Landnutzung & Habitatfragmentierung I

Question 1

Was für Treiber hat der Biodiversitätswandel in ein 2100 Szenario?

Answer 1

Landnutzung > Klima > N Deposition > Biotische Interaktionen > Atmos. CO2

Question 2

Auf globaler Eben ist Landnutzung der wichtigste Treiber von Biodiversitätswandel. In nördlichen Temperaten ist dies nicht der Fall. Warum

Answer 2

In Mitteleuropa (und anderen nördl. temperierten Gebieten) hat Landnutzung bereits zugeschlagen!

Question 3

Stimmt jetzt noch die Vorhersage von Sala et al. (2000)?

Answer 3

Für N Temp: Größter Treiber N-Deposition und Landnutzung hat nur ein geringen Effekt.

Nein! Massive Landnutzungsänderung durch massiven Anbau nachwachsender Rohstoffe! Wegfall von Brachen, intensive Nutzung ertragsarmer Standorte, Gefahr veränderter Fruchtfolgen….

Question 4

Wozu dienen Nationalparke?

Answer 4

Dem großräumigen Schutz von Gebieten besondere Eigenart. Diese müssen in einem überwiegenden Teil die Voraussetzungen eines Naturschutzgebietes erfüllen (BNatSchG)
-> Sächsische Schweiz, Berchtesgaden, Vorpommerische Boddenlandschaft

Question 5

Was darf man in Naturschutzgebieten nicht?

Answer 5

Verbot aller Handlungen, die zu einer Zerstörung, Beschädigung oder Veränderung des Naturschutzgebietes führen können (‘absolutes Veränderungsverbot’)
-> Gülper See, Lüneburger Heide, Isarauen

Question 6

Was sollen Biosphärenreservate?

Answer 6

• historisch geprägte Kulturlandschaften erhalten, entwickeln oder wiederherstellen
• großräumig für einen bestimmten Landschaftstyp charakteristisch sein und diesen einheitlich schützen
• > Elbtalaue, Spreewald

Question 7

Was sind Naturparke und Naturdenkmäler?

Answer 7

• Naturparke: sind einheitlich zu entwickelnde und zu pflegende, großräumige Gebiete (sollten überwiegend Landschafts- oder Naturschutzgebiete sein) -> Tourismus!
• Naturdenkmäler: sind unter Naturschutz stehende Landschaftselemente (Einzelobjekt oder Fläche < 5 ha)
• > Stechlinsee

Question 8

Was ist FFH?

Answer 8

Fauna-Flora-Habitatrichtlinie (FFH-Richtilinie), 1992 von EU beschlossen.

Question 9

Ist Natura 2000 eine Erfolgsgeschichte?

Answer 9

• Idee zündet: wenige Bsp internationaler Initiativen zur Identifizierung lokaler schutzwürdiger Gebiete, 1979: Bird directive-> EU weit
• Spannungsbogen: Anfangs stockend, doch dann Zunahme der geschützten Gebiete Europas
• Kritik…

Question 10

Was wissen Sie über das Netz Natura 2000?

Answer 10

Europäisches Verbundsystem von Schutzgebieten

• ca. 5% der Landesfläche
• besteht aus Gebieten der FFH- und Vogelschutzrichtlinie (1979, EU)
• Lebensräume und Arten (Anhang I Lebensraumtypen und Anhang II-Arten)
• Strenges Schutzsystem für Tiere und Pflanzen
• Sicherung des Status Qui, der Fortbestand oder ggf. die Wiederherstellung eines günstigen Erhaltungszustandes
• Mitgliedsstaaten aufgefordert die nötigen Erhaltungsmaßnahmen für ‘besondere Schutzgebiete’ festzulegen -> Bewirtschaftung
• Verpflichtung die geeigneten Maßnahmen zu ergreifen um Verschlechterung oder Störungen zu vermeident
• Alle 6 Jahre ist über Zustand Bericht zu erstatten
• Finanzierung über Länder, Kofinanzierung über EU.

Question 11

Was ist die 3 Kritikpunkte an Natura 2000?

