Vorlesung 5 Diversität Flashcards
Diversität wird in welchen Ebenen unterschieden?
werden folgende Ebenen unterschieden 1. Diversität unterhalb des Artniveaus 2. Artendiversität 3. Diversität von Lebensgemeinschaften & Ökosystemen Aber neulich wird die Diverstät wie folgendes eingeteilt: α-Diversität : Zahl der Arten in einem Habitat oder Biotop • β-Diversität : Artenwechsel entlang ökologischer Gradienten (z.B. Berg-/Talregion; Uferzone eines Gewässers) • γ-Diversität : Diversität auf der Ebene von Landschaftsräumen; (z.B. verschiedene Habitate oder Vegetationstypen) • δ-Diversität : Zönosewechsel entlang von Gradienten (Unterschiedlichkeit des Artbestandes zweier Gebiete) • ε-Diversität : Regionale Diversität (große Gebiete mit verschiedenen Landschaftstypen) Weitere Diversitätstypen • Diversität an Lebensformtypen: − Fortbewegung (Graber, Kriecher, Kletterer, Springer) − Lichtbedarf (Sonnen-/Schattenpflanzen) • Trophische Diversität: − Produzenten, Konsumenten, Destruenten − Herbivore, Fungivore, Bakterivore, Carnivore • Phänologische Diversität: − tageszeitliche, jahreszeitliche und jahresperiodische Erscheinung • Genetische und populationsspezifische Diversität: − Genotypenspektrum, Homo-/Heterozygotie, Gen-Drift, Mutationsrate • Biochemische Diversität: − Pflanzeninhaltsstoffe, biochemische Verteidigung, Düfte als Lockmittel
Diversität & zeitliche Heterogenität
- klimatisch bedingte Schwankungen • jahreszeitlich und zwischen mehreren Jahren • z.B. Zeiten für Keimung, Paarung, Winterschlaf 2. circadiane Rhythmen • endogen, Periodenlänge ca. 24 Stunden • Tag-/Nachtrhythmen 3. biotische Interaktionen • Bi- und Polysysteme • Räuber-Beute, Wirt-Parasit 4. Sukzession • nicht jahreszeitliche, gerichtete Abfolge von Ökosystemzuständen an einem Standort • bedingt durch Muster der Kolonisation und Extinktion von Populationen
Großräumige Heterogenität – räumliche Isolation
Im allgemeinen enthalten großflächige Lebensräume sowohl eine größere Anzahl an Individuen (höhere Dichte) als auch mehr Arten (höherer Artenreichtum) als kleinere.
Equilibriumstheorie (Mac Arthur & Wilson, 1963):
Die Anzahl der Arten, die eine Meeresinsel bewohnen steht in einem dynamischen Gleichgewicht (Equilibrium) zwischen den neu einwandernden (immigrierenden) Arten und solchen die bereist vorhanden waren, aber wieder ausgewandert (emigriert) oder lokal ausgestorben sind.
Diversität & räumliche Heterogenität
- Großräumige Heterogenität in Ökosystemen • verschiedene Biotope, Habitatinseln, je grosser der lebensraud desto vielfältig ist das leben 2. Kleinräumige Heterogenität in Biotopen • Nebeneinander verschiedener Teillebensräume (Mikrohabitate) je mehr kleinraumige heterogenität bzw mehrere unterschiedliche kleinräume desto mehr vielfalt. 3. Kontaktzonen & Randeffekte • Rand- und Übergangsbereiche bieten Organismen vielfältige Lebensbedingungen 4. Korridore • ermöglichen in fragmentierten Landschaften den Individuenaustausch zwischen Habitaten
Pflanzliche Raumstrukturtypen - Zönosen
Stratotope <> Stratozönosen • horizontale Schichten im Lebensraum • Kronen-, Strauch-, Streuschicht • Zönose: Bodenfauna Choritope <> Chorizönosen • einzelne, gut abgrenzbare, vertikale Raumstrukturen • einzelner Baum oder Strauch, Vogelnest, Tierleiche • Zönose: Phytophagenkomplex eines Baumes Merotope <> Merozönosen • umfassen immer auch Teile eines Stratotops oder Choritops • Kleinräume mit ökologischen Gilden von Tieren • Blätter, Blüten, Früchte • Zönose: Gallbildner in Blättern, Blütenbesucher, Fruchtfresser beispiele Stratotope: 5 Vegetationsschichten (Stockwerke) im Regenwald Choritop: Emergenten (Urwaldriesen) als 45 m hohe Einzelbäume Merotop: Früchte am Baum (umfassen Stratotop „obere Baumkronenschicht“)
Randeffekt (edge effect):
Übergangsbereiche werden von beiden Lebensräumen beeinflusst • hoher Strukturreichtum und hohe Pflanzendiversität • Ansiedlung spezifischer Arten des Übergangsbereiches sowie Vorkommen von Arten aus beiden Lebensräumen ⇒ hohe Diversität in Ökotonen
Korridore
In fragmentierten Landschaften ermöglichen Korridore den Arten- und Individuenaustausch zwischen Habitatinseln. 4. Korridore 22 Korridore häufig vom Menschen geschaffen Netzwerk an Ausbreitungswegen erleichtern Individuen- und Genaustausch zwischen Subpopulationen Filtereffekt! Manchen Arten ist Ausbreitung möglich, anderen nicht.
