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Grundwissen (Subject) / Stadtökologie (Lesson)
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- abiotische und biotische Steuerfaktoren von Tieren _ Nahrung (Tiere, Pflanzen, organische Substanz etc.) _ Temperatur _ Feuchte _ Strukturen (Nist-/Brutplatz), Quartier, Unterschlupf, Substrat, Gebüsch etc.
- erhöhte Temperatur | Klimawandel Modellierungsgrundlagen _ Sozioökonomische Faktoren _ Treibhausgase _ Klimafaktoren _ Landnutzung Erwärmung von 2,1 – 4,4 °C besonders relevant für Städte!
- erhöhte Temperatur Anzahl Frosttage Jahresmitteltemperatur Sukopp (1990) Frosthäufigkeit nimmt ab _ für viele Stadttiere ein entscheidender Faktor _ z. B. längere Aktivitätszeiten möglich _ Verschiebung von Reproduktionszeiten
- Verändertes Nahrungsangebot _ Müll _ organisches Material _ hohe Pflanzenartenzahl _ Zufütterung (z. B. Vogelfütterung im Winter) _ Hundekot
- Lebensbedingungen organisches Material | Hausmüll _ Taufliegen (“Fruchtfliegen”) _ Larvenentwicklung in organischem Material
- Verkehrslärm und Vögel _ Abnahme der relativen Brutvogeldichte in Abhängigkeit von der Schallimmission Abnahme der Vorkommenswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Verkehrslärm Abnahme der Vorkommenswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen Zunahme der Frequenz in Abhängigkeit vom Verkehrslärm
- Verkehrslärm und Vögel Manche Arten passen sich an _ Rotkehlchen singen in der Stadt nachts, nur so können sie Weibchen finden, da es tagsüber zu laut ist _ Nachtigallen singen in der Berliner Innenstadt wesentlich lauter als in außerstädtischen Waldbereichen Kohlmeisen singen höher Aber: _ Kuckuck, Drosselrohrsänger und Hausspatz können nicht lauter singen
- Luftschadstoffe | Industriemelanismus _ womöglich ein anschauliches Beispiel für Selektion _ Luftverschmutzung korreliert sehr gut mit der Häufigkeit der schwarzen Morphe _ es gibt aber auch natürliche Vorkommen _ aber: normalerweise sitzen Birkenspanner nicht auf Stämmen, sondern auf der Unterseite von sten! _ zahlreiche Kritik an den Experimenten und Aussagen
- Anpassung an Schwermetallbelastungen _ mitteleuropäische Landschneckenarten können Schwermetalle in ihren Weichteilen anlagern _ Bindung an Proteine _ Zweck: Ausscheidung von Wasser vermeiden
- Besondere Bedingungen in der Stadt _ erhöhte Temperatur _ verminderte Frostgefahr _ frühere und längere Vegetationsperiode _ verändertes Nahrungsangebot _ Lärmbelastung, Lichtverschmutzung _ Schadstoffe _ evtl. Konkurrenz zu invasiven Arten bzw. Störung
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- synanthrop _ Bezeichnung für Arten, die eine enge Bindung an den Menschen in seinem Siedlungsraum haben und sich hier besser entfalten können als in naturnäheren Lebensräumen.
- eusynanthrop _ Vorkommen und Reproduktion der betroffenen Arten (mind. innerhalb eines bestimmten Klimabereichs) ausschließlich im Siedlungsbereich. zum Beispiel: Bettwanze, Brotkäfer
- hemisynanthrop _ Optimale Entfaltungsmöglichkeiten in Siedlungen für Tierarten, die jedoch auch außerhalb der Anthropozönose vorkommen können. zum Beispiel: Mauersegler
- totale Eu- oder Hemisynanthropie _ Es finden sich alle Lebensbedingungen für die betreffenden Tiere in der Anthropozönose. zum Beispiel: Hausmaus (Mus musculus) Lebensbedingungen sind alle innerhalb von Wohnungen vorhanden
- partielle Eu- oder Hemisynanthropie _ Zugehörigkeit der betreffenden Arten zur Anthropozönose nur in bestimmten Lebensphasen oder nur zu bestimmten Tages- und Jahreszeiten, aber mit beständigen Populationen. zum Beispiel: Mehlschwalbe, Waldmaus
- Xenanthropie _ Anwesenheit der betreffenden Arten in derAnthropozönose regelmäßig, aber nur zu bestimmten Zeiten (z. B. Überwinterung), ohne dort beständige Populationen zu bilden. zum Beispiel: Hauswinkelspinne
- Definition Charakterart Pflanzensoziologischer und tierökologischer Begriff für Arten, die in einem größeren Gebiet ganz oder vorzugsweise in einer bestimmten Pflanzenassoziation oder einem bestimmten Biotoptyp vorkommen.
