4 Lebensgemeinschaften

Präsentation zum Thema: "4 Lebensgemeinschaften"—  Präsentation transkript:

1 4 Lebensgemeinschaften
alle Organismen in einem Lebensraum Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere auf kleinen Flächen 1000e Arten Welche Arten? Artenarmut, -reichtum? Interaktionen? Regeln für die Struktur? Entwicklung, z.B. nach Störung? Veränderung in der Zeit? 165

2 166

3 klare Beziehungen der Artenzahlen - zwischen trophischen Ebenen
- weniger zwischen taxonomischen Gruppen 166

4 Artenreichtum: Diversitätsindex
167

5 168

6 4.1 Struktur von Lebensgemeinschaften 4.1.1 Erfassung
Pflanzengesellschaften Vegetationsaufnahme Rangskala für Häufigkeit Tiergesellschaften artenreicher (Bestimmungsspezialist?) mobiler kryptischer Stichprobenumfang? 169

7 Berechnung des tatsächlichen Arteninventars rarefaction method
169

8 gewisse taxonomische Beziehungen vorhanden meist aber schwer nutzbar
170

9 4.1.2 Grundmuster in Artengemeinschaften
häufige und seltene Arten → Rang-Abundanz-Kurven artenreich bei günstigen Umweltbedingungen artenarm an Extremstandorten (Schnecken-Beispiel) (Thienemann‘sche „Regeln“) kleine Arten häufiger, mehr Individuen in grossen Lebensräumen mehr Arten (Inseltheorie, siehe unten) 170

10 172

11 Artenreichtum hängt (neben Fläche) ab von
für Taxon wichtige abiotische Parameter Umweltheterogenität (mehr Ressourcen, mehr Nischen) Produktivität des Lebensraumes Artenreichtum umgebender Gebiete 171

12 173

13 4.1.3 Klassifizierung Artengemeinschaften
Alpha-Diversität (Standort) Beta-Diversität (Artenumsatz, species turnover) Gamma-Diversität (alle Standorte einer Landschaft) 173

14 Pflanzengesellschaften
Braun-Blanquet (1961) Mitteleuropa Assoziationen Lebensformen nach Raunkiaer (1919) Tiergesellschaften begrenzte Möglichkeiten Leitartenkonzept Saprobiensystem 174

15 4. 2 Ökologische Prozesse in Lebensgemeinschaften 4. 2
4.2 Ökologische Prozesse in Lebensgemeinschaften Regionaler Artenpool 179

16 abiotische und biotische Faktoren als Filter
in Anlehnung an Festland-Insel-Modell Artenzahl S eines Lebensraumes Σ Wahrscheinlichkeiten p* des Vorkommens jeder Art in der Umgebung aus Artenpool Spool wenn p* für alle Arten gleich i Immigrationsrate e Extinktionsrate nicht-interaktive Artengemeinschaft keine Konkurrent / alle Arten gleich → neutrales Modell 179

17 keine Wechselbeziehungen zwischen den Arten!
181

18 → kleine und ferne Inseln weniger Arten
183

19 185

20 Neutrales Modell eines Lebensraumes
alle Arten gleiche pro-Kopf-Sterberate alle Arten gleich pro-Kopf-Etablierungsrate → Wahrscheinlichkeit der Neubesiedlung eines freien Platzes hängt von Häufigkeit der Art ab → seltene Arten sterben aus, eine bleibt übrig ökologische Drift interessante Parallele zu genetischer Drift in einer geschlossenen Populationen reduziert sich die Zahl der Allele auf 1 Zuwanderung neuer Individuen: Genfluss Zuwanderung neuer Arten: metacommunities → Gleichgewicht 187

21 Neutrale Theorie von Hubbels (2001) (für Lebensgemeinschaften)
Arten müssen neu entstehen (Speziationsrate θ) proportional zur Individuenzahl x θ pro Geburt Ersatzrate m eines Individuums durch Individuen von aussen Annahme: Interaktionen zwischen Individuen: = Ausbeutungskonkurrenz → Übergang zu Gilden + stochastische lokale Dynamik + Zuwanderung → Beschreibung wichtigster Eigenschaften einer Lebensgemeinschaft 187

