Die Schwarzpappel (Populus nigra L.) ist eine in Europa heimische Vertreterin der Weichholzauen und tritt als solche vorwiegend flussbegleitend in Populationen begrenzter Größe auf. Mit dem starken Rückgang natürlicher Flussauen durch anthropogene Eingriffe in die Flusssysteme wurde auch der natürliche Lebensraum der Schwarzpappel drastisch reduziert. Laut der Roten Liste für die Bundesrepublik Deutschland gilt sie heute als gefährdete Art und wird darüber hinaus in einigen Bundesländern sogar als „vom Aussterben bedroht“ bewertet. Zum Erhalt der Schwarzpappel wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, so z.B. die Ausweisung von Schutzgebieten, die künstliche Vermehrung natürlicher Bestände oder das Schließen von Lücken zwischen einzelnen Beständen, um Genaustausch zu ermöglichen und somit den Charakter einer Metapopulation zu erhalten. Es ist jedoch unklar, wie sich diese Maßnahmen auf die Dynamik und Überlebensfähigkeit der Schwarzpappelpopulationen auswirken. Zudem gehen die Managementmaßnahmen mit einem hohen Arbeits- und Kostenaufwand einher.

Als effektive Alternative zu langwierigen Beobachtungen in der Natur sollen in diesem Projekt auf Grundlage bereits vorhandenen Wissens Simulationsmodelle entwickelt werden, um den Einfluss verschiedener potentieller Managementmaßnahmen auf die raumzeitliche Populationsdynamik von Schwarzpappeln zu untersuchen. Da die Schwarzpappel hauptsächlich entlang von Flussläufen in räumlich voneinander getrennten Beständen vorkommt, die durch generative und vegetative Ausbreitung miteinander in Verbindung stehen, sollen individuenbasierte Modelle der lokalen Populationen mit einem Metapopulationsmodell kombiniert werden.

Dabei werden die Prozesse identifiziert, die in fragmentierten Beständen und für den langfristigen Erhalt der Schwarzpappel eine besonders wichtige Rolle spielen. Außerdem sollen die Mindestgröße neu initiierter Bestände und der Einfluss der Geschlechterverteilung auf den Gefährdungsgrad von Schwarzpappelpopulationen bestimmt werden. Auf der Ebene der Metapopulation soll vor allem die Austauschdynamik der Bestände und die Wirksamkeit von Managementmaßnahmen untersucht werden, so z.B. ob eine Vielzahl sehr kleiner Populationen entlang eines Flusses langfristig bestehen kann und welche Managementmaßnahmen am zuverlässigsten ein langfristiges Überleben der Art sichern. Neben der Dynamik der Populations- bzw. Metapopulationsgröße wird aber auch die Entwicklung der genetischen Diversität, das Auftreten von genetischem Austausch zwischen Teilpopulationen und von Gendrift bei verschiedenen Konstellationen von Vorkommen untersucht werden. Außerdem sollen die Kosten der Managementmaßnahmen abgeschätzt werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen wird das Projekt eine größere Zahl potentieller Managementmaßnahmen ökologisch und ökonomisch umfassend bewerten.