Ökosysteme - Studentenportal
Werbung
Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 Landschaftsökölögie 3 Landschaftshaushalt und zivilisatorische Eingriffe Bedeutung Zivilisatorische Eingriffe (Intensivierung der LW, Zersiedelung, Kahlschlag) beeinflussen die Beziehungen der Ökosysteme Wichtige Funktionen werden dadurch gefährdet (Bildung von Grundwasser, Erhaltung der Nährstoffkreisläufe, Lieferungen von Rohstoffen & Nahrung) In der Landschaftsökologie wird die Landschaft als System betrachtet! ͢ Sie beschäftigt sich mit dem Wirkungsnetz der Landschaftsfaktoren (gegenseitige Beeinflussung der landschaftsprägenden Faktoren wie Gesteine, Klima, Vegetation, Fauna, Nutzung) Klima Vegetation ͢ Sie beschäftigt sich mit dem Wirkungsnetz der Landschaftselemente (gegenseitige Beeinflussung der Ökosysteme als Elemente des Systems Landschaft) Wald = Wasserrückhalt Ökosysteme Bausteine der Landschaft, die untereinander durch vielfältige Beziehungen vernetzt sind. (Energie-, Wasser-, Nährstoffhaushalt, Austausch von Organismen) Ökotope Ein räumlich abgegrenzter, in seinem Innern ökologischen Wirkungsgefüge einheitlicher Landschaftsteil. Ökotone Streifenförmige Grenzräume zwischen Ökosystemen. (Waldränder, Fluss- und Seeufer etc.) Weisen oft zusätzliche, für die Grenzsituation typische Arten auf. Beziehungen zwischen Ökosystemen Beziehungen in der naturnahen Kulturlandschaft Zivilisatorische Eingriffe Auswirkungen Wasserhaushalt Aufnahme Speicherung Weitergabe von Wasser Abholzungen Drainage von Rieden & Mooren Versiegelungen Rasche Ableitung des Wassers: Hochwasser Nährstoffhaushalt Transport der Nährstoffe durch Wasser & Tiere Düngung & Transport mit Wasser Atmosphärischer N-Eintrag Eutrophierung von Seen & Grundwasser Verarmung an Pflanzen & Tieren Strassenbau Siedlungsbau -> Landschaftsfragmentierung Intensivierung der LW Verlust von Lebensraum Verinselung von Lebensräumen Städte mit grossen Beton-, Asphalt- und Schotterflächen Schnellere Erwärmung der Ökosysteme Erzeugung von Lachgasen Ausstoss von CO2 Saurer Regen schädigt Wälder Treibhauseffekt durch Zerstörung der Ozonschicht Austausch von Organismen Energiehaushalt Lufthaushalt Tägliche Mobilität Jahreszeitliche Migration (Amphibien) Dispersion Seen mit Temperatur ausgleichender Wirkung Kaltluftseen Atmung/Assimilation Aktive Beziehung Ökosystem -Luft Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 Modelle der Landschaft Inseltheorie Einwanderungs- / Aussterberate E = Je weniger eine Insel gesättigt ist, desto grösser ist die Einwanderungsrate. Gesättigte Insel => kleinere Einwanderungsrate A = Je grösser die Artenzahl, desto grösser der Konkurrenzkampf und somit auch die Aussterberate. Artenzahl Grösse = A Distanz = E AK EN EF AG Artenzahl Nahe, grosse Insel = grösste Artenzahl Kleinste, fernste Insel = Kleinste Artenzahl Die Artenzahl eines Insellebensraums hängt von der Inselgrösse und der Distanz der Insel zum Festland oder zu anderen Inseln ab. ͢ Die Nähe beeinflusst hauptsächlich die Einwanderungsrate ͢ Die Grösse der Insel beeinflusst die Aussterberate Der Einfluss der Randzone steigt bei abnehmender Biotopfläche ͢ Je kleiner die Biotopfläche, desto kleiner die den Bewohnern zur Verfügung stehende ungestörte Kernzone. ͢ Kleine Biotopinseln sind deshalb anfälliger für äussere Einflüsse. Übertragbarkeit der Inseltheorie auf die Zivilisationslandschaft ͢ Theorie ist nur bedingt übertragbar ͢ Meeresinseln Grössenordnungen von mehreren km2, Biotopinseln in Mitteleuropa häufig nur wenige km2 ͢ Flugtüchtige Arten können grosse Distanzen zurücklegen ͢ Bei Inseln geringe Beeinflussung durch das Meer. Bei Biotopen starke Beeinflussung durch Eutrophierung der Rand- / Kernzone. ͢ Inseln sind umgeben vom Meer als tödliche Barriere. Biotopinseln sind umgeben von Landschaft, diese ist teilweise bewohn- und durchwanderbar. Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 Mosaik-Konzept ͢ ͢ ͢ Alternative zur Inseltheorie Auch die Umgebung eines Biotopes spielt für die Artenzahl eine Rolle: Je vielfältiger die Umgebung eines Lebensraumes ist, desto artenreicher ist auch der Lebensraum selbst. Liefert Argumente für die Schaffung von strukturreichen und vielfältigen Kulturlandschaften, die von Grenzlinien und Trittsteinbiotopen durchzogen sind. Habitat-Vielfalt ͢ Bezeichnet die Anzahl verschiedener Habitattypen pro Fläche. ͢ Je grösser die Zahl der in einer Fläche vorkommenden Habitate, desto grösser ist die Artenzahl (jeder Habitattyp beherberg eine charakteristische Flora & Fauna) Habitat-Heterogenität ͢ Die Artenzahl nimmt mit kleineren Mosaiksteinen zu, mit wachsender Mosaiksteingrösse nimmt sie ab. (Zusammenhang mit den Grenzlinien, die für Ökotonarten und Arten, die auf tages- oder jahresperiodischen Habitatswechsel angewiesen sind, wichtig sind) Folgerung: ͢ Inseltheorie: Die Artenzahl steigt mit zunehmender Mosaiksteingrösse ͢ Mosaik-Konzept: Die Artenzahl steigt mit zunehmender Mosaiksteine und der Länge der Grenzlinie Mosaikzyklus-Konzep Landschaft = nebeneinander von Sukzessionsabläufen Mosaik verschiedener Pflanzengesellschaften, die einem eigenen Zyklus unterworfen sind Zyklus Phase Phase Phase Phase Zurück zur Ausgangsituation Zyklus wird gesteuert durch ͢ Innere Einflüsse/ Faktoren - Altersgrenze der Bäume - Nährstoffauslaugung - gegenseitige Wuchshemmung ͢ Äussere Einflüsse - Feuer - Sturm - Überschwemmung Endstadium durch ͢ Überalterung / Sturm / Insektenkalamitäten (natürlich) / Kahlschlag & Waldbrände Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 Fortgeschrittene Waldstadien sind faunistisch besonders wertvoll !!! Folgerung Langfristiges Ziel muss es sein, den notwendigen Raum zur Verfügung zu stellen, dass alle mögliche Stadien des Zyklus jederzeit auf einem Teil des Reservates vorhanden sind. (Es soll auch Kahl- und Zerfallsflächen geben) Arten, die kurzlebige Abschnitte des Zyklus nutzen sind häufiger auch von Natur aus selten. Ein vorausschauender Naturschutz muss HEUTE die Entwicklungsflächen von MORGEN sichern !!! Metapopulations-Konzept Subpopulationen Metapopulation Verschiedene lokale Subpopulationen einer Tierart (mit eigener Populationsdynamik) sind zu einer grösseren Metapopulation verbunden. Die lokalen Populationen leben auf klar abgegrenzten Habitaten, die in einer Matrix ungeeigneten Lebensraumes liegen. Die Habitate sind über kolonialisierende Individuen miteinander verbunden. Trotz lokalem Aussterben kann eine Population überleben, wenn von noch besiedelten Habitaten genügend Individuen den Raum wiederbesiedeln und so die Extinktion in ausreichendem Masse ausgleichen können. Das Konzept geht von verschiedenen Annahmen aus: => Abgrenzbarkeit Die lokalen Populationen besitzen eine eigene Dynamik Geeignete Lebens- bzw. Reproduktionsräume = Habitatsinseln, die von ungeeigneten Bereichen umgeben ist. Die Bereiche können aber von einigen Individuen durchquert werden. Natürlich & durch dynamische Prozesse entstandene „Patches“ (Habitatsinseln) ͢ Kiesinseln, verlandende Altläufe, austrocknende Tümpel Anthropogen bedingte „patches“: ͢ Feldgehölze, isolierte Magerwiesen, Bracheflächen, Torfstiche => Extinktion Zufällige Dichteschwankungen sind auf äussere und demographische Einflüsse zurückzuführen. (Witterung/Katastrophen/genetische Ausstattung) Bei kleinen Populationen wird aufgrund der geringen Individuenzahl der Punkt Null schon bei kleinen Dichteschwankungen erreicht. => kleine Populationen sind also einem grösseren Extinktionsrisiko ausgesetzt. Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 => Dispersion Aktive Dispersion = weite Entfernungen werden auch in solchen Bereichen zurückgelegt, die normalerweise von der jeweiligen Population gemieden werden. Dispersion = Grundlage für… … Genaustausch zwischen Subpopulationen … Kolonisation von neuem / Rekolonisation von Lebensraum => Konnektivität Wichtig für erfolgreiche Austauschbewegungen ͢ Matrixeigenschaften ͢ Vorhandensein von Korridoren als verbindende Landschaftsstrukturen ͢ Verhaltensmerkmale der Art (Dispersionsrate / Ausbreitungspotential) Folgerungen Populationen von seltenen Arten (v.a. Wirbellose) bilden aufgrund zu starker Fragmentierung bzw. Isolation keine Metapopulationen mehr. Subpopulationen der Tierarten müssen durch eine Vergrösserung ihres Lebensraumes gestärkt und untereinander besser verbunden werden. (Korridore, Trittsteine, generell bessere Durchlässigkeit der Landschaft => extensivere Nutzung, Leitstrukturen, Wildtierbrücken, Amphibiendurchlässe) ͢ Das Metapopulationskonzept betrachtet eine Art also bezüglich des Aussterberisikos z.B. Auerhuhn, Laubfrosch, viele Tagfalter Die Modelle im Vergleich Theorie / Modell Konzept Inseltheorie Mosaikkonzept Konzept der Metapopulation MosaikzyklusKonzept Insel - Biogeographie Alternative zur Inseltheorie Fragmentierte Landschaft Waldgebiete mit Sukzessionszyklen MacArthur & Wilson (1967) Broggi & Schlegel 1989 Jedike (1994) Duelli (1992) Halle (1996) Reich & Grimm (1995) Richard Levins (1970) Remmert (1985) Schlegel (1999) Verinselung naturnaher Lebensräume Habitat-Vielfalt Habitat-Heterogenität Subpopulationen sind zu einer Metapopulation verbunden Zyklus aus Sukzessionsphasen Innere /äussere Faktoren Modell-Annahmen; Forderungen Artenzahl hängt von Inselgrösse und Distanz zum Festland/ benachbarter Insel ab Je grösser die Anzahl vorkommender Habitate auf eine Fläche, desto grösser die Artenzahl; Je kleiner die Mosaiksteine, desto grösser die Artenvielfalt, je grösser die Mosaiksteine, desto kleiner die Artenvielfalt (Grenzen) Abgrenzung Extinktion Dispersion Konnektivität Lebensräume vergrössern und besser vernetzen (Korridore, Trittsteine etc.) Es gibt keine KlimaxGesellschaften Raum zur Verfügung stellen, dass verschiedene Zyklen ablaufen können Anwendbarkeit, Übertragbarkeit Nur bedingte Übertragbarkeit Entspricht den meisten Arten in der Kulturlandschaft Schwachstellen, Probleme Andere Grössen-Verhältnisse bei Inseln im Meer; Insel: geringe Beeinflussung. durch Meer, Biotop starke Beeinflussung durch Eutrophierung Rand/Kernzone Meer: tödl. Barriere Landschaft: teilweise durchwanderbar Populationen die bereits selten sind bilden vermutlich keine Metapopulationen mehr aufgrund zu starker Fragmentierung bzw. Isolation v.a. Wirbellose Fordert ein weitaus grossflächigeres und Denken und Handeln als bisher Inseln, isolierte Biotopinseln auf dem Festland Kiesinseln, verlandende Altläufe, austrocknende Tümpel, Feldgehölze, Magerwiesen, Torfstiche v.a. Wirbellose sind gefährdet Wälder, Waldtiere Herkunft / Ursprung Autoren / Jahr Zentrale Begriffe; entscheidende Faktoren Beispiele von Landschaftstypen, räumen; Arten Kulturlandschaft Fast alle Arten der Kulturlandschaft Potential für Anwendung v.a. im Wald Zusammenfassung Andrea Hunziker, L3 Strategien der Landschaftsentwicklung Strategien liefern Lösungsansätze um die Erkenntnisse aus den Modellen in der Landschaftsentwicklung umzusetzen. Naturschutzstrategien nach Hampicke Naturschutz und Landwirtschaft auf einer Fläche Naturschutz- und Produktionsflächen getrennt, aber eng nebeneinander KOMBINATION VERNETZUNG Naturschutz und Produktionsflächen räumlich getrennt, evtl. durch Pufferzonen abgeschirmt, Naturschutzflächen arrondiert SEGREGATION IINTEGRATION Eignet sich nicht für den gezielten Artenschutz Unterstützt landeskulturelle Zielsetzungen ( Reduktion der Erosion, Nitratauswaschung in Gewässer etc.) ͢ nach dem Mosaikkonzept, Landschaftsbild wird aufgewertet & Ökologische Vielfalt wird erhöht. Vernetzen der Landschaftselemente einer Kulturlandschaft v.a. für z.B. Schutz von Hochmooren (hoch spezialisierte Flora & Fauna) => Inseltheorie & Metapopulationskonzept Zielgerichtete und auf die jeweilige Landschaft angepasste Strategie verfolgen !!! Abgestufte Landnutzung nach Erz / Dietl Ein Landwirtschaftlicher Betrieb wird als Einheit angesehen. Nutzungsintensität nimmt Rücksicht auf Geländeformen, Bodenqualität, Wasserhaushalt und Lage des Betriebens (Intensive Nutzung direkt um den Stall, je weiter Weg, desto extensiver.) Biotopverbund Biotopverbund ist gegeben, wenn eine räumliche Anordnung zwischen Biotopen besteht, die eine funktionale Vernetzung zwischen Arten ermöglicht Herleitung / Notwendigkeit / Begründung Genaustausch, Neu- und Wiederbesiedlung Inseltheorie, Metapopulationskonzept Individuenstabilität in Populationen Probleme: ͢ Zersiedelung = Barrieren ͢ Eutrophierung ͢ Erholungsnutzung Zusammenfassung Dynamik: ͢ Dispersion ͢ Migration ͢ Tägl. Mobilität Verankerung im Schweizer Recht Raumplanungsgesetz (RPG) Natur- und Heimatschutzgesetz (NHG): Art 18b Natur- und Heimatschutzverordnung (NHV): Art 15 Bundesverfassung (BV): Art. 78 Landwirtschaftsgesetz (LWG): Art. 76 Ökobeiträge Forderungen Schaffung Biotopverbunden (Korridore, Trittsteine, Extensive Landwirtschaft) Barrieren überwindbar machen => scharfe Trennung zwischen Habitatsinseln verringern (Genügend grosse Flächen & Strukturvielfalt) Verringerung der Distanzen zwischen Lebensräumen Biotopkartierungen Umsetzungsmöglichkeiten REN (Reseau écologique national) als Grundlage für: ͢ LEK (z.B. in Kombination mit raumpl. Instrumenten) ͢ ÖQV Ökoqualitätsverordnung, Vernetzungsprojekte ͢ UVP Umweltverträglichkeitsprüfung ͢ Zusammenarbeit mit Landwirten => Förderung extensiver Flächen Andrea Hunziker, L3
