Artenvielfalt und Ausbreitungsdistanzen von Mulmhöhlen bewohnenden Arthropoden (LWF Projekt L56) Bastian Schauer, Elisabeth Obermaier & Heike Feldhaar

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1 Artenvielfalt und Ausbreitungsdistanzen von Mulmhöhlen bewohnenden Arthropoden (LWF Projekt L56) Bastian Schauer, Elisabeth Obermaier & Heike Feldhaar Bastian Schauer, Tierökologie I, Populationsökologie der Tiere, Universität Bayreuth

2 Was sind Mulmhöhlen? Höhlen im lebenden Baum Entstehung: Verletzungen am lebenden Baum, z.b. abgebrochene Äste Möglicher Eingang für Zersetzer Zersetzungsprozesse, verursacht durch Bakterien, Pilze & Insekten

3 Mulm Mulm in den Höhlen besteht aus: Zersetzten Holzresten Stoffwechselprodukten Bakterien, Pilzen & Insekten Kontinuierliche Feuchtigkeit & erhöhter Stickstoffgehalt

4 Warum Mulmhöhlen interessant sind? Wichtige Schlüsselstrukturen im Ökosystem Wald 25% der Arten im Wald sind mit Totholz assoziiert

5 Warum Mulmhöhlen interessant sind? Komplexes Habitat für viele Arten: Mulmhöhlen-Generalisten & Spezialisten Wirbeltiere (z.b. Vögel, Fledermäuse) Förderung von seltenen Arten Schlüsselelement für hohe Diversität im Wald Stokland et al. 2012, Biodiversity in dead wood

6 Warum Mulmhöhlen interessant sind? Problemlose Integration in die reguläre forstliche Bewirtschaftung Keine großen wirtschaftlichen Einbußen Aber: Verlust dieses Habitats in Wirtschaftswäldern Kein ökonomischer Wert

7 Charakterisierung Artenvielfalt in Mulmhöhlen? decay_ _standard.j pg _card_(de).svg/300px-compass_card_(de).svg.png

8 Untersuchungsgebiet Buchenwald im Forstbetrieb Ebrach (nördl. Steigerwald)

9 Verteilung der Mulmhöhlenbäume 2014 & Buchen im nördlichen Steigerwald 2015: Auswahl von 23 aus den 40 Buchen in 2014 Buchen mit den meisten xylobionten Käferarten aus 2014

10 Emergenzfallen Leerung der Fallen 2014/2015 (April-August)

11 Artenzahlen Höhere Artenzahl pro Baum in 2015 (paired t-test, p<0,01) Max. 31 Arten pro Baum 33% der Arten auf der Roten Liste

12 Vergleich 2014 & : 28 Familien 55 Arten 17 Arten ausschließlich in / : 31 Familien 72 Arten 34 Arten ausschließlich in Arten gemeinsam in 2014&2015 Mehrjährige Beprobungen notwendig um Artenspektrum abbilden zu können

13 Parameter der Mulmhöhlen Charakterisierung der Mulmhöhlen: Höhe Breite Volumen Tiefe Zersetzungsgrad des Mulms (nach Jarzabek, 2005) Temperatur Feuchte Höhe der Höhle zum Boden Größe Höhleneingang

14 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter Schauer et al., submitted

15 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter Zersetzungsgrad des Mulms - Bei mittlerem Zersetzungsgrad des Mulms höchste Artenvielfalt - Hohe Zersetzungsgrade dennoch wichtig für Spezialisten Schauer et al., submitted

16 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter Größe des Höhleneingangs - Je größer der Höhleneingang desto artenreicher - Größe des Höhleneingangs beeinflusst Mikroklima - Präferenz der Arten für trockeneres Klima Schauer et al., submitted

17 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter - Komplexes und variables System - Unterschiede zwischen den Jahren - Unterschiede zwischen Rote-Liste Arten und nicht Rote-Liste Arten Netzwerk an Mulmhöhlen mit verschiedenen Eigenschaften wichtig Förderung neuer Mulmhöhlen und Erhalt bestehender Höhlen Schauer et al., submitted

18 Wie wirken sich Baummikrohabitate auf die Artenvielfalt aus? Erfassung der Habitatstrukturen (nach Kraus et al. 2016): 50m Radius um jeden beprobten Baum (0,79ha pro Baum) Erfassung von Höhlen und Verletzungen Kraus et al. 2016

19 Wie wirken sich Baummikrohabitate auf die Artenvielfalt aus? Betrachtung der Höhlen: Signifikanter Anstieg der Käferartenanzahl in Mulmhöhlen mit steigender Anzahl der umgebenden Mulmhöhlen Pearsons s product-moment correlation R = 0.36, p = 0.02

