Hotspot der aktuellen Forschung: Biodiversität in Österreich und global

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1 Hotspot der aktuellen Forschung: Biodiversität in Österreich und global von Norbert Sauberer VINCA Institut für Naturschutzforschung und Ökologie

2 Schon Alexander von Humboldt dachte darüber nach!

3 Inhaltsübersicht BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung 1. Einleitung 2. Wieviel Biodiversität gibt es und wie ist sie verteilt? 3. Welche Faktoren beeinflussen die Biodiversität? 4. Ökosystemfunktion und Biodiversität 5. Klimawandel, Monitoring, Naturschutz

4 Edward O. Wilson BioDiversity : Rosen, National Forum on BioDiversity Einleitung biological diversity = biodiversity 1988

5 Einleitung Solbrig 1991: Biodiversität ist die Eigenschaft lebender Systeme unterschiedlich zu sein. Genetische Diversität Arten-Diversität Landschafts-Diversität BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung

6 Einleitung Wissenschaftliche Publikationen mit dem Schlagwort Biodiversität Jahr Anzahl der Publikationen

7 Einleitung Wissenschaftliche Publikationen mit dem Schlagwort Biodiversität Jahr Anzahl der Publikationen

9 Wie viele Arten gibt es denn eigentlich weltweit? BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung ca. 1,8 Mio. Arten sind beschrieben Terry Lee Erwin 1982: Tropical forests: their richness in Coleoptera and other arthropod species. Coleopterists Bulletin 36: Bis zu 30 Millionen Arthropoden im Regenwald. Neuere Schätzungen liegen bei 4-6 Mio. Arthropoden (z.b. Novotny et al. 2002, Nature 416: ). Große Unsicherheiten weiterhin bei den wirbellosen Tieren, Mikroorganismen, Pilzen. Species richness: what we know, what we don't know and what we think we know but don't

10 und wie viele Arten sind es in Österreich? BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Abschätzung der Artenvielfalt in Österreich Organismengruppe Artenzahl Algen s.l. ca Moose Farn- und Blütenpflanzen Flechten > Pilze ca Einzeller (Protozoa) > Wirbellose (ohne Insekten) ca Insekten ca Wirbeltiere 486 insgesamt ca

11 Vielfalt ausgewählter Evertebraten-Gruppen in Österreich BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Organismengruppe Artenzahl Quelle Plattwürmer ~ 1050 Geiser 1998 Rädertierchen ~ 550 Geiser 1998 Fadenwürmer ~ 1500 Geiser 1998 Weichtiere 486 Reischütz & Reischütz Krebstiere ~ 525 Geiser 1998 Spinnentiere > 2100 Geiser 1998 Springschwänze ~ 500 Geiser 1998 Tierläuse (Lauskerfe) ~ 1000 Geiser 1998 Gleichflügler (Zikaden etc.) ~ 1800 Geiser 1998 Wanzen 894 Rabitsch 2006 Käfer 7379 Jäch 1994 Hautflügler ~ Geiser 1998 Schmetterlinge ~ 4000 Huemer & Tarmann 1993 Zweiflügler ~ Geiser 1998

12 Artenreichtum Farn- und Blütenpflanzen Barthlott et al. 1996, Erdkunde 50:

13 Muster der Artenvielfalt: Gefäßpflanzen

14 Muster der Artenvielfalt: gefährdete Gefäßpflanzen links: Kriech-Sellerie rechts: Vorblattloser Bergflachs rechts: Sumpf- Gladiole

15 Muster der Artenvielfalt: endemische Gefäßpflanzen links: Österreichische Miere, Foto: Luise Schratt-Ehrendorfer rechts: Sauter-Felsenblümchen, Foto: Harald Pauli

16 Muster der Artenvielfalt: Heuschrecken Datenquelle: Orthopterenkartierung Ostösterreich alle Fotos: Hans-Martin Berg

17 Vergleich der Brutvogel- und Pflanzenvielfalt in Österreich Datengrundlage: Institut für Botanik, Wien und BirdLife Österreich; Bearbeitung: Dietmar Moser, Christoph Plutzar, Norbert Sauberer

19 Latitudinaler Gradient Turner, J.R.G. 2004, Basic and Applied Ecology, 5:

20 Latitudinaler Gradient Temperatur bzw. Produktivität (Temp. + Niederschlag) Flächengröße: ca. 50 Mio. km 2 nördl. Landmasse: ca. 74 Mio. km 2 BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung

21 Latitudinaler Gradient Turner, J.R.G. 2004, Basic and Applied Ecology 5,

22 Latitudinaler Gradient BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Temperatur bzw. Produktivität (Temp. + Niederschlag) Flächengröße: ca. 50 Mio. km 2 nördl. Landmasse: ca. 74 Mio. km 2 Artbildungsrate Extinktionsrate ( Sind die Tropen eine Wiege oder ein Museum? ) Beides! (Jablonski et al. 2006, Science 314, )

23 Muster der Artenvielfalt in Österreich: Gefäßpflanzen

24 Muster der Artenvielfalt in Österreich: Gefäßpflanzen BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Welche Faktoren bestimmen das Muster der Artenvielfalt der Farn- und Blütenpflanzen in Österreich? Temperatur Geologie, Bodentyp Landnutzungsintensität Lebensraumvielfalt, Naturraumgrenzen Biogeographie etc. vgl. für den österreichischen Alpenraum: Moser, D., Dullinger, S., Englisch, T., Niklfeld, H., Plutzar, C., Sauberer, N., Zechmeister, H.G., Grabherr, G. 2005: Environmental determinants of vascular plant species richness in the Austrian Alps. Journal of Biogeography 32:

25 Biodiversität auf Landschaftsebene Untersuchungsgebiet: 94 x 44 km 38 Untersuchungsflächen je ca. 38 ha Untersuchungsflächen

26 Biodiversität auf Landschaftsebene Kartierte Artengruppen Schnecken, Spinnen, Laufkäfer und Ameisen 96 [~480] 215 [~900] [~650] [~100]

27 Biodiversität auf Landschaftsebene Moose Kartierte Artengruppen Gefäßpflanzen, Heuschrecken Vögel [~1000] [~140] [~3100] [~230]

28 Biodiversität auf Landschaftsebene BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Diskussion: : PCA Analyse (Zulka et al. in prep) Klima (Seehöhe, Temperatur, Niederschlag) Habitatvielfalt (Ökotonlänge, Anzahl der Lebensräume etc.) Landnutzungsintensität

29 Projekt Biotopinseln: untersuchte Artengruppen BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Moose Gefäßpflanzen Schnecken Spinnen Kleinsäuger Eidechsen Wildbienen Schmetterlingshafte Tagfalter Zikaden Wanzen Springschwänze Ameisen Laufkäfer Kurzflügler Heuschrecken Projekt Biotopinseln (KLF), Abensperg-Traun, Milasowszky, Zulka, et al.

30 Projekt Biotopinseln BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Die Anzahl der für habitatspezifischer Arten in den Trockenrasen ist umso höher: 1) je größer die historische (nicht die aktuelle!) Fläche ist; Trockenrasen weiß, Probefläche rot umrandet Beispiel: Scharndorf (2) je geringer die Distanz zum nächsten mainland (Trockenrasen mit über 15 ha) ist Beispiel: Siegendorf (3) je höher der Anteil trockener, kurzrasiger Lebensräume in der Landschaft ist; trockene Lebensräume rosa Bsp. Siegendorf (4) je kurzrasiger die Fläche ist Bsp. Neusiedl 1) ) , 3) 4) (5) je höher der Kiesgehalt (~ die Trockenheit) im Boden ist Projekt Biotop Inseln (KLF), Abensperg-Traun, Milasowszky, Zulka, et al.

31 Verlust naturnaher Lebensräume: Verinselung,, Isolation BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Umwandlung des Trockenrasens in agrarische Flächen Beispiel: Neusiedl am See Umwandlung des Trockenrasens in Siedlungsgebiet Beispiel: Hof am Leithagebirge Flächenverlust durch Sukzession und Aufforstung Beispiel: Donnerskirchen Landschaft 1x1km, Trockenrasen im Zentrum rot umrandet Luftbild 1950 Luftbild 2000 Biotopkartierung 2000 Luftbild 1950 Luftbild 2000 Biotopkartierung 2000 Luftbild 1950 Luftbild 2000 Biotopkartierung 2000 Projekt Biotopinseln (KLF), Abensperg-Traun, Milasowszky, Zulka, et al.

32 Resümee BIODIVERSITÄT LERNEN eine d idaktische Herausforderung Bedeutung und Einfluss der meisten biodiversitätsbestimmenden Faktoren variieren in Abhängigkeit von der betrachteten räumlichen Skala bzw. dem Kontext! Temperatur, Niederschlag: praktisch nicht auf lokaler Ebene wirksam Produktivität: global anders wirksam als lokal Habitatdiversität: wirkt stets positiv auf Biodiversität und ist weitgehend skalen- und kontextunabhängig Landnutzungsintensität: geringe Biodiversität bei hoher Intensität

34 Biodiversität als Ökosystemfunktion BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Reusch et al. 2005: Seegraswiesen erholen sich rascher von einer Störung, wenn die genetische Vielfalt des Seegrases (Zostera) größer ist. LoGiudice et al. 2003: Die Wahrscheinlichkeit mit Borreliose infiziert zu werden ist geringer in Wäldern mit einer höheren Vielfalt an Säugerarten.

35 Biodiversität als Ökosystemfunktion BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Tilman, D. 2000: Causes, consequences and ethics of biodiversity. Nature 405, Versuche in Prärie-Ökosysteme zeigen: Mehr Biodiversität führt zu einer höheren Produktivität in Pflanzengesellschaften, einem besseren Nährstoffrückhalt und einer besseren Stabilität des Ökosystems (z.b. raschere Erholung nach Dürreereignissen). Resümee der Wissenschaft: Biodiversität ist eine Ökosystemfunktion!!

36 Biodiversität als Ökosystemfunktion

38 Inhaltsübersicht

39 Das GLORIA-Netzwerk Weltweites Langzeit-Monitoring zu den Auswirkungen der Klimaerwärmung auf die alpine Biodiversität. Stand: April 2007

40 Das GLORIA-Netzwerk, BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Master site Schrankogel / Tirol Veränderung der Art-Deckung 1994 : 2004 (Pauli et al. 2007, Global Change Biology) alpine- alpin bis subnivale nivale Arten Zunahme Cerastium cerastoides Erigeron uniflorus Festuca intercedens Oreochloa disticha Pedicularis aspleniifolia Saxifraga seguieri Sibbaldia procumbens Silene exscapa Leucanthemopsis alpina Veronica alpina Androsace alpina Carex curvula Cerastium uniflorum Luzula spicata Phyteuma hemisphaericum Poa laxa Potentilla frigida Ranunculus glacialis Saxifraga bryoides Abnahme Saxifraga oppositifolia Silene exscapa Saxifraga bryoides

41 Indikatoren der Biodiversität Landschaftskomplexität niedrig mittel hoch Artenzahl Farn- und Blütenpflanzen

42 Was erwarten sehen wir? wir? Indikatoren der Biodiversität Gerade Grenzlinien Irreguläre Grenzlinien Geringe Hohe Artenvielfalt

43 Indikatoren der Biodiversität

44 Indikatoren der Biodiversität BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung Randlinien-Komplexität Biodiversität t und Landschaftskomplexität: t: Grundlage für f r Monitoring Biodiversität und Landschaftskomplexität Landnutzungsintensität Moser et al. 2002, Landscape Ecology 17:

45 Sauberer et al. 2004: Surrogate taxa for biodiversity in agricultural landscapes of eastern Austria. Biological Conservation 117, Indikatoren der Biodiversität

46 Totholz und Artenvielfalt BIODIVERSITÄT LERNEN eine didaktische Herausforderung In Europa sind rund 30% aller Waldorganismen auf veteran trees (Uraltbäume, Methusalems ) und Totholz angewiesen (WWF 2004). Artengruppe Artenzahl in Wäldern Deutschland/Bayern Beziehung zu Totholz Pilze Flechten Moose Mollusken Schwebfliegen Käfer Wanzen Vögel Säuger Nachtschmetterlinge Tabelle aus LWF aktuell 53, 2006

47 Wie viel Totholz braucht der (Wirtschafts-)Wald? Beziehung zwischen Totholz-Volumen und der Anzahl holzbewohnender Käfer Martikainen et al. 2000

48 Nachwort