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4 Lebensgemeinschaften alle Organismen in einem Lebensraum Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere auf kleinen Flächen 1000e Arten Welche Arten? Artenarmut, -reichtum?

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Präsentation zum Thema: "4 Lebensgemeinschaften alle Organismen in einem Lebensraum Mikroorganismen, Pflanzen, Tiere auf kleinen Flächen 1000e Arten Welche Arten? Artenarmut, -reichtum?"—  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

4 167 Artenreichtum: Diversitätsindex

5 168

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

7 169 Berechnung des tatsächlichen Arteninventars rarefaction method

8 170 gewisse taxonomische Beziehungen vorhanden meist aber schwer nutzbar

9 4.1.2 Grundmuster in Artengemeinschaften häufige und seltene Arten Rang-Abundanz-Kurven artenreich bei günstigen Umweltbedingungen artenarm an Extremstandorten (Schnecken-Beispiel) (Thienemannsche 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 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 S pool wenn p* für alle Arten gleich i Immigrationsrate e Extinktionsrate nicht-interaktive Artengemeinschaft keine Konkurrent / alle Arten gleich neutrales Modell

17 181 keine Wechselbeziehungen zwischen den Arten!

18 183 kleine und ferne Inseln weniger Arten

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 Hubbels 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 189 nichtinteraktive Lebensgemeinschaften begrenzt durch Artenpool / Typ I interaktive Lebensgemeinschaften Begrenzung durch Nischenraum / Typ II biotischer Widerstand / gesättigte Gemeinschaft

25 190

26 191 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!

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

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

32 199 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 4.5 Biodiversität

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

34 200 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

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

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

37 204

38 206

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

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

42 210 mid domain effect

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


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