20 Ausbreitungsdistanzen Ist Genfluss zwischen Mulmhöhlen möglich?? Wichtig um: Dichte und räumliche Verteilung der Mulmhöhlen abzuschätzen um stabile Populationen aufrecht zu erhalten

21 Mikrosatelliten & Auswahl der Arten Aufklärung der Verwandtschaftsverhältnisse anhand des genetischen Fingerabdrucks Ausreichende Anzahl Räumliche Verteilung Rote Liste Status Criorhina floccosa (Syrphidae) Xylomya maculata (Xylomyidae) Anaspis ruficollis (Scraptiidae)

22 Ergebnisse Fragestellungen: 1) Kommt es zu Isolation by distance? 2) Wie weit können sich die Arten ausbreiten? 3) Wie ist die Populationsstruktur im Untersuchungsgebiet? Masterarbeit Christian Popp, MSc Biodiversität und Ökologie Bachelorarbeit Jaqueline Bong, BSc Biologie

23 Isolation by Distance Steigende genetische Distanz mit steigender räumlicher Entfernung Räumliche Distanz P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 Verwandtschaft = Genaustausch

24 Isolation by Distance Isolation by distance - Keine Isolation by distance zu finden - Hinweis auf uneingeschränkten Genfluss

25 Populationsstruktur 3 Populationen 1 Population 2 Population Berechnung anhand genetischer und geographischer Daten Methode: Spatial genetic autocorrelation Schauer et al., in prep.

26 Populationsstruktur Fst = Maß für genetische Differenzierung NA 8 0,022 NA 21 0,0314 0,0244 NA 22 0,0281 0,009-0,0045 NA 25 0,0391 0,0384 0,0136-0,0034 NA 41 0,0471 0,0191 0,0207 0,0141 0,0071 NA NA 23 0,0332 NA 25-0,0105 0,0179 NA 26 0,0036 0,0405-0,0071 NA 28-0,0002 0,0448 0,0018 0,0157 NA 40-0,0060 0,0196-0,0035 0,0033-0,0109 NA NA 11 0,0022NA 21 0,0175 7,04E-05NA 220,0225 0,0030-0,0015NA 23 0,0096-0,0018-0,0001 0,0046NA 25 0,0184 0,0026-0,0041 0,0011 0,0003NA 26 0,0069-0,0065-0,0024 0,0015-0,0003 0,0077NA 27 0,0103 0,0021 0,0036 0,0106 0,0086 0,0114-0,0023NA 28 0,0163 0,0048 0,0060 0,0077 0,0095 0,0076 0,0057 0,0074NA geringe genetische Differenzierung moderate genetische Differenzierung starke genetische Differenzierung sehr starke genetische Differenzierung Schauer et al., in prep. 35 0,0045-0,0043 0,0037 0,0098 0,0042 0,0149 0,0075 0,0048 0,0077NA

27 Ergebnis NA 8 0,022 NA 21 0,0314 0,0244 NA 22 0,0281 0,009-0,0045 NA 25 0,0391 0,0384 0,0136-0,0034 NA 41 0,0471 0,0191 0,0207 0,0141 0,0071 NA Anaspis ruficollis, Criorhina floccosa & Xylomya maculata - Bei momentaner Verteilung der Mulmhöhlen: Verbreitung über das ganze Untersuchungsgebiet möglich - Arten jedoch nicht stellvertretend für alle xylobionten Arten im Untersuchungsgebiet Schauer et al., in prep.

28 Zusammenfassung Artenvielfalt: Hoher Arten- Turnover zwischen den Jahren => Mehrjähriges Beproben sehr wichtig! Bedeutende Parameter für hohe Artenvielfalt zwischen den Jahren und zwischen RL und nicht-rl Arten unterschiedlich Baummikrohabitate Eine hohe Dichte an Höhlen korreliert mit hohem Artenreichtum Ausbreitungsdistanzen Anaspis ruficollis, Xylomya maculata & Criorhina floccosa Bei derzeitiger Verteilung der Mulmhöhlen, Ausbreitung über das gesamte Untersuchungsgebiet

29 Finanzierung: Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft Kooperationen: BayCEER, Uni Bayreuth: Labor für Isotopen Biogeochemie: Prof. Dr. Gerhard Gebauer Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft: Dr. Heinz Bussler Forstbetrieb Ebrach: Herr Ulrich Mergner BaySF: Alexander Schnell Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald; Ökologische Station, Universität Würzburg: Prof. Dr. Jörg Müller

30 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter 2014

31 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter 2015

32 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter RL

33 Einfluss Mulmhöhlen-Parameter nicht-rl