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Julian Ahlborn

• Rangelands are the most widespread land-use systems in drylands, where they often represent the only sustainable form of land-use due to the limited water availability. The intensity of the land-use of such rangeland ecosystems in drylands depends to a large extent on the climatic variability in time and space. Rangeland systems are seriously threatened by climate change, because climate change will alternate the availability of water in time and space. This dissertation therefore deals with the question which role climatic variability plays for the effects of grazing on vegetation in dry rangelands. The relatively intact steppes in central Mongolia were chosen as a model system. They are characterised by low precipitation and high climatic variability in the south (100mm annual precipitation), and comparatively high precipitation and low climatic variability in the north (250mm). The effects of grazing on vegetation on 15 grazing transects were investigated along the climatic gradient. The central elements were the plant species and their abundances on 10m x 10m areas, for which functional characteristics such as height, affiliation of functional groups or leaf nutrients were recorded. The main hypothesis of this dissertation is that grazing has a greater impact on vegetation communities with increasing rainfall. To test this hypothesis, three studies were carried out. In a first study, the research group found that the vegetation communities in the dry area differ strongly along the climatic gradient, while the plant communities in the wetter area differ more strongly along the grazing gradient. The results of the second study suggested that this difference can be explained by a functional environmental filter that becomes weaker from south to north as the niche spectrum increases. The third study has shown that this is likely a function of the higher availability of resources, which at the same time leads to higher grazing pressure, therewith stressing the vegetation especially in years with droughts. In summary, the author concludes that the climate gradient also represents an environmental filter that filters species for certain characteristics, thus having a significant influence on the vegetation. Climatic variability influences the effect of grazing on vegetation, which is particularly problematic where the grazing intensity is high and the species are less adapted to strong climatic fluctuations. Future scenarios predict increasing productivity and therefore increasing livestock density. This may lead to an increase in floristic and functional diversity across the climate gradient, but also to increasing grazing effects and therefore threads for overgrazing. Increasing climatic variability is likely to intensify this thread, especially in the moister regions, whereas the dry rangelands are likely to be more resilient due to the adaptation of the plants to non-equilibrium dynamics.
• Weidesysteme sind die am weitest verbreiteten Landnutzungssysteme in Trockengebieten, da sie aufgrund der limitierten Wasserverfügbarkeit oft die einzige nachhaltige Form der Landnutzung darstellen. Die Intensität der Nutzung solche sogenannter Rangeland-Ökosysteme hängt in Trockengebieten erheblich von der klimatischen Variabilität in Zeit und Raum ab. Rangelandsysteme sind erheblich durch den Klimawandel bedroht, weil er die Verfügbarkeit von Wasser in Zeit und Raum durcheinanderbringt. Diese Dissertation beschäftigt sich daher mit der Frage, welche Rolle klimatische Variabilität für die Effekte von Beweidung auf die Vegetation in trockenen Rangelands spielt. Als Modellsystem wurden die noch relativ intakten Steppen im Zentrum der Mongolei gewählt, die durch geringe Niederschläge und hohe klimatische Variabilität im Süden (100mm Jahresniederschlag) und vergleichsweise hohe Niederschläge und geringe klimatische Variabilität im Norden (250mm) des Landes gekennzeichnet sind. Entlang des Klimagradienten wurden die Effekte von Beweidung auf die Vegetation auf 15 Beweidungstransekten untersucht. Zentrales Element waren die Arten und ihre Abundanzen auf 10m x 10m großen Flächen, zu denen außerdem funktionelle Merkmale wie Höhe, Zugehörigkeit zu funktionellen Gruppen und Blattnährstoffstoffe erfasst wurden. Die Haupthypothese dieser Dissertation besagt, dass sich die Beweidung mit zunehmenden Niederschlägen stärker auf die Vegetationsgesellschaften auswirkt. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden drei Studien durchgeführt. In einer ersten Studie wurde festgestellt, dass sich die Vegetationsgesellschaften im trockenen Bereich stärker entlang des Klimagradienten unterscheiden, während sich die Gesellschaften im feuchteren Bereich stärker entlang der Beweidungsgradienten unterscheiden. Die Ergebnisse der zweiten Studie ließen darauf schließen, dass sich dieser Unterschied mit einem funktionalen Umweltfilter erklären lässt, der von Süden nach Norden durch ein sich vergrößerndes Nischenspektrum schwächer wird. Die dritte Studie hat gezeigt, dass dies durch eine höhere Ressourcenverfügbarkeit ermöglicht wird, die aber dadurch gleichzeitig zu einem höheren Beweidungsdruck führt, was insbesondere in Jahren mit hoher Trockenheit zu Problemen für die Vegetation führen kann. Zusammenfassend lässt sich daher sagen, dass der Klimagradient zugleich einen Umweltfilter darstellt, der Arten nach ihren bestimmten Charakteristika filtert und somit erheblichen Einfluss auf vorkommende Vegetation hat. Klimatische Variabilität beeinflusst zudem den Effekt der Beweidung auf die Vegetation, was insbesondere dort problematisch ist, wo die Beweidungsdichte hoch und die Arten weniger angepasst an starke klimatische Schwankungen sind. Zukunftsszenarien sagen eine steigende Produktivität und damit eine steigende Viehdichte voraus. Dies kann zu einer Zunahme der floristischen und funktionalen Vielfalt über den Klimagradienten hinweg führen, aber auch zu zunehmenden Beweidungseffekten und damit zu Überweidung. Zunehmende klimatische Variabilität wird diese Gefahr wahrscheinlich verstärken, insbesondere in den feuchteren Regionen, während die trockenen Weideländer aufgrund der Anpassung der Pflanzen an die klimatischen Bedingungen wahrscheinlich widerstandsfähiger sind.