Angesichts des weltweiten Artenverlustes ist das Interesse, die Zusammenhänge zwischen Pflanzenvielfalt und den Funktionen von Ökosystemen und deren Veränderung zu verstehen, hoch. Graslandgesellschaften mit einer hohen Artenvielfalt und dazugehörigen funktionellen Merkmalen haben positive Auswirkungen auf verschiedene Ökosystemfunktionen wie z. B. Produktivität und Stickstoffhaushalt. Diese Zusammenhänge wurden jedoch in kontrollierten Experimenten gefunden, und es ist bisher noch unklar, inwieweit Zusammenhänge zwischen Artenvielfalt
und Ökosystemfunktion in natürlichen Systemen bestehen, die durch Einwanderung neuer Arten charakterisiert sind. Um die Zusammenhänge zwischen Diversität und Ökosystemeigenschaften besser zu verstehen, ist es nötig, Beobachtungen nicht nur auf ausgewählte Ökosystemfunktionen zu fokussieren, sondern ein Ökosystem als Gesamtgefüge
zu betrachten und gleichzeitig die Merkmale von Arten einzubeziehen. Ökosysteme stehen ständig in Wechselbeziehung mit anderen Organismen und der Umwelt und verändern sich dynamisch auf unterschiedlichen
Zeitskalen. Diese Veränderungen können kurzzeitliche Änderungen sein oder auch Rhythmen über Tage, Jahre oder sogar auch Veränderungen und Interaktionen auf längeren Zeitskalen. Diese dynamischen Änderungen in der Natur (z. B. Veränderung von Artenzusammensetzungen und Einwanderung von Arten) können zu Veränderungen in den Funktionen der Ökosysteme über die Zeit führen. Um Aussagen über die Änderungen von Ökosystemen machen zu
können, bedarf es zeitlich und räumlich entsprechend aufgelöster Untersuchungen mittels neuer technischer Ansätze.
Wir präsentieren hier einen experimentellen Ansatz, bei dem Untersuchungen zu Pflanzengesellschaftsentwicklungen und physiologische Messungen verknüpft werden. Ein neu entwickeltes mobiles Positionierungssystem
(‚FieldScreen‘) wurde über dem ‚Habitat Garten‘, einem Experiment zur Untersuchung der Graslandgesellschaftsentwicklung, errichtet. Der FieldScreen verfügt über eine bewegliche Traverse, mit der verschiedene Sensoren automatisch positioniert und zeitlich wiederholte Messungen durchgeführt werden können (zurzeit Kameraaufnahmen und Messungen der hyperspektralen Reflexion und sonneninduzierten Fluoreszenz).
In den ersten drei Jahren konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, mit Hilfe des FieldScreen nicht-invasiv detaillierte Veränderungen des Artenumsatzes und ausgewählter Pflanzenmerkmale über die Zeit aufzunehmen. Die
anfänglich unterschiedliche Artenzusammensetzungen der trockenen Grasgesellschaften hatten einen deutlichen Einfluss auf die weitere Entwicklung der Pflanzengesellschaften, und Unterschiede in der räumlichen Ausbreitung
von Arten und des Bedeckungsgrades wurden sichtbar. Mit dem FieldScreen ist es nun möglich, ökologische und physiologische Informationen kontinuierlich über eine gesamte Vegetationsperiode zu erhalten. Solche Zeitserien
haben das Potenzial, Informationen über Entwicklungsprozesse von Ökosystemen in ihrer Gesamtheit zu liefern und damit die Gesamtfunktionen in natürlichen Systemen zu beschreiben.