawag)
Co-Projektleiter: Lauren Cook, Peter M Bach, João Leitão (Eawag)
Dauer: 09.2021 - 09.2022
Zusammenarbeit:
Marco Moretti, Janine Bolliger, Anna Hersperger, Matthias Buchecker (WSL), Nadja Contzen, Manuel Fischer (Eawag), Stephanos Anderski, Frank Marti, Judith Dobmann (Stadt Bern)
Förderorganisation: Eawag

Biodiversity assembly in blue and green ecosystems: speciation versus immigration
Projektleitung: Ole Seehausen (Eawag)
Co-Projektleiter: Niklaus Zimmermann (WSL)
Postdoc: Luiz Jardim de Queiroz
Dauer: 01.09.2021 – 31.06.2022
Zusammenarbeit:
Carmela Dönz, Soraya Villalba, Roman Alther, Špela Borko, Ian R. McFadden, Thomas Schmitt, Florian Altermatt, Jakob Brodersen, Martin Gossner, Catherine Graham, Blake Matthews, Loïc Pellissier, Lukas Rüber
Förderorganisation: Eawag

BIOMONDO - Towards Earth Observation supported monitoring of freshwater biodiversity
Projektleitung: Petra Philipson, coordinator (Brockmann Geomatics)
Postdoc: Jelle Lever
Dauer: 2021-2023
Zusammenarbeit:
Daniel Odermatt (Eawag), Consortium of Brockmann Geomatics, Brockmann Consult, Eawag, PBL, and Deltares
Förderorganisation: European Space Agency

Seasonal changes and recovery from extreme climatic events as indicators of ecosystem stability and impending regime shifts
Projektleitung: Jelle Lever (WSL)
Co-Projektleiter: Yann Vitasse & Arthur Gessler (WSL)
Dauer: 2021-2022
Förderorganisation: SwissForestLab

Blue Green Biodiversity
Forschungsinitiative von Eawag & WSL