Ökosysteme - Studentenportal

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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.
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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
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Bei Inseln geringe Beeinflussung durch das Meer. Bei Biotopen starke Beeinflussung durch Eutrophierung der
Rand- / Kernzone.
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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
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Innere Einflüsse/ Faktoren
- Altersgrenze der Bäume
- Nährstoffauslaugung
- gegenseitige Wuchshemmung
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Äussere Einflüsse
- Feuer
- Sturm
- Überschwemmung
Endstadium durch
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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)
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Kiesinseln, verlandende Altläufe, austrocknende Tümpel
 Anthropogen bedingte „patches“:
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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
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Vorhandensein von Korridoren als verbindende Landschaftsstrukturen
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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)
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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.)
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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:
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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:
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LEK (z.B. in Kombination mit raumpl. Instrumenten)
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ÖQV Ökoqualitätsverordnung, Vernetzungsprojekte
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UVP Umweltverträglichkeitsprüfung
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Zusammenarbeit mit Landwirten => Förderung extensiver Flächen
Andrea Hunziker, L3
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