ECOTIP: Ecological Tipping Cascades in the Arctic Seas

Published on 06.01.2020

© ECOTIP

Gerhard Herndl at the Department of Functional and Evolutionary Ecology is leading the „ECOTIP“ project.

Description: The Arctic marine environment is under rapid change, both in its physical and biotic conditions. The gradual loss of sea ice, increase in temperature, invasive species and compounding effects of additional ecosystem stressors are identified as likely causes of the observed turnover of Arctic species. Other issues of concern are the climatic tipping elements that are known to have affected the region in the geologic past, and that could well affect the region in the future, precipitating a regime shift of unprecedented magnitude. Predicting these changes in the Arctic ecosystem is hindered by several knowledge gaps, particularly in terms of mechanistic understanding of the coupling between drivers and responses.

At stake are two important marine ecosystem services that human societies rely on; carbon sequestration with its feedback to global climate, and fisheries production that is the economic lifeblood of many of the local societies of the Arctic. ECOTIP will map out past and present Arctic biodiversity and its response to external drivers, and the effects of expanding commercial activities in the Arctic under expected climate change. It will investigate the resistance, resilience and persistence of key ecosystem components to multiple anthropogenic stressors, and estimate their potential tipping dynamics. It will use a trait-based approach in process studies, empirical analysis and numerical models as a novel means of quantifying functional diversity to predict how different anthropogenic forcing scenarios (including climate, invasive species, pollution, exploitation) change biodiversity, productivity and ecosystem services.

ECOTIP will engage with indigenous societies and European citizens to provide recommendations for optimizing the monitoring of Arctic biodiversity and ecosystem services, identify adaptation strategies, promote international collaboration and support Europe’s endeavors to implement the Paris Agreement and Sustainable Development Goals.

Collaborators: Thomas Reinthaler (University of Vienna)

Duration: 5 years (01.01.2020 – 31.12.2024)

Gerhard Herndl vom Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie leitet das Projekt „ECOTIP“.

Beschreibung: Das Projekt „ECOTIP“ beschäftigt sich mit den rasanten Veränderungen, die die Meereswelt der Arktis sowohl in physikalischer als auch in biotischer Hinsicht erlebt. Faktoren wie der allmähliche Verlust von Meereis, der Temperaturanstieg des Meeres, invasive Arten und verstärkende Effekte weiterer Ökosystemstressoren werden als Hauptursachen für den beobachteten Wandel arktischer Arten erkannt. Ein weiteres großes Anliegen sind die klimatischen Kippelemente, die in der geologischen Vergangenheit die Arktis beeinflusst haben und dies auch in Zukunft tun könnten, was zu einer Regimeverschiebung von beispiellosem Ausmaß führen könnte. Die Vorhersage dieser Veränderungen ist jedoch aufgrund vieler Wissenslücken, insbesondere im mechanistischen Verständnis der Kopplung zwischen Triebkräften und Reaktionen, schwierig.

Zwei entscheidende Dienstleistungen des arktischen Meeresökosystems stehen auf dem Spiel: die Kohlenstoffbindung, die Auswirkungen auf das globale Klima hat, und die Fischerei, die für viele lokale Gesellschaften in der Arktis von wirtschaftlicher Bedeutung ist. Das Projekt ECOTIP zielt darauf ab, die Artenvielfalt der Arktis in der Vergangenheit und Gegenwart zu erforschen, ihre Reaktion auf externe Faktoren zu verstehen und die Auswirkungen vermehrter wirtschaftlicher Aktivitäten in der Arktis im Kontext des erwarteten Klimawandels aufzuzeigen.

Das Projekt untersucht die Resistenz, Resilienz und Persistenz wichtiger Ökosystemkomponenten gegenüber verschiedenen anthropogenen Stressoren und schätzt ihre potenzielle Kippdynamik ab. Ein innovativer, merkmalsbasierter Ansatz wird in Verlaufsstudien, empirischen Analysen und numerischen Modellen verwendet, um die funktionelle Vielfalt zu quantifizieren und vorherzusagen, wie unterschiedliche anthropogene Belastungsszenarien (einschließlich Klima, invasive Arten, Verschmutzung, Nutzung) die Biodiversität, Produktivität und Ökosystemdienstleistungen beeinflussen werden.

ECOTIP wird eng mit indigenen Gesellschaften und europäischen Bürger*innen zusammenarbeiten, um Empfehlungen zur optimierten Überwachung der Artenvielfalt und der Ökosystemdienstleistungen in der Arktis zu geben, Anpassungsstrategien zu ermitteln, die internationale Zusammenarbeit zu fördern und die europäischen Bemühungen um die Umsetzung des Pariser Übereinkommens sowie der Ziele für nachhaltige Entwicklung zu unterstützen.

Mitarbeitende: Thomas Reinthaler (Universität Wien)
Dauer: 5 Jahre (01.01.2020 – 31.12.2024)

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