Nachricht vom 27. November 2025

Verraten sich ändernde Vegetationsmuster das Wüstenbildungsrisiko?

Gewinnerprojekt der diesjährigen Open Project-Ausschreibung vereint Expertisen am CASUS und der Universität Göttingen

Der Antrag DRYFUN (Ableitung des Desertifikationsrisikos aus Vegetationsmustern mithilfe der funktionalen Netzwerkanalyse) hat die aktuelle Open Project-Ausschreibung des Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) gewonnen. Über dieses Instrument baut das Görlitzer Institut des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) Kooperationen mit renommierten nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen auf. DRYFUN wurde von CASUS-Nachwuchsgruppenleiter Dr. Ricardo Martínez-García und Prof. Viola Priesemann, Professorin an der Fakultät für Physik der Georg-August-Universität Göttingen, konzipiert. Sie werden das auf drei Jahre angelegte Projekt gemeinsam betreuen.

„Trockengebiete können sich von gesunden, produktiven Landschaften in verödete Wüsten verwandeln – ein Prozess, der schwer umkehrbar ist. Er bedroht die Artenvielfalt und die Lebensgrundlage von weltweit mehr als 250 Millionen in davon betroffenen Regionen lebenden Menschen“, sagt Ricardo Martínez-García, Leiter der Gruppe Dynamiken komplexer lebende Systeme am CASUS. Solche Wechsel von Landschaftstypen, sogenannte Regimewechsel, sind schwer vorherzusagen. Die Warnzeichen sind subtil und – selbst bei verfügbaren relevanten Ökosystemdaten – durch Störsignale überdeckt. „Mit DRYFUN wollen wir das Problem der Unvorhersagbarkeit von Regimewechseln angehen, indem wir funktionale Netzwerkanalysen mit Bayesschem Lernen kombinieren. Während funktionale Netzwerke Einblicke in die Interaktion und Reorganisation der Bestandteile eines Systems unter Stress liefern, liefert Bayessches Lernen Hinweise, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Regimewechsel bevorsteht“, fügt Martínez-García hinzu.

Viola Priesemann, die zudem Gruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen ist, erläutert ihre Erwartungen: „Wir setzen auf Satellitendaten, Modellierung und Theorie komplexer Systeme und sind überzeugt, dass die im Rahmen von DRYFUN entwickelten Verfahren erste Anzeichen von Wüstenbildung früher und mit größerer Zuverlässigkeit erkennen werden als derzeitige Methoden.“ Der gewählte Ansatz stützt sich auf Fachwissen aus Physik und Ökologie, um Modelle und Belege aus der Praxis zu verbinden. Letztendlich wird die Forschung dazu beitragen, den funktionalen Zusammenbruch von Trockengebieten zu Wüsten vorherzusagen und zu bewältigen. Darüber hinaus wird sie allgemeingültige Erkenntnisse darüber liefern, wie unter Belastung stehende komplexe lebende Systeme Stabilität erlangen und verlieren.

Im Rahmen seines Open Project-Programms hat das CASUS bislang unter anderem Partnerschaften mit der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm (Schweden), dem Oak Ridge National Laboratory der Universität Delaware (USA), der Europäischen Organisation für Kernforschung CERN (Schweiz) und der Universität Maryland (USA) geschlossen. Fünf dieser Projekte wurden bereits abgeschlossen, acht weitere laufen noch. DRYFUN wird Anfang 2026 starten und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Das CASUS übernimmt die Kosten für eine Doktorandin oder einen Doktoranden in Görlitz. Zusätzlich zu den regulären Bedingungen für Promovierende am HZDR erhält die ausgewählte Person Zugang zu zusätzlichen Reisemitteln für regelmäßige Fahrten nach Göttingen.

„Das Open Project-Programm wird 2026 fortgesetzt“, sagt Dr. Hossein Mirhosseini, wissenschaftlicher Manager am CASUS und verantwortlich für das Programm. „Bewerbungen können jederzeit eingereicht werden. Die nächste Begutachtung findet im März 2026 statt, wobei alle bis Ende Februar eingereichten Projektskizzen berücksichtigt werden.“

Weitere Informationen:

Dr. Ricardo Martínez-García | Nachwuchsgruppenleiter
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am HZDR
E-Mail: r.martinez-garcia@hzdr.de

Dr. Hossein Mirhosseini | Scientific Manager
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am HZDR
E-Mail: h.mirhosseini@hzdr.de

Pressekontakt:

Dr. Martin Laqua | Referent Kommunikation, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Center for Advanced Systems Understanding (CASUS) am HZDR
Mobil: +49 1512 807 6932 | E-Mail: m.laqua@hzdr.de

Über das Center for Advanced Systems Understanding

Das CASUS wurde 2019 in Görlitz gegründet und betreibt digitale interdisziplinäre Systemforschung in unterschiedlichen Bereichen wie Erdsystemforschung, Systembiologie und Materialforschung. Innovative Forschungsmethoden aus Mathematik, theoretischer Systemforschung, Simulation, Daten- und Computerwissenschaft werden mit dem Ziel eingesetzt, komplexe Systeme von bisher nie dagewesener Realitätstreue abzubilden und so zur Lösung drängender gesellschaftlicher Fragen beizutragen. Gründungspartner sind das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig (UFZ), das Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik in Dresden (MPI-CBG), die Technische Universität Dresden (TUD) und die Universität Wroclaw (UWr). Das Zentrum wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sowie des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft, Kultur und Tourismus (SMWK) gefördert und wird als ein Institut des HZDR geführt. www.casus.science