- Stadt-Land-Gradienten Artenzusammensetzungen ändern sich! Die Artenzahlen nehmen mit der Entfernung vom Stadtzentrum zu! Die Individuenzahlen nehmen mit der Entfernung vom Stadtzentrum zu! Die Anzahl spezialisierter Arten ist am Stadtrand höher! _ Funktionale Gruppen können im Zentrum fehlen! Je diverser der Lebensraum, desto mehr Arten! “keine Struktur _ keine Tiere”
- Zusammenfassung Artenvielfalt und Ausbreitung _ Abnahme der Artenzahl zum Zentrum hin _ Abnahme der Spezialisten zum Zentrum hin _ Zunahme der Generalisten zum Zentrum hin _ Zunahme der Artenzahl mit der Habitat-Diversität _ Zunahme der Artenzahl mit der Flächengröße _ Abnahme der Artenzahl mit der Nutzungsintensität
- Das Stadtleben kann gefährlich sein! Faktoren _ Lärm- und Lichtverschmutzung _ Schadstoffe _ invasive Arten _ Straßen und Verkehr _ Verkleinerung des Lebensraumes _ Zerschneidung und Fragmentierung des Lebensraumes _ Sukzession
- Straßen und Verkehr Zerschneidung der Landschaft Entwicklung des Autobahnnetzes _ räumliche Veränderungen _ Erhöhung des Verkehrsaufkommens _ Barrierewirkung
- Hauptprobleme _ Individuenverluste durch Mortalität _ Verminderung des Individuenaustausches zwischen Populationen durch Barrierewirkung _ Abschreckung durch Emissionen (Licht, Lärm, Gerüche) verändertes Lokalklima und strukturelle Hindernisse _ Verlust oder Verkleinerung von Habitatflächen _ Minderung oder Änderung der Qualität des verbleibenden Habitats
- Fragmentierung _ Zerschneidung der Landschaft _ Habitatverinselung _ Habitatverlust _ Isolation
- Welche Bedeutung haben sandige Straßenränder für die Ausbreitung von Trockenrasen- und Heidearten? Sukzession Lebensräume verändern sich
- Landschaftsdynamik … … ein Schlüsselfaktor für die Erhaltung der Biodiversität!
- Schutzmaßnahmen | Lebensräume Forderungskatalog für Altbaumbewohner _ Integration von Baumruinen ins städtische Grün _ Abstimmung von Pflegemaßnahmen in Parks, Alleen zwischen Gartendenkmalpflege, Naherholung und Naturschutz _ Duldung von „kranken“ Bäumen ohne Gefährdung des Verkehrs (Hochstubben) _ Lagerung des Holzes gefällter Bäume vor Ort _ Bevorzugung von einheimischen Baumarten bei Pflanzungen _ ungünstig: Cedrus, Gingko, Robinia, Zier-Koniferen
- Konstruktion optimaler Gründächer _ ausreichend Vegetationsbedeckung und Strukturen (z. B. zum Schutz vor Räubern) _ auf Habitatvielfalt achten (offene Bereiche, Wasser) _ Versteckmöglichkeiten, künstliche Ruheplätze, Nisthilfen _ einheimische Pflanzenarten für die Begrünung Verwenden
- Definition Stadtklima Der urbane Siedlungsraum verursacht im Vergleich zum nicht bebauten Umland klimatische Veränderungen, die unter dem Begriff „Stadtklima“ zusammen gefasst werden. Das Stadtklima beruht auf den Wechselwirkungen der Bebauung und ihrer Auswirkungen, und wird zusätzlich modifiziert durch Abwärme und Schadstoffemissionen.
- Ziele und Probleme: Klima und Architektur • Gute natürliche Beleuchtung • Schaffung günstiger Innenraumklimate • Vermeidung klimatisch bedingter Bauschäden • Warmwasseraufbereitung • Stromerzeugung • Reduktion des Energieverbrauchs
- Reduktion negativer klimatischer Effekte • Verbesserung des Lokalklimas • Reduktion der Luftschadstoffemissionen • Reduktion von Luftbelastungen
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- Untersuchungsmethoden •Messdaten zu meteorologischen Größen (Wind, Temperatur, Luftfeuchte, Strahlung, …) •Messdaten zu Luftschadstoffen (O3, NO2, Stäube, …) •Flugzeug- und Satellitendaten (Thermal-IR, Landsat-TM, LiDAR, …) •Modelle (konzeptionelle M., physikalische M., numerische M., …) •Informationssysteme (GIS) •Windkanal
- Städtische Grenzschicht = Urban Boundary Layer (UBL)
- Stadthