Tierökologische Auswirkungen gebietsfremder Pflanzenarten Gregor Schmitz

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1 Tierökologische Auswirkungen gebietsfremder Pflanzenarten Gregor Schmitz Botanischer Garten Universität Konstanz

2 Gefäßpflanzenarten in Deutschland Insektenarten in Mitteleuropa ca Neophyten Archaeophyten Phytophage Blütenbesucher 6350 Parasitoide 2620 Prädatoren Indigene + Unbeständige für ME nach Klausnitzer (1977) nach Wisskirchen & Haeupler (1998) [plus kultivierte Pflanzenarten, Kowarik 1996]

3 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein

4 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein Phytophagenkomplex(- besatz)-vergleiche zur ökologischen Abschätzung

5 Exkurs: Spezialisierungsgrad bei Phytophagen: monophag / oligophag / polyphag monophag 1. Grades = spezialisiert auf 1 Art monophag 2. Grades = spezialisiert auf > 1 Art innerhalb einer bzw. Gattung oligophag = spezialisiert auf > 1 Gattung innerhalb einer Familie polyphag = familienübergreifend Kletten-Minierfliege Wiesenschaumzikade Aurorafalter Waldbingelkraut-Blattkäfer

6 Neozoon An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage 13 Arten an Impatiens parviflora (Kleinblütiges Springkraut) 12 Arten an Impatiens glandulifera (Drüsiges Springkraut) 21 Arten an Impatiens noli-tangere (Rühr-mich-nicht-an) von 7 monophagen Arten SCHMITZ (1991, 2007)

7 An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage 29 Arten an Artemisia verlotiorum (Verlots Beifuss) 181 Arten an Artemisia vulgaris (Gem. Beifuss) 10 Arten (von 49 monophagen Arten) [Rösch & Schmitz (2014)]

8 An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage 62 Arten an Senecio inaequidens (Schmalblättriges Greiskraut) 96 Arten an Senecio jacobaea (Jakobs-Greiskraut) 3 Arten (von 17 monophagen Arten) An Senecio sp. 234Arten [Aus: Schmitz & Werner (2000)]

9 An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage 54 Arten an Heracleum mantegazzianum (Herkulesstaude) 97 Arten an Heracleum sphondylium (Wiesen-Bärenklau) 2 Arten (von 10 monophagen Arten) [zusammengestellt aus verschiedenen Quellen, u.a. Jakob et al. (1998), Bürki & Nentwig (1997), Tiley (1994)]

10 An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage 7 Gallwespenarten an Quercus rubra (Amerikanische Roteiche) 66 Gallwespenarten an Quercus robur (Stieleiche) 7 Arten (von 66 monophagen Arten) [aus: Schwenke (1982)]

11 An gebietsfremden Pflanzenarten weniger Phytophage Müller (1999): Analyse der Phytophagenkomplex-Literatur: 131 Quellen 428 Pflanzenbearbeitungen Anzahl Arten Phytophagenzahl und Status gesamt Neophyt & Kulturpflanze mono- und oligophage Indigenat und Archeophyt Datenquelle: Phytophagenkomplexdarstellungen, die nicht rein auf Freilanduntersuchungen basieren

12 Senecio inaequidens

13 Wirtsspezifische Phytophage an S. inaequidens und konkurrierenden Arten Anz. Arten familienspezifisch gattungsspezifisch artspezifisch Senecio inaequidens Tripleurospermum inodorum Diplotaxis tenuifolius Lepidium ruderale Sisymbrium officinale Sisymbrium loeselii Oenothera biennis (Cirsium vulgare) (Artemisia vulgaris) (Tanacetum vulgare) (Buddleja davidii)** [u.a. aus Schmitz & Werner 2000]