Artenzahl als Maß der Diversität – Artenarealkurven
Anzahl der neu nachgewiesenen Arten pro Probe nähert sich asymptotisch der Gesamtartenzahl. Die einfachste Möglichkeit zur Erfassung der Diversität ist das Erstellen einer Artenarealkurve. Dabei wird die Beziehung zwischen dem Artenreichtum (y-Achse) und der Anzahl der gesammelten Individuen (x-Achse) graphisch dargestellt. Es ergibt sich in der Regel eine zunächst steil ansteigende Linie, die sich dann abflacht und asymptotisch einer Gesamtartenzahl annähert. Es ist also nicht so, dass man immer mehr Arten nachweisen kann, wenn man mehr sammelt! Es kommt zu einer Sättigung, wenn die Maximalzahl im Lebensraum erreicht ist.
Individuendominanz (DN) und wie man das findet
Rang-Häufigkeits-Diagramme
Rothamsted „Park Grass Experiment“
Das Rothamsted Park-Gras Experiment wird an einer großen Versuchsstation nördlich von London durchgeführt. Es ist das am längsten laufende Langzeitexperiment der modernen Wissenschaftsgeschichte und untersucht seit 1856 den Effekt von Düngung auf die NPP eines Graslandes mit randomisierter Blockanlage und unterschiedlicher Düngeapplikation. Die linke Grafik bildet das Rang-Häufigkeits-Diagramm ab. Es zeigt sich ein Rückgang der Pflanzendiversität bei Düngegaben; der Effekt wird erst nach längerer Zeit sichtbar. Die Phytozönose wird von wenigen, konkurrenzstarken Pflanzen dominiert, seltene Arten fallen weg.
Diversitäts-Indices: Simpson (D)
Diversitäts-Indices: Shannon-Wiener (Hs)
. Der Shannon-Index ist der häufigste angewandte Index, er reagiert besonders empfindlich auf Veränderungen bei seltenen Arten.
Eveness (Aquität - Bedeutungsgleiche)
Die vorgestellten Diversitätsindizes erlauben keine Aussage darüber, ob ihr Wert auf einer höheren Artenzahl oder gleichmäßigeren Verteilung der Individuen bei niedriger Artenzahl beruht. Der Artenreichtum wird hier stärker betont als die Häufigkeitsverteilung der Arten. Daher muss bei einem Vergleich von Lebensgemeinschaften mit unterschiedlichen Artenzahlen zusätzlich die Eveness berechnet werden. Die Formeln zur Berechnung von Eveness für den Shannon- und Simpsonindex sind das Verhältnis des ermittelten Diversitätsindex dividiert durch die maximal mögliche Diversität. Es ergeben sich Werte zwischen 0 und 1, dadurch wird die Vergleichbarkeit zwischen sehr unterschiedlichen Habitaten möglich. Bei einem hohen Wert für die Eveness sind die Arten gleichmäßig verteilt, bei einem niedrigen dominieren wenige Arten das Habitat.
May (1975) - Diversitäts-Stabilitäts-Hypothese:
