Lernziele
Vorkommen von Arten und Dynamik lokaler Populationen abhängig von
Habitateigenschaften und -dynamik
Landschaftskonfiguration und Ausbreitungsraten
Fortpflanzungs- und Ausbreitungsstrategien
Grundlage für
räumliche Planung von Schutzgebieten und Schutzgebietsnetzwerken
Pflege lokaler Populationen
Erhalt von Arten auf Landschaftsebene
Fortpflanzung
Ausbreitung (‚dispersal‘)
Verbreitung (‚distribution‘)
Fortpflanzung =Des Erzeugen neuer, eigenständiger Organismen.
Ausbreitung (‚dispersal‘) =Prozess der räumlichen Veränderung.
Verbreitung (‚distribution‘) =Vorkommen von Pflanzen in einem bestimmten geografischen Gebiet
Bedeutung von Fortpflanzung und Ausbreitung
Lokale Persistenz und Koexistenz
Erschließung neuer Lebensräume
Migration in Reaktion auf sich verändernde Umweltbedingungen
Ablauf von Sukzessionen
Generative Ausbreitungsmodi
Anemochorie (Wind): Samen mit Flügeln, Haarschirmen, Luftsäcken, oder staubförmig.
Zoochorie (Tiere):
Epizoochorie: Samen mit Stacheln, Haken oder Schleimabsonderung.
Endozoochorie: Samen in meist fleischigen Früchten.
Dysochorie: Verschleppung zur Anlage von Winterdepots.
Myrmekochorie (Ameisenausbreitung): Samen mit Elaiosom.
Hydatochorie (Wasser): Samen schwimmfähig und resistent gegen Fäulnis.
Autochorie (Mutterpflanze): Z.B. durch turgorbedingte Schleudermechanismen oder geotropes Wachstum.
Achorie (kein Ausbreitungsmechanismus): Samen schwer und reich an Endosperm. Fallen von Mutterpflanze und keimen in deren Umgebung.
Hemerochorie (zivilisatorische Tätigkeit des Menschen): Bewusste oder unbeabsichtigte Ausbringung.
Schafe als Ausbreitungshelfer
können viele Pflanzen über weite Distanzen transportieren
v.a. früher, als sie zur Beweidung über weite Distanzen getrieben wurden —> durch den Rückfall dieses Ausbreitungsvektors starker Rückfall des Genflusses
Schlussfolgerungen (zu Ausbreitung)
Unterschiedliche Effektivität tierischer Ausbreiter
Effektivität beeinflusst von:
Abundanz der Frugivoren (welche Arten verbreiten die meisten Samen?)
Verhalten der Frugivoren nach Nahrungsaufnahme (Samentransport wie weit und wohin?)
Verlust größerer Säugetiere reduziert Genfluss zw. Pflanzenpopulationen
Größte Tiere transportieren am weitesten
==> Defaunierung mit negativen Konsequenzen für Ausbreitung
Problem: viele (die meisten) der, früher für den Transport von Samen wichtig gewesenen, größen Säugetiere ausgestorben; v.a. durch Jagdverhalten der Menschen verschuldet
Defaunierung: Gibt an, wie groß der Effekt der Säugetier- und Vogelcommunity auf die Ausbreitung von Samen ist
[Map-Bilder in VL]
—> Was lernen wir daraus?
Wahrscheinlich ist das Ausbreitungspotential viel niedriger, als es von Natur aus war
Es gab immer eine Klimafluktuation, wahrscheinlich haben die großen Herbivoren früher einen großen Beitrag geleistet, damit die Pflanzen wandern und sich ausbreiten konnten
Ausbreitungsdistanzen
Samen können durch mehrere Vektoren ausgebreitet werden, jedoch mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit und Effektivität
Ausbreitung oft ungerichtet. Ausnahmen: Fließgewässer; Tiere, die bestimmte Habitate aufsuchen.
Deposition der meisten Samen nahe an der Mutterpflanze
Diasporenbanken
Diasporenbanken =Keimfähige, noch nicht gekeimte (dormante) Diasporen in oder auf dem Boden
Wesentlicher Teil der Population einer Art
Kurz- vs. langlebige Diasporenbanken
Bedeutung der Dormanz:
Überbrückung ungünstiger Zeiten
Strategie zum Überleben in gestörten Habitaten
„Bet hedging“
Persistenz von Populationen
Lokale Persistenz: Abhängig von lokalen Standortfaktoren, Einwanderungsraten
Regionale Persistenz: Abhängig von Anzahl okkupierter Patches [okkupiert =von einer bestimmten Pflanzenart oder Pflanzengruppe dominiert oder besetzt]
Wechselwirkungen zwischen lokaler und regionaler Populationsdynamik möglich durch Immigration und Emigration
Lokale Pflanzengemeinschaften als Ergebnis regionaler und lokaler Prozesse
3 Filter: (durch die Spezies müssen, um sich etablieren zu können)
1) Ausbreitung
2) Abiotische Standortfaktoren
3) Biotische Interaktionen
Woher kommt der regionale Speziespool?