14 Wirtsspezifische Phytophage an S. inaequidens und konkurrierenden Arten Anz. Arten familienspezifisch gattungsspezifisch artspezifisch 10 0 Impatiens parviflora [u.a. aus Schmitz & Werner 2000] Senecio inaequidens Tripleurospermum inodorum Diplotaxis tenuifolius Lepidium ruderale Sisymbrium officinale Sisymbrium loeselii Oenothera biennis (Cirsium vulgare) (Artemisia vulgaris) (Tanacetum vulgare) (Buddleja davidii)**

15 Artenverschiebungen im Alliarion Alliaria petiolata Geum urbanum Impatiens noli-tangere Geranium robertianum Impatiens parviflora Circaea lutetiana Anz. Phytophage poly- u. oligophag monophag

16 Impatiens glandulifera: Vergleich mit der Phytophagenfauna verschiedener Auenpflanzen ? monophag oligophag polyphag Mitteleuropa (nach versch. Quellen) Anz. Arten Urtica dioica Filipendula ulmaria Phalaris arundinacea Lythrum salicaria Rorippa amphibia Brassica nigra Petasites hybridus Agrostis stolonifera Impatiens glandulifera Impatiens glandulifera

17 Impatiens glandulifera: Vergleich mit der Phytophagenfauna verschiedener Auenpflanzen ? monophag oligophag polyphag Mitteleuropa (nach versch. Quellen) Anz. Arten Urtica dioica Filipendula ulmaria Phalaris arundinacea Lythrum salicaria Rorippa amphibia Brassica nigra Petasites hybridus Agrostis stolonifera Impatiens glandulifera

18 Impatiens glandulifera: Vergleich mit der Phytophagenfauna verschiedener Auenpflanzen ? monophag oligophag polyphag Mitteleuropa (nach versch. Quellen) Anz. Arten Urtica dioica Filipendula ulmaria Phalaris arundinacea Lythrum salicaria Rorippa amphibia Brassica nigra Petasites hybridus Agrostis stolonifera Impatiens glandulifera = für einem konkreten Uferabschnitt ermittelte Anzahl (Gustav 2004)

19 Edelfalter an Brennessel Landkärtchen Tagpfauenauge Admiral Kleiner Fuchs schattig luftfeucht sonnig luftfeucht halbschattig exponiert sonnig trocken Impatiens glandulifera Insgesamt 83 Falter an Urtica dioica! (26 davon + wirtsspezifisch) Daten aus Ebert (1991); Von 136 Tagfalterarten haben 22 (= 16 %) Arten eine starke oder schwache Bindung an potenzielle Impatiens-Wuchsorte. Von den 9 Rote-Liste-Arten kommen 5 an Stauden vor.

20 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der Pflanzen für Phytophage verändern!

21 Buddleja davidii Artemisia vulgaris Bohrfliege Trypeta zoe artemisiae Blattlaus Cryptosiphum artemisiae

22 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen

23 Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen Phytophage der Weide, z.b. Plagiodera versicolora Cuscuta lupuliformis (Pappelseide) als Konkurrent Dichte und Blattfraß signifikant verringert [C. Dahmen (2001)]

24 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen 5. Selten kommt es zu Falleneffekten

25 Selten kommt es zu Falleneffekten Kleiner Schillerfalter Großer Eisvogel Hybridpappel

26 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen 5. Selten kommt es zu Falleneffekten 6. Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzenarten Ersatzwirte dar

27 Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzen Ersatzwirte dar Populus nigra (Schwarzpappel) heimisch, aber selten Populus nigra var. italica (Pyramidenpappel) häufig gepflanzt davon 14 Blattlausarten Heimat von 19 pappelspezifischen Blattlausarten davon 5 Blattlausarten Populus deltoides x P. nigra (Hybridpappel) häufig gepflanzt, auch verwildert

28 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen 5. Selten kommt es zu Falleneffekten 6. Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzenarten Ersatzwirte dar 7. Manchmal erreichen Phytophage an gebietsfremden Pflanzenarten höhere Dichten als an heimischen.

29 Manchmal erreichen Phytophage an gebietsfremden Pflanzenarten höhere Dichten als an heimischen. Berberis vulgaris Rhagoletis meigenii Samenabortion bei Befall Parasitierung durch larvale Endoparasitoide: 49 % Keine Samenabortion bei Befall Parasitierung durch larvale Endoparasitoide: 0,5 % Mahonia aquifolium Frenzel, schriftl. Mitt. (2001), Soldaat & Auge (1997).

30 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen 5. Selten kommt es zu Falleneffekten 6. Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzenarten Ersatzwirte dar 7. Manchmal erreichen Phytophage an gebietsfremden Pflanzenarten höhere Dichten als an heimischen. 8. Manchmal erweitern heimische Phytophage ihr Habitatspektrum durch Neophyten.

31 Manchmal erweitern heimische Phytophage ihr Habitatspektrum durch Neophyten. Mit dem neuen Wirt Impatiens parviflora weitet eine Minierfliege ihr Habitatspektrum aus Impatiens noli-tangere Impatiens parviflora Springkraut-Minierfliege (Phytoliriomyza melampyga)

32 Phytophagie 1. An gebietsfremden Pflanzarten fressen weniger phytophage Arten als an heimischen Vertretern. 2. An gebietsfremden Pflanzarten ist die Zahl spezialisierter phytophager Arten besonders klein 3. Selbst wenn, heimische Arten nicht vollständig verdrängt werden, kann sich die Eignung der der Pflanzen für Phytophage verändern! 4. Selten konkurrieren gebietsfremde Pflanzenarten mit Phytophagen 5. Selten kommt es zu Falleneffekten 6. Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzenarten Ersatzwirte dar 7. Manchmal erreichen Phytophage an gebietsfremden Pflanzenarten höhere Dichten als an heimischen. 8. Manchmal erweitern heimische Phytophage ihr Habitatspektrum durch Neophyten. 9. Manche Neozoen stellen Antagonisten dar

33 Manche Neozoen stellen Antagonisten dar Platane Roßkastanie Robinie Platanen-Gitterwanze ca Roßkastanien-Miniermotte ca Robinien-Gallmücke Ca. 2007

34 Manche Neozoen stellen Antagonisten dar und interessante Nahrungsressourcen Impatientinum asiaticum An Impatiens parviflora 24 Aphidophage 21 an Impatiens glandulifera aber nur 4 an Impatiens noli-tangere [Schmitz 1997, 1998]

35 Blütenbiologie 1. Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein

36 Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein 13 Arten Phytophage 12 Arten Phytophage 24 Arten Aphidophage 21 Arten Aphidophage 21 Arten Blütenbesucher 31 Arten Blütenbesucher an an Impatiens parviflora Impatiens glandulifera (Kleinblütiges Springkraut) (Drüsiges Springkraut) 21 Arten Phytophage 4 Arten Aphidophage 16 Arten Blütenbesucher an Impatiens noli-tangere (Rühr-mich-nicht-an)

37 Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein 30 in Ebert & Rennwald (1991a 30 Tagfalterarten an Sommerflieder (Ebert & Rennwald 1991)

38 Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein Lysichiton americanus (Amerikanischer Stinktierkohl) ME: 19 Käferarten (Schmitz et al in Vorb.) Bestäubung durch Kurzflügler (USA)

39 Blütenbiologie 1. Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein 2. Gebietsfremde Pflanzenarten können wichtige Blütenpflanzen verdrängen

40 Gebietsfremde Pflanzenarten können wichtige Blütenpflanzen verdrängen

41 Gebietsfremde Pflanzenarten können wichtige Blütenpflanzen verdrängen Durch I. glandulifera potenziell beeinträchtigte Pflanzen, die Nahrungsquellen für Wildbienen (ohne Hummeln) sind (Daten aus Westrich 1990) An I. glandulifera nur Honigbiene und überwiegend Hummeln mit weiter Verbreitung Anz. Bienenarten streng oligolektisclektisch oligo- sonstige Blutweiderich 2 6 Gilbweiderich 2 Wiesenplatterbse Kriech. Hahnenfuß 1 12 Gem. Beinwell 1 3 Pfennigk raut 1 Zahntrost 1 Krause Distel 4 2 Wiesenbärenk lau 3 27 Weidenbl. Alant 3 Sumpf-Hornk lee 2 3 Sumpfziest 2 2 Schwarzer Senf 1 1 Kriech. Günsel 11 Gundermann 9 Rote Taubnessel 8 Kuck uck slichtnelk e 3 Knot. Braunwurz 2 Vogelmiere 2 Zaunwinde 1 Bachbunge 1

42 Blütenbiologie 1. Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein 2. Gebietsfremde Pflanzenarten können wichtige Blütenpflanzen verdrängen 3. Gebietsfremde Pflanzenarten können Bestäuber abziehen

43 Gebietsfremde Pflanzenarten können Bestäuber abziehen Konkurrenz um Bestäuber Impatiens Stachys glandulifera palustris Blütenbesuche: - 50 % Samenansatz: - 25 % Chittka & Schürkens (2001)

44 Blütenbiologie 1. Gebietsfremde Pflanzenarten können attraktiv für heimische Blütenbesucher sein 2. Gebietsfremde Pflanzenarten können wichtige Blütenpflanzen verdrängen 3. Gebietsfremde Pflanzenarten können Bestäuber abziehen 4. Gebietsfremde Pflanzenarten können Trachtlücken schließen

45 Gebietsfremde Pflanzenarten können Trachtlücken schließen Blühzeitpunkte heimischer und fremdländischer Gehölze Anz. Arten heim. Gehölze fremdl. Gehölze Febr. März April Mai Juni Juli August Sept. nach Daten von Sukopp et al. (1993)

46 Gebietsfremde Pflanzenarten können Trachtlücken schließen Hummelsterben Silberlinde Winterlinde

47 Lebensraumstruktur Gebietsfremde Pflanzenarten verändern die Lebensraumstruktur Kaktusmoos (Campylopus introflexus)

48 Lebensraumstruktur Gebietsfremde Pflanzenarten verändern die Lebensraumstruktur Prunus serotina Ziegenmelker

49 + Rhododendron Cross (2002) - Spatina townsendii Spatina anglica Goss-Custard (1988)

50 Die Menge macht s!

51 Die Menge macht s! Gemüsekohl (europäische Küsten) x Rüpsen (Mittelmeerraum) = Raps Mais (Mexiko) 1,5 Mio ha 1,9 Mio ha landwirtschaftliche Fläche in der BRD = 47,5 % = ca. 17 Mio ha

52 Vielen Dank!

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54 Einfluss auf Vitalität ansässiger Pflanzen (nach Kopecký 1967) z.b. Sumpf-Vergissmeinnicht. Gefleckte Taubnessel Vogelmiere Kriech. Hahnenfuss 100% bei durchschnittl. Deck.grad von: 75% 83% 67% Vitalität z.b. Rohrglanzgras 80% 60% z.b. Gr. Brennessel Kletten-Labkraut. Zaunwinde 40% 20% 1 0% Impatiens glandulifera Solidago canadensis Helianthus tuberosus

55 Nach Pröse (schriftl. Mitt. 2001) werden durch I. glandulifera in Bayern folgende Arten verdrängt Chilo phragmitella Clepis spectrana Pyrausta porphyralis Epermenia chaerophylella an Glyceria maxima an Lysimachia spp an Mentha spp an Chaerophyllum bulbosum

56 Prunus serotina Kirschenminiermotte (Lyonetia clerkella) Prunus avium Rheum rhabarbarum Rübenfliege (Pegomyia bicolor) Rumex spp. Berberis thunbergii Berberitzeneule (Auchmis detersa) Berberis vulgaris

57 Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzen Ersatzwirte dar

58 Manchmal stellen gebietsfremde Pflanzenarten Ersatzwirte dar Berberis vulgaris: heimisch aber selten Berberis thunbergii: fremd aber häufig Berberitzenspanner Berberitzenblattwespe Berberitzeneule