22 188

23 Kommentar zu Hubbel‘s neutraler Theorie
natürlich sind Unterschiede zwischen Arten wichtig auch biotische Aktionen sind wichtig Aber auch ohne diese kann man emergente Eigenschaften von Lebensgemeinschaften modellieren bzw. verstehen 189

24 4.2.2 Bedeutung von Konkurrenz in Artengemeinschaften
nichtinteraktive Lebensgemeinschaften begrenzt durch Artenpool / Typ I interaktive Lebensgemeinschaften Begrenzung durch Nischenraum / Typ II biotischer Widerstand / gesättigte Gemeinschaft 189

25 190

26 biotischer Widerstand
Lokaler Etablierungserfolg aus regionalem Artenpool hängt ab von der Anzahl bereits etablierter Arten. → wenig Arten – wenig Konkurrenz → viele Arten – viel Konkurrenz Grosse Bedeutung für nichteinheimische Arten! 191

27 193

28 4.2.3 Prädation und Störung 194

29 Prädation via Konkurrenz und Nischenbreite
Störung hinterlässt Lücke an Individuen Lückendynamik Maximum an Arten bei mittlerer Störfrequenz? Störungen = Auslenkungen aus Gleichgewicht Resilienz (Elastizität) und Resistenz Antwort durch r- / K-Strategien → dynamische Systeme in Raum und Zeit balance of nature? (siehe unten) 193

30 4.3 Dynamik von Lebensgemeinschaften
Sukzession: zeitliche Veränderung der Artenzusammensetzung nach einer Störung Klimax: gerichtete Sukzession: Endpunkt - Kuhfladen: Ende der Ressource: Metapopulation - Vegetation: zonales Biom: laubabwerfender Wald - grosse Streuung wegen Zufall, Erstbesiedlungseffekt 196

31 4.4. Gleichgewicht oder Ungleichgewicht in Lebensgemeinschaften
Artengemeinschaften organismengleich, sie ent-stehen, wachsen, reifen, sterben (Clements 1929) Arten des Pools leben zusammen, Gemeinschaft durch Umweltbedingungen definiert (Gleason 1917) Störungen verhindern Gleichgewicht, zeitlich kontrastierende Sukzessionsstadien räumlich neben-einander, Mosaik-Zyklus-Theorie (Remmert 1991) Gleichgewicht, balance of nature? (Pimm 1991) 198

32 4.5 Biodiversität Biological diversity means the variability among living organisms from all sources including, inter alia, terrestrial, marine and other aquatic ecosystems and the ecological complexes of which they are part; this includes diversity within species, between species and of ecosystems. (CBD 2003). Gene, Arten, Habitate, Ökosystemleistungen oft politischer Begriff: Schutz und Wert 199

33 rivet popper hypothesis
Redundanz = Puffer insurance hypothesis diversity stability hypothesis 200

34 Titanic Airlines Ehrlich & Ehrlich (1981)
Bolzenlöserhypothese, Nietenhypothese rivet popper hypothesis Vorsicht: Solange man die spezifische Funktion einer (redundanten) Art nicht kennt, soll man von ihrer Wichtigkeit ausgehen. Titanic Airlines 200

35 - oft Sättigung bei wenig Arten
- auch Belege für lineare Zusammenhänge - einzelne Arten sind keystone species 201

36 4.6 Biogeographie 4.6.1 Speziation, Extinktion, Artenvielfalt
Entstehen und Aussterben von Arten 203

37 204

38 206

39 4.6.2 Grossräumige Muster der Artenvielfalt
grösste Artenfülle am Äquator / in den Tropen Abnahme zu den Polen 207

40 Gall-Peter-Projektion Mercator-Projektion
flächengetreu winkelgetreu Flächen verzerrt nicht flächengetreu

41 Gleichgewichtshypothesen
Sonneneinstrahlung (Energie) am Äquator maximal, trophischer Bezug Flächenbezug (gross = mehr Individuen, weniger Störungen, höhere Speziationsrate) 207

42 mid domain effect 210

43 4.6.3 Biogeographische Gliederung der Erdoberfläche
endemische Taxa Floren- Faunenreiche Kontinental- verschiebung Disjunktion 211