—> Evolution
—> Eiszeit
—> Nutzung durch Menschen
—> Globalisierung
Meta-Analyse von Einsaat-Experimenten
In 53% der Fälle liefen Arten nach Einsaat in unokkupierte Patches auf
—> Ausbreitungslimitierung relativ häufig
Übergang zu adulten Pflanzen jedoch selten
—> Etablierungslimitierung
Etablierung bedeutet nicht immer auch Aufbau selbsterhaltender Populationen
—> Einwanderung aus anderen Populationen wichtig für lokale Persistenz
Ausbreitungslimitierung
Eine Art ist ausbreitungslimitiert, wenn sie in einem geeigneten Patch fehlt
Nachweis experimentell durch Einsaat
Nachweis durch statistische Beziehung mit Isolations-/Konnektivitätsmaßen
Etablierungslimitierung
Faktoren des Etablierungserfolgs: Mikrostandorte
Offene Bodenstellen
a) Können durch dichte Moos- oder Streuschicht fehlen
b) Fehlen häufig bei ausbleibender Nutzung
c) Auswirkungen positiv oder negativ
Ammenpflanzen („Nurse plants“)
Ammenpflanzen (‚Nurse plants‘)
Schaffen günstigeres Mikroklima
Reduzieren Frosthub
Schützen vor Samen-Prädatoren
Lokale Dynamik in Kontext regionaler Prozesse
Lokale Populationsdynamik häufig durch (fehlende) Einwanderung erklärbar
Regionale Abnahme kann auf fehlende Ausbreitung zwischen Patches zurückzuführen sein
Verschiedene Klassen von regionaler Dynamik
Mainland-Island Szenario
Mainland: große Population mit positiver Wachstumsrate
Immigration aus Mainland erhält Populationen auf ‚Inseln‘ (Satellitenpopulationen)
Populationen auf ‚Inseln‘ können vorübergehend erlöschen
Populationen auf ‚Inseln‘ abhängig von hohen Immigrationsraten
—> Erhalt des Mainlands als Naturschutzpriorität
Klassische Metapopulation
Habitatqualität in allen Patches +/- gleich
Alle okkupierten Patches fungieren als Quellen und Senken
Ausbreitung häufig
Populationen in allen Patches können vorübergehend erlöschen
Persistenz der Metapopulation abhängig von Dichte der Patches und hohen Ausbreitungsraten
—> Erhalt vieler Habitatpatches notwendig
V.a. bei Arten die auf frühe Sukzessionsstadien angewiesen sind
Mit hoher Ausbreitungsfähigkeit
Gefährdung durch Verlust der Störungsdynamik
Maßnahmen zur Erhaltung solcher Arten:
Dynamisches Mosaik aus verschiedenen Sukzessionsstadien
Mosaik fein genug um konstante Wiederbesiedlung zu ermöglichen
Insel-Populationen
Matrix vollkommen untauglich
Keine Ausbreitung zwischen Populationen
Lokale Populationen oft sehr persistent
Bei Arten von natürlicherweise isolierten Habitaten (z.B. Moore)
Populationen gefährdet durch Habitatverlust -& degradadation
—> Erhalt der Habitatpatches notwendig
—> Klimawandel & chronische Veränderungen problematisch
Shifting cloud
Matrix vorwiegend untauglich, Lage tauglicher Patches unbekannt
Kaum Ausbreitung zwischen Populationen
Ausbreitung unverhersagbar
Lokale Populationen sehr persistent
Beschränkt auf Arten mit extrem geringer Ausbreitungsfähigkeit
Fleckige (‚patchy‘) Population
Matrix tauglich
Klumpige Verbreitung der Populationen
Hohe lokale Extinktionsraten
Kompensiert durch hohe Geburtenrate und effektive Ausbreitung der Populationen über kurze Distanzen
Lokale Populationsdynamik stark beeinflusst von dichteabhängigen Prozessen und Störung
Senecio inaequidens an Autobahnrändern
Großes potentielles Habitat
Hohe Populations-Extinktionsraten durch Störung
Lokale Populationen mit hohen Vermehrungs- und Ausbreitungsraten über kurze Distanzen
Erweiterte lokale Population
Fast kontinuierliche Verbreitung der Populationen in der Region
Geringe lokale Extinktionsraten
Ausbreitung über kurze Distanzen
Klassifizierung regionaler Dynamiken von Pflanzen
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