Answer 11

1. Repräsentativität
2. Flächengröße
3. Kohärenz, also Zusammenhang

Question 12

Erkläre Kritik an Natura 2000: Repräsentativität

Answer 12

• überwiegend ad hoc ausgewiesen
• keine stringenten Kriterien für die Auswahl der Habitate und Arten des Anhangs
• keine ausreichende vorherige Analyse der Biodiversität zur Auswahl der Flächen

Question 13

Erkläre Kritik an Natura 2000: Flächengröße

Answer 13

• D. hat europaweit die kleinsten FFH-Gebiete
• Gefährdung durch Randeffekte
• Kleine Populationen besonders gefährdeet durch Umweltschwankungen, gen. Verarmung, dem. Rauschen
• > Lösung: Netz oder Sammlung einzelner Kleingebiete.. (Biotopverbundkonzepte?)

Question 14

Erkläre Kritik an Natura 2000: Repräsentativität

Beispiele?

Answer 14

Italien: 468 untersuchte Arten
Gebiete mit hohem Schutzwert (Vertebraten) sind durch bestehende Schutzgebiete nicht abgedeckt

Kreta: FFH-Gebiete Überlappen nicht mit Endemiten-Vorkommen, noch mit seltenen Arten oder gefährdeten Gebieten

Deutschland: Bayern ähnlich- nur geringe Überlappung

BB: Sand-Grasnelke- weltweit kleines Areal, in BB 15 %
Beginn des Rückganges
Basenreiche Trockenrasen (LRT) aber Verbreitung gebietsweise nur an Straßenrändern und Siedlungen
-> FFH kann nicht wirklich Schutz gewärhleisten
LRT deckt nur kleinen Teil des Lebensraumsspektrums ab
-> die Matrix muss mitbetrachtet werden!

Question 15

Erkläre Kritik an Natura 2000: Kohärenz

Answer 15

Wird ein sinnvoller Gebietszusammenhang angestrebt? (Netz vs. Sammlung)
Kleinskaliger Zusammenhang
Problem: für die meisten Organismen können immer nur gleiche bzw. ähnliche Lebensräume als Verbund dienen!
(Moorschutzgebiet verbindet nicht 2 Trockenrasen)

Question 16

Wie kommt Natura 2000 mit Klima- und Nutzungswandel zurecht?

Answer 16

Prognosen:

• Temperaturanstieg abh. von Emissionsszenario
• Niederschlagsvariabilität steigt an (Antstieg in nördl. Breiten)
• Verschiebung von bioklimatischen Grenzen und Arealen mit Auswirkungen auf die Ausbreitungsfähigkeiten, Habitatverfügbarkeiten von Arten und Limitierung durch andere Faktoren…

Question 17

Fragen an Natura 2000 im Kontext vom Klimawandel?

Answer 17

• Natura 2000 als statisches Schutzgebietskonzept?
• Welche Lebensräume und Arten sind besondes sensitiv?
• Möglichkeiten in Gebieten den Klimawandel abzupuffern?
• Welche Rahmenhandlungen müssen dafür durchgeführt werden? (Wasserhaushalt, Durchlässigkeit der Landschaft, Umsiedlungen, Veränderungen der Schutzkulisse…)

Question 18

Benenne Climate change-integrated Conservation Strategies (CCS).

Answer 18

• Regionale Modellierung und Prognosen
• > Zusammenarbeit Forschung- prakt. Naturschutz
• Erweiterung geschützter Gebiete
• > Kern + Randgebiete von Arealen
• Management der Matrix
• > angepasste Landnutzung -> Wanderung und Persistenz von Arten in der Matrix
• > Mögl. der Umwandlung Matrix -> Schutzgebiet
• Überregionale Koordinierung

Question 19

Was ist das Fazit für die Zukunft von Natura 2000?

Answer 19

Natura 2000 hat das Potential zu einer Erfolgsgeschichte, ABER:

• muss in einer Gesamtstrategie zum Naturschutz angesiedelt sein
• kontinuierliche wissenschftl. Begleitung fehlt
• Einbindung der Matrix in Schutzkonzept
• dynamisch statt statisch (‘klimaplastisch’)
• darf nicht das einzige Schutzkonzept sein

Question 20

Um wie viel haben die Natuschutzgebiete in Deutschland von 1954 auf 1997 zugenommen?

Answer 20

von ca. 800 auf 6200

• > weniger Nationalparke und Biosphärenreservate
• > viele Natur- und Landschaftsschutzgebiete und Naturparks

Question 21

Wie groß sind die Schutzgebiete in Deutschland? und in BB?

Answer 21

FFH Gebiete in BB: 10,3 % Landesfläche

Deutschland: 6,7 %

Question 22

Was sind ‘Gap’ Arten?

Answer 22

Arten, die in keinerlei Naturschutzgebiet vorkommen (12 % von analysierten Arten)
-> basierend auf Verbreitungsgebietsanalyse- meisten endemitsichen Arten haben eine geringe Verbreitung.

Question 23

Was ist ein Beispiel für Habitathomogenisierung?

Answer 23

Düngung von Wiesen und Weiden in Mitteleuropa führt zu Artenverlust…

Question 24

Wie funktioniert Habitatfragmentierung in Deutschland?

Answer 24

• Verkehrswege stellen Ausbreitungsbarrieren dar
• Habitate werden durch Baumaßnahmen verkleinert
• Zerteilung und Isolation erhöht das Extinktionsrisiko

Question 25

Was ist bei Habitatfragmentierung beim Wald in Wisconsin passiert?

Answer 25

• Fragmentierung nach Europäischer Einwanderung
• Wurde in Waldinseln zuerstückelt
• “Inselbildung” und Verkleinerung der Inseln ist einer der zentralen Prozesse bei der Degradation von Ökosystmen (Ver-Insel-ung)

Question 26

Wie verhält sich die Extinktion auf Inseln im Verhältnis zum Festland?

Answer 26

Sie ist viel höher

-> Inseln können Auskunft über zentrale Extinktionsursachen geben.

Question 27

Wie variieren Arten in Anfälligkeit für Extinktion nach Fragmentierung?

Answer 27

• Karnivore sind anfälliger als Herbivore
• Große Karnivore sind anfälliger als kleine Karnivore
• Spezialisten sind anfälliger als Generalisten

Question 28

Wie kann man eine einfache Art-Areal Beziehung (species- area curve) beschreiben?

Answer 28

S = cA^z
S- Zahl der Arten
A- Flächengröße
z, c- Konstanten

Question 29

Wie lassen sich Unterschiede zwischen Taxa und Regionen begründen? (Art-Areal-Kurven)

Answer 29

• Steigung der species- area curve ist situationsspez.

s. Folien

Question 30

Samples vs. Isolates:
Ursachen für die Artenzunahme mit der Flächengröße sind für Inseln und auf dem Festland nicht gleich.
Warum?

Answer 30

Eine Insel enthält weniger Arten als ein gleich großer Ausschnitt aus einem kont. Habitat auf dem Festland.
-> Ein neu isolierter Ausschnitt auf dem Festland verliert Arten.

Question 31

Samples vs. Isolates: Was sind die jeweiligen Gründe für die species-area curve?

Answer 31

Isolierte Inseln: Species-area curve ist steiler, beginnt aber bei niedrigeren Werten (generell geringere Artenzahl)

Question 32

Was ist Prestons Schussfolgerung?

Answer 32

“… it is not possible to preserve in a State or National Park a complete replica on a small scale of the fauna and flora of a much larger scale.”

-> Samples verlieren Arten sobald sie isoliert werden, weil seltene Arten nicht erfaßt werden (sampling effect), und weil der Austausch mit der Umgebung verloren geht (isolation effect)

Question 33

Prestons Inventar für die Theorie der Inselbiogeographie:

Answer 33

1) Arten-Flächen Beziehung
2) Isolation: Bedeutung von Migration und Zeitspanne seit Isolation
3) Inseln gibt es auch auf dem Festland: Habitatinseln
4) Neue Habitatinseln verhalten sich wie “Landbrücken-Inseln”

Question 34

Was ist das ETIB?

Answer 34

Equilibrium Theory of Island Biogeography

Question 35

Was ist die 1. Grundannahme der Theorie der Inselbiogeography? (ETIB)

Answer 35

Die Zahl der Arten auf einer Insel ist bestimmt durch ein dynamisches Gleichgewicht (dyn. equilibrium) zwischen Extinktionsraten und Kolonisierungsraten
(s.Graphik: Rate gegen Artenzahl)

-> Im dyn. Gleichgewicht findet ein permanenter Umsatz (‘turnover’) von Arten statt.

Question 36

Was ist die 2. Grundannahme der Theorie der Inselbiogeography? (ETIB)

Answer 36

• Populationsgröße ist positiv korreliert mit der Inselfläche
• Extinktionsraten sind grob invers korreliert mit Populationsgrößen
• > kleiner Inselng -> größere Extinktionsraten

Question 37

Was ist die 3. Grundannahme der Theorie der Inselbiogeography? (ETIB)

Answer 37

Kolonisierungsraten sind umgekehrt proportional zur Entfernung vom Festland (Isolationsgrad)

Question 38

Beschreibe die zentrale Graphik der Inselbiogeograhie (ETIB). Warum sind die Kurven konkav?

Answer 38

Rate gegen Artenzahl

-> Artenzahl repräsentiert ein dyn. Ggewicht zwischen Immigration (entfernungsabh.) und Extinktion (größenabh.).

Question 39

Kritik an die ETIB- was sind die Annahmen?

Answer 39

Annahmen:

1) Extinktion hängt nur von der Inselgröße ab
- > Kann Extinktion auch von der Isolation der Insel abh.?
2) Immigration hängt nur von der Isolation ab
- > Kann Immigration auch der der Inselgröße abh.?

Immigration und Extinktion sind nicht unabhängig.

Question 40

Was ist der Rescue- Effekt?

Answer 40

Entgegen der Vorhersage der ETIP können turnover-Raten auf nahen Inseln kleiner sein als auf weter entfernten.
(Glockenkurve bei Turnover zu Distance to Mainland -> anfängliche Zunahme dank dem Rescue Effekt)

Question 41

Warum findet der Rescue-Effekt statt?

Answer 41

Um dei Nischen zu füllen, die bei kleinen Populationen noch offen sind.

Question 42

Was ist der Target-area effect?

Answer 42

Entgegen der Annahme der ETIB, sind Immigrationsraten meist nicht unabhängig von der Inselgröße.
-> Mit steigender Inselgröße steigt auch Immigration

Question 43

Warum findet der Target-area effect statt?

Answer 43

Weil größere Inseln mehr Ressourcen und Nischen haben- oder durch Zufall weil diese größer sind.

Question 44

Stelle die Graphiken dar wo die ETIB mit rescue- und target effect kombiniert sind.

Answer 44

s. Folien!

Question 45

Beschreibe den ersten Test der Inselbiogeographie-Theorie. (Simberoff und Wilson)

Answer 45

System: Kleine Mangroveninseln der Florida Keys
Hohe Arthropodendiversität

Experiment:

1) Zählen der Arthropodenarten auf ausgew. Inseln
2) Sprühen der Inseln mit Insektizid
3) Wiederkehrende Aufnahmen der Arthropoden

Test der theor. Vorraussagen:

1) Kolonisierungsrate in Abh. von Entfernung zur ‘Quelle’
2) Turnover im Gleichgewicht

• > Artenzahlen auf nahen Inseln erfolge schneller als auf fernen Inseln
• > Nach erreichen der urspr. Artenzahl erfolgte Turnover der Arten

Question 46

Beschreibe den Test für Habitatinseln- Inseln auf dem Festland. (Brown, 1971)

Answer 46

Säugetiere in pleistozänen Bergrefugien im Great Basin
Festland: Sierra Nevada und Rockies
Ergebnis: Kein Gleichgewicht sondern permanenter Artenverlust…

-> Species-area curve war steiler für Great Basin als für Sierra Nevada

Question 47

Ist Habitatdiversität oder Fläche wichtiger zum Erhalt von Artengemeinschaften?

Answer 47

Newmark, 1987 -> Review
Ergebnisse:
- Hochsignifikanter Einfluss der Parkgröße auf Extinktionsraten
- Fläche an sich hatte mit Abstand den größten Einfluss
- Habitatdiversität (Pflanzendiv. oder Zahl der eingschlossenen Breitengeraden) hatte keinen Einfluß
- Habitatdiversität (Relief/Höhenuntersch.) hatte einen Einfluss.

Question 48

Wie verhalten sich Nationalparks wie land-bridge Islands?

Answer 48

1) Gesamtanzahl an Extinktionen überstieg diejenige der Kolonisierungsereignisse im Park (non-equilibrium)
2) Gesamtanzahl der Extinktionen umgekehrt proportional zur Größe des Parks
3) Zahl der Extinktion stand in Beziehung zum Alter des Parks

Question 49

Was sind Beispiele für natürliche Habitatinseln?

Answer 49

• Seen
• Berggipfel
• Besondere Geologie (Felsinselng/Outcrops)
• Höhlen
• > meist isolierte Inselng (Ausnahme: Refugien)

Question 50

Was sind Beispiele für menschgemachte Habitatinselng?

Answer 50

• Naturschutzgebiete (Reste großer Flächen, abgegrenzt)
• Habitatinseln nach Fragmentierung (Wälder, Wiesen)
• > meist Landbrücken-Inseln: ehemals angeschlossen an eine größere Fläche (Festland)

Question 51

Anwendung der ETIB im Naturschutz?

Answer 51

-> Anwendung der Konzepte um Naturschutz zu begünstigen….

Question 52

Was sind die 3 Anstoße von Diamond zum Schutzgebietsdesign für die Anwendung von ETIB im Naturschutz?

Answer 52

1) Eine neu isolierte Reserve/Insel wird temporär mehr Arten beherbergen als in seinem Gleichgewicht- irgendwann wird der Überschuss jedoch verschwinden und ein ‘relaxation into equilibrium’ findet statt.
2) Die Rate bei dieser ‘relaxation into equilibrium’ findet bei kleinen Inseln schneller statt als bei großen
3) Verschiedene Arten benötigen untersch. große (Minimum-)Areale um eine bestehende Population zu gewährleisten

Question 53

Was sind die Konsequenzen von Diamonds 3 Regeln für das Design von Naturschutzgebieten`?

Answer 53

SLOSS: Single Large Or Several Small

1) Eine große Fläche/Reservat kann mehr Arten im Equilibrium berherbergen als eine kleine Insel
2) Eine Reservat in der nähe von anderen Reservaten kann mehr Arten halten als ein weit weg gelegenes
3) Eine Gruppe von Reservaten, die leicht verbunden sind- oder zumindest geclustert sind- werden mehr Arten bewerkstelligen als Reservate die nicht verbunden oder linear angeordnet sind
4) Ein rundes Reservat wird mehr Arten halten als ein langgezogenes.

Question 54

Stelle SLOSS graphisch dar:

Answer 54

s. Folien!

Question 55

Nenne Punkte die zur SLOSS-Debatte beitragen.

Answer 55

1) ETIB behandelt alle Arten gleich
Praxis: Schutzgebiete mit vielen häufigen Arten nicht unbedingt besser als ein kleines mit wenigen seltenen Arten
2) Ist ETIB allgemeingültig? Artenzahl hängt nich ausschl. von Flächengröße ab
3) Habitatdiversität ist wichtiger als Größe allein
4) Artenpool des Festlandes, artspez. Ausbreitung und Konkurrenz können bewirken, dass mehrere kleine Inseln artenreicher sind als eine große.

Question 56

Erkläre wie Arten und Inseln nicht alle gleich sind. Kolonisierung und Wahrscheinlichkeit des Aussterbens sind artspezifisch und “inselspezifisch”.

Answer 56

Kolonisierung und Wahrscheinlichkeit des Aussterbens sind artspezifisch und “inselspezifisch”.

• > Kolonisierungsraten sind artspez. und sind vom Ausbreitungspotenzial abh.
• > ‘genestete’ Teilmengen von Arten mit steigender Entfernung zum Festland
• > Artenkombination ist auch von der Beschaffenheit der Insel (biotisches und abiotisches Umfeld) abh.
• > Interaktionen zwischen Arten führen zu nicht-zufälligen Artenspektren.

Question 57

Beschreibe einen empirischen Test des SLOSS. (Lovejoy)

Answer 57

Beobachtungen von Artdynamiken in untersch. große Waldfragmente in Brasilien

• > Ergebnisse:
  1) Kleinste Fragmente verlieren schnell Arten durch Randeffekte
  2) Große Fragmente zeigen keine eindeutigen species-area Beziehungen
  3) Bestimmte Arten reagieren eher auf bestimmtes Habitat als auf auf die Inselgröße
  4) Minimum Dynamic Area ist artspezifisch

Question 58

Was ist die Kritik an Anwendung der ETIB im Naturschutz?

Answer 58

• IB ist eine Gleichgewichtstheorie (sind Gemeinschaften jemals im Gleichgewicht? v.a. unter anthropogenen Einfluss)
• IB berücksichtigt nur Inselgröße und Entfernung zum Festland (ignoriert Habitatqualität, -diversität, geogr. Anordnung der Inseln u.a.)
• Es gibt nicht immer ein ‘Festland’
• IB ignoreier Unterschiede zwischen Arten
• IB ist ungeeignet für den Artenschutz, da keine Aussage über welche Arten aussterben
• Empirische Befunde zur IB sind widersprüchlich

Question 59

Fazit: Anwendung der ETIP im Naturschutz

Answer 59

-> ETIB ist wichtig als konzeptioneller Rahmen für den Fokus auf Fläche, Isolation und Artenzahl

Aber: ETIB vereinfacht zu stark um als Grundlage für konkrete Naturschutzmaßnahmen zu dienen

-> Zur Lösung dieser sind spezifischere Modelle nötig.