Ökosystemmodellierung
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Katrin Meyer 206

Kontakt:

Dr. Katrin Meyer
Abteilung Ökosystemmodellierung
Büsgen-Institut
Georg-August-Universität Göttingen

Büsgenweg 4
37077 Göttingen
Tel: +49 (0)551 39-33795
Email: Katrin.Meyer*forst.uni-goettingen.de







Skalenübergreifende Konsequenzen individueller Variation in der Ökologie


Forschungsschwerpunkte:

Terrestrische Ökologie
ökologische Konzepte in Mikro- und Makroökologie, individuelle Interaktionen, Savannenökologie, zyklische Sukzession, multitrophische Interaktionen, unter-oberirdische Interaktionen, Pflanzenverhalten, Bakterieninteraktionen in der Phyllosphäre, Tropenoekologie

Individuenbasierte Modellierung
Simulationsmodellierung mit C++ und NetLogo, Populationsgefährdungsanalyse, Hochskalierung, Kombination empirischer und theoretischer Ansätze, musterorientierte Modellierung, Sensitivitätsanalyse, Vergleich von "bottom-up"- und "top-down"-Ansätzen in der Modellierung

Räumliche Ökologie
patch dynamics, räumliche ober- und unterirdische Konkurrenz, gitterbasierte Modellierung, räumliche Statistik


CV

2009 - Wiss. Assistentin (unbefristet), Uni Göttingen
2006 - 2008 Postdoc, NIOO-KNAW, Niederlande
2003 - 2006 PhD, Uni Jena
2000 - 2001 Student, Imperial College London
1997 - 2003 Diplom Biologie, Uni Marburg


Preise

2012 Campusemerge, 1. Preis
2012 Goettinger Preis Waldoekosystemforschung


Projekte:

Meine bisherigen und derzeitigen Projekte befassen sich mit den Konsequenzen individueller Variation für ökologische Prozesse auf größeren räumlichen und zeitlichen Skalen sowie auf höheren ökologischen Organisationsniveaus [16,17, 21]:

Klimawandelverursachte InvasionenFernausbreitung - der Schlüssel zum Invasionserfolg?
Durch die globale Erderwärmung können Pflanzen ihr Verbreitungsgebiet entlang des transeuropäischen Temperaturgradienten von Süd nach Nord verschieben. Dabei hängt der Erfolg der Invasion heimischer Lebensgemeinschaften auch von der relativen Ausbreitungs-geschwindigkeit (dispersal) der invasiven Pflanze und ihrer Feinde ab. Wir haben ein skalenexplizites Modell entwickelt, in dem sich die Populationsdynamik aus Interaktionen zwischen Individuen auf der Feldskala (wenige Hektar) ergibt. Die Populationsdynamik wird dann auf die regionale Skala extrapoliert, die sich von Süd- bis Nordeuropa erstreckt. Unsere Simulationen ergaben, dass Fernausbreitung und eine daraus resultierende Guerillataktik tatsächlich der Schlüssel zum klimawandelinduzierten Invasionserfolg von Pflanzen ist, – allerdings können die ‚Guerilla‘-Pflanzen (und damit die Invasion) durch sich außergewöhnlich schnell ausbreitende Feinde aufgehalten werden [Meyer et al. in prep.].
> Doktorandin Janina Radny
> Masterarbeit Mijke van Oorschot ("cum laude")
> Masterarbeit Tanja Gebershagen
> in Kooperation mit Wim van der Putten, Nederlands Instituut voor Ecologie NIOO-KNAW, Niederlande, und Katja Tielbörger, Universität Tübingen
> gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG


Bakterien auf BlattÖkologische Konzepte und bakterielle Individualität in der Phyllosphäre
Einige wenige ökologische Konzepte und Theorien wie die Nische oder die Inselbiogeographie-Theorie wurden bereits auf blattbewohnende Bakterienkolonien angewandt. Jedoch bleibt viel Raum für mehr solcher Tests von makroökologischen Konzepten in Mikrobiomen wie der Phyllosphäre [22]. Die Phyllosphäre ist darüber hinaus ausgezeichnet geeignet, Interaktionen zwischen Bakterien über mehrere räumliche und zeitliche Skalen zu untersuchen.
> Doktorand Daniel Esser
> Doktorand Matthias Fritsch
> Bachelorarbeit Anna Hille
> in Kooperation mit Johan Leveau, University of California in Davis, USA, und Nederlands Instituut voor Ecologie NIOO-KNAW, Niederlande
> gefördert von der Niederländischen Organisation für Forschungsförderung NWO und der Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG (Teilprojekt im Graduiertenkolleg 1644)


RainForestMarginSulawesiIntegrierte Modellierung von Landnutzungs-änderungen in Indonesien
In diesen Projekten entwickeln und analysieren wir integrierte Modelle zum Landnutzungswandel an Regenwaldrändern [24, 27] und in Transformationssystemen in Indonesien. Es wird der Landnutzungsgradient von naturnahen Wäldern und Wäldern mit Holzeinschlag hin zu Agroforstsystemen und transformierten Systemen wie Ölpalmenplantagen modelliert. Gitterbasierte ökologische Modelle werden mit sozioökonomischen Modellen zu individuellen Entscheidungsprozessen für die Landwirte kombiniert.Die Modellanalysen werden unser Verständnis der ökologischen und sozioökonomischen Zielkonflikte verbessern.
> Postdocs Rodolphe Sabatier und Claudia Dislich
> Doktorandin Elisabeth Hettig
> Masterarbeit Andreas Spangenberg
> in Kooperation mit Kerstin Wiegand und Jann Lay
> gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG (Teilprojekte von ELUC und SFB 990)


NIOO-Gewächshaus Höhere trophische Levels können Pflanzenbiomasse beeinflussen
Unser individuenbasiertes Simulationsmodell auf Lebensgemeinschafts-niveau ABBE hat gezeigt, dass Interaktionen zwischen einer Kulturpflanze, seinen Herbivoren und höheren trophischen Niveaus unterirdisch stärker als oberirdisch waren. Außerdem beeinflussen höhere trophische Levels die Pflanze indirekt [13]. Wir weisen zudem nach, dass das Simulieren von Experimenten basierend auf Daten aus Gewächshausexperimenten dazu beiträgt, Probleme mit Stichprobengrößen zu überwinden [12]. Dies veranschaulicht die große Bedeutung intensiver Kooperation zwischen Empirikern und Modellierern bei der Erforschung ober-unterirdischer Interaktionen [10, 25]. ABBE wurde auch angewandt, um die relative Bedeutung ober- und unterirdischer multitrophischer Interaktionen für das Pflanzenwachstum entlang eines Gradienten von natürlichen zu landwirtschaftlichen Bedingungen festzustellen. Unterirdische Interaktionen hatten unter natürlichen Bedingungen einen größeren Einfluss auf die Pflanze, während oberirdische Interaktionen unter landwirtschaftlichen Bedingungen wichtiger waren [23]. Ein paralleles Gewaechshausexperiment verdeutlichte die Bedeutung von seltenen Arten in Nahrungsketten [18] und den Einfluss von Nematoden auf Blattlaus-Pflanzen-Interaktionen [26].
> in Kooperation mit Wim van der Putten, Wolf Mooij, Matthijs Vos und Gera Hol, Nederlands Instituut voor Ecologie NIOO-KNAW, Niederlande
> gefördert von der Niederländischen Organisation für Forschungsförderung NWO


Savanne Savannen haben Rhythmus
Um zu testen, ob die Koexistenz von Bäumen und Gräsern in Savannen durch den neuen skalenexpliziten patch dynamics-Mechanismus auf Patch-Ebene erklärt werden kann, haben wir das räumlich explizite, gitter- und individuenbasierte Modell SATCHMO entwickelt [6]. Eine große Stärke dieses Modells ist seine erfolgreiche Validierung gegen empirische Felddaten [1,5,8]. Da wie vorhergesagt zyklische Sukzessionen von Gräsern und Bäumen durchgängig aus den SATCHMO-Simulationen hervorgingen, ist -patch dynamics ein geeigneter Mechanismus zur Erklärung von Savannendynamik [5,6,9, 11,15]. Als Ergänzung unseres Modells haben wir verschiedene Techniken aus der räumlichen Statistik kombiniert und analysiert [19], um eine neue skalenexplizite Methode zur Bestimmung von Patchgrößen in der Vegetationsökologie abzuleiten [4].
> in Kooperation mit Kerstin Wiegand, Universität Jena (jetzt Universität Göttingen), Deutschland, und David Ward, University of KwaZulu-Natal, Südafrika
> gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG und der Volkswagenstiftung


FlusskrebsPopulations-gefährdungsanalyse
Um einen Überblick über die Vielzahl existierender Gefährdungsmaße zu gewinnen, haben wir diese systematisch verglichen (Masterarbeit Trouiller). Die Gefährdung von Metapopulationen wird in einer laufenden Arbeit zur Schwarzpappel untersucht (Doktorarbeit Salecker). Um in einer konkreten Fallstudie die Überlebensfähigkeit von Edelkrebspopulationen abzuschätzen, haben wir ein individuenbasiertes Simulationsmodell entwickelt, das altersspezifische Sterberaten beinhaltet. In dem Modell wurden Interaktionen zwischen Individuen hochskaliert auf Aussterbemuster auf Populationsebene. Die Simulationen ergaben sehr niedrige mittlere Zeiten bis zum Aussterben. Die Sensitivitätsanalyse des Modells zeigte, dass Flusskrebse entgegen der etablierten Sichtweise möglicherweise keine K-Strategen sind [3].
> Doktorarbeit Jan Salecker (gemeinsam mit Kerstin Wiegand)
> Masterarbeit Mario Trouiller (gemeinsam mit Guy Pe'er, Leipzig)
> Flusskrebsstudie in Kooperation mit Roland Brandl und Knut Gimpel an der Universität Marburg, Deutschland


Berberis vulgarisPflanzen können komplexes Verhalten zeigen
Mit einem musterorientierten Simulationsmodell konnten wir Samenabortations-Muster bei Berberis vulgaris nachweisen, die auf komplexes Verhalten bei Pflanzen hinweisen [29]. Individuelle Samenmortalitäten wurden dabei zu Fruchtzustandsverteilungen hochskaliert.
> in Kooperation mit Hans-Hermann Thulke und Harald Auge vom Helmholtz-Umweltforschungszentrum UFZ, Leipzig und Halle, Deutschland
> gefördert durch das Helmholtz-Umweltforschungszentrum UFZ

Meine Arbeit in Göttingen wird zusätzlich vom Cluster of Excellence "Functional Biodiversity Research" gefördert.

Meine Researcher-ID: E-6839-2013

Publikationen:

29. Meyer, K.M., Soldaat, L.L., Auge, H. & Thulke, H.-H. (2014) Adaptive and selective seed abortion reveals complex conditional decision making in plants. American Naturalist 183, 376-383, DOI 10.1086/675063.

28. Accatino F., Sabatier R., De Michele C., Ward D., Meyer K.M. & Wiegand K. (2014) Robustness and management adaptability in tropical rangelands: a viability-based assessment under the non-equilibrium paradigm. Animal 8, 1272-1281.

27. Sabatier R., Wiegand K., Meyer K. (2013) Effects of two extreme types of management strategies on production and robustness of a Cacao agroecosystem. PLoS One, http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0080352.

26. Hol, W.H.G., de Boer, W., Termorshuizen, A.J., Meyer, K.M., Schneider, J.H.M., van der Putten, W.H. & van Dam, N.M. (2013) Heterodera schachtii nematodes interfere with aphid-plant relations on Brassica oleracea. Journal of Chemical Ecology 39, 1193-1293.

25. Jeltsch, F., Blaum, N., Brose, U., Chipperfield, J.D., Clough, Y., Farwig, N., Geissler, K., Graham, C.H., Grimm, V., Hickler, T., Huth, A., May, F., Meyer, K.M., Pagel, J., Reineking, B., Rillig, M.C., Shea, K., Schurr, F.M., Schröder, B., Tielbörger, K., Weiss, L., Wiegand, K., Wiegand, T., Wirth, C. & Zurell, D. (2013) How can we bring together empiricists and modellers in functional biodiversity research? Basic and Applied Ecology 14, 93-101.

24. Sabatier, R., Meyer, K.M., Wiegand, K. & Clough, Y. (2013) Non-linear effects of pesticide application on biodiversity-driven ecosystem services and disservices in a cacao agroecosystem: a modeling study. Basic and Applied Ecology 14, 115-125.

23. Meyer, K.M., Vos, M., Mooij, W.M., Hol, W.H.G., Termorshuizen, A.J. & van der Putten, W.H.G. (2012) Testing the paradox of enrichment along a land use gradient in a multitrophic aboveground and belowground community. PLoS One 7, http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0049034.

22. Meyer, K.M. & Leveau, J.H.J. (2012) Microbiology of the phyllosphere: a playground for testing ecological concepts. Oecologia 168, 621–629.

21. Scherber, C., Lavandero, B., Meyer, K.M., Perovic, D., Visser, U., Wiegand, K. & Tscharntke, T. (2012) Scale effects in biodiversity and biological control: methods and statistical analysis. In: Gurr, G.M., Wratten, S.D., Snyder, W.E., Read, D.M.Y. (eds) Biodiversity and Insect Pests: Key Issues for Sustainable Management. John Wiley & Sons.

20. Hol, W.H.G., Meyer, K.M. & van der Putten, W.H. (2011) Idiosyncrasy in ecology - What's in a word? Frontiers in Ecology and the Environment 9, 431-433.

19. Schleicher, J., Meyer, K.M., Wiegand, K., Schurr, F.M. & Ward, D. (2011) Disentangling facilitation and seed dispersal from environmental heterogeneity as mechanisms generating associations between savanna plants. Journal of Vegetation Science 22, 1038-1048.

18. Hol, W.H.G., de Boer, W., Termorshuizen, A.J., Meyer, K.M., Schneider, J.H.M., van Dam, N.M., van Veen, J.A. & van der Putten, W.H. (2010) Reduction of rare soil microbes modifies plant-herbivore interactions. Ecology Letters 13, 292-301.

17. Meyer, K.M., Jopp, F., Münkemüller, T., Reuter, H. & Schiffers, K. (2010) Crossing scales in ecology. Special Feature, Basic and Applied Ecology 11, 561-562.

16. Meyer, K.M., Schiffers, K., Münkemüller, T., Schädler, M,.Calabrese, J.M., Basset, A., Breulmann, M., Duquesne, S., Hidding, B,.Huth, A., Schöb, C. & van de Voorde, T.F.J. (2010) Predicting population and community dynamics - the type of aggregation matters. Basic and Applied Ecology 11, 563-571.

15. Meyer, K.M., Wiegand, K. & Ward, D. (2010) Spatially explicit modelling of savanna processes. In: Hill, M.J. & Hanan, M.P. (eds) Ecosystem Function in Savannas: Measurement and Modeling at Landscape to Global Scales. Taylor & Francis.

14. Moustakas, A., Wiegand, K., Meyer, K.M., Ward, D. & Sankaran, M. (2010) Learning new tricks from old trees: revisiting the savanna question. Frontiers of Biogeography 2, 47-53.

13. Meyer, K.M., Vos, M., Mooij, W.M., Hol, W.H.G., Termorshuizen, A.J., Vet, L.E.M. & van der Putten, W.H. (2009) Quantifying the impact of above- and belowground higher trophic levels on plant and herbivore performance by modeling. Oikos 118, 981-990.

12. Meyer, K.M., Mooij, W.M., Vos, M., Hol, W.H.G., van der Putten, W.H. (2009) The power of simulating experiments. Ecological Modelling 220, 2594-2597.

11. Meyer, K.M., Wiegand, K. & Ward, D. (2009) Patch dynamics integrate mechanisms for savanna tree-grass coexistence. Basic and Applied Ecology 10, 491-499.

10. Van der Putten, W.H., Bardgett, R.D., de Ruiter, P.C., Hol, W.H.G., Meyer, K.M., Bezemer, T.M., Bradford, M.A., Christensen, S., Eppinga, M.B., Fukami, T., Hemerik, L., Molofsky, J., Schädler, M., Scherber, C., Strauss, S.Y., Vos, M. & Wardle, D.A. (2009) Empirical and theoretical challenges in aboveground-belowground ecology. Oecologia 161, 1–14.

9. Moustakas, A., Sakkos, K., Wiegand, K., Ward, D., Meyer, K.M. & Eisinger, D. (2009) Are savannas patch-dynamic systems? A landscape model. Ecological Modelling 229, 3576-3588.

8. Meyer, K.M., Ward, D., Wiegand, K. & Moustakas, A. (2008) Multi-proxy evidence for competition between savanna woody species. Perspect. Plant Ecology Evolution and Systematics 10, 63-72.

7. Moustakas, A., Wiegand, K., Getzin, S., Ward, D., Meyer, K.M., Guenther, M. & Mueller, K.-H. (2008) Spacing patterns of an Acacia tree in the Kalahari over a 61-year period: How clumped becomes regular and vice versa. Acta Oecologica 33, 355-364.

6. Meyer, K.M., Wiegand, K., Ward, D. & Moustakas, A. (2007) SATCHMO: A spatial simulation model of growth, competition, and mortality in cycling savanna patches. Ecological Modelling 209, 377-391.

5. Meyer, K.M., Wiegand, K., Ward, D. & Moustakas, A. (2007) The rhythm of savanna patch dynamics. Journal of Ecology 95, 1306-1315.

4. Meyer, K.M., Wiegand, K., Ward, D. & Moustakas, A. (2007) Determining patch size. African Journal of Ecology 46, 440-442.

3. Meyer, K.M., Gimpel, K. & Brandl, R. (2007) Viability analysis of endangered crayfish populations. Journal of Zoology 273, 364-371.

2. Moustakas, A., Guenther, M., Wiegand, K., Mueller, K.-H., Ward, D., Meyer, K.M. & Jeltsch, F. (2006) Long-term mortality patterns of the deep-rooted Acacia erioloba: The middle class shall die! Journal of Vegetation Science 17, 473-480.

1. Meyer, K.M., Ward, D., Moustakas, A. & Wiegand, K. (2005) Big is not better: small Acacia mellifera shrubs are more vital after fire. African Journal of Ecology 43, 131-136.