Gemeinsame Sprache für Europas Umweltforschung / Neues Konzept zur Harmonisierung von Langzeitbeobachtungen der Umwelt
Um komplexe Umweltveränderungen wie den Klimawandel und den Biodiversitätsverlust besser zu verstehen, benötigt die Wissenschaft vergleichbare Daten über Länder- und Fachgrenzen hinweg. Eine aktuelle vom UFZ koordinierte Studie präsentiert dafür im Fachmagazin Earth’s Future mit dem eLTER Framework of Standard Observations (eLTER SO) ein neues Konzept. Es harmonisiert erstmals über alle Umweltbereiche hinweg zentrale Ökosystemvariablen und Messprotokolle nach einem ganzheitlichen Ansatz. Das UFZ hat dafür einen wichtigen Beitrag geleistet, da unter anderem die langjährigen Erfahrungen aus dem Betrieb der TERENO-Infrastruktur in die Auswahl der Variablen und Methoden einflossen.
Das paneuropäische Forschungsnetzwerk eLTER vereint europaweit ca. 250 Langzeitforschungsstandorte, die sich der Beobachtung, der Analyse und der Modellierung von Umwelt- und Ökosystemveränderungen widmen. Grundlage dafür ist der sogenannte Whole System Approach for in-situ research on Life Supporting Systems (WAILS), der die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Geosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Anthroposphäre berücksichtigt. Dieser integrierte Ansatz ermöglicht ein umfassenderes Verständnis der Funktionsweise von Ökosystemen und ihrer Reaktion auf langfristige Umweltveränderungen.
Unter der Leitung des UFZ hat sich ein internationales Wissenschaftler:innen-Team nun damit befasst, die interdisziplinäre Forschung des eLTER-Netzwerks mit seinen vielen unterschiedlichen Standorten effizienter zu machen. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeit stand die Harmonisierung der Beobachtungen und Messungen des Netzwerks, die für eine Vergleichbarkeit der erhobenen Daten und letztlich auch für deren Interpretation sehr wichtig ist. Bislang werden die Umweltdaten etwa zum Klima, zur Biodiversität oder zur Landnutzung häufig mit unterschiedlichen Methoden und in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Auflösungen erhoben, was die Vergleichbarkeit erschwert. Der neu entwickelte eLTER SO-Ansatz will das ändern und definiert:
• zentrale Ökosystemvariablen für die wichtigsten Systemkomponenten
• harmonisierte Protokolle zur Beobachtung und Messung dieser Variablen
• Konzepte für sphärenübergreifende Beobachtungen, die ökologische, physikalische und sozioökologische Prozesse miteinander verknüpfen
Durch die Verbindung wissenschaftlicher Anforderungen mit den operativen Bedürfnissen der Messinfrastrukturen ist das Konzept nicht nur für das Erkennen von Umweltveränderungen wichtig, sondern unterstützt auch die Forschung und den langfristigen Betrieb der Beobachtungsstandorten. „Das eLTER Framework of Standard Observations schafft eine gemeinsame Grundlage für die Arbeit im gesamten eLTER-Netzwerk“, sagt Erstautor und UFZ-Wissenschaftler Dr. Steffen Zacharias, der maßgeblich an der Entwicklung der eLTER-Infrastruktur beteiligt ist. „Durch die Festlegung gemeinsamer Variablen und Methoden können wir Daten über Standorte und Länder hinweg besser vergleichen und langfristige Umwelttrends zuverlässiger analysieren. Das stärkt die Zusammenarbeit und stellt sicher, dass die heute erhobenen Daten auch in Zukunft wertvoll bleiben.“
Wichtig für die Auswahl relevanter Umweltvariablen und die Definition geeigneter Messmethoden waren unter anderem die Erfahrungen, die Steffen Zacharias und seine Kolleg:innen in den vergangenen 18 Jahren durch den Betrieb von TERENO gesammelt haben. TERENO ist eine Infrastruktur, die aus vier Observatorien zur Umweltbeobachtung in klima-sensitiven Räumen in Deutschland besteht. Dort untersuchen Wissenschaftler:innen mehrerer Helmholtz-Zentren die langfristigen Auswirkungen des globalen Wandels auf die terrestrischen Umweltsysteme sowie deren Konsequenzen für soziale und ökonomische Zusammenhänge.
Das eLTER SO-Konzept wurde auf Basis langjähriger Zusammenarbeit der eLTER-Community, von Expert:innen-Konsultationen, in Workshops sowie in Abstimmung mit Konzepten anderer internationaler Forschungsnetzwerke entwickelt. Der WAILS-Ansatz spielte dabei eine zentrale Rolle, da er Beobachtungen über verschiedene Erdsystemkomponenten hinweg verknüpft. So entstand ein gemeinsamer Satz an Variablen und Protokollen, der sowohl wissenschaftliche Prioritäten als auch die praktischen Anforderungen der Langzeitmessstandorten berücksichtigt. Das daraus hervorgegangene eLTER SO-Konzept dient nun als Referenz für konsistente Umweltbeobachtungen innerhalb und über das eLTER-Netzwerk hinaus.
Die eLTER Standard Observations fördern eine Forschung, die:
• integrativ ist und verschiedene Disziplinen zusammenführt
• standortbezogen lokale Umweltbedingungen berücksichtigt
• langfristig angelegt ist und Beobachtungen über Jahrzehnte ermöglicht
• skalenübergreifend lokale Messungen mit regionalen und globalen Prozessen verknüpft
Damit bildet eLTER SO eine wichtige Grundlage für zukünftige Arbeiten in Bereichen wie Ökosystemmodellierung, Nachhaltigkeitsbewertungen und evidenzbasierter Umweltpolitik.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Dr. Steffen Zacharias
UFZ-Department Monitoring- und Erkundungstechnologien
steffen.zacharias@ufz.de
Originalpublikation:
Zacharias, S., Lumpi, T., Weldon, J., Dirnböck, T., Gaillardet, J., Haase, P., et al. (2026). Achieving harmonized and integrated long-term environmental observation of essential ecosystem variables - The eLTER framework of standard observations. Earth's Future, 14, e2025EF006743.https://doi.org/10.1029/2025EF006743
Weitere Informationen:
https://elter-ri.eu/
https://www.tereno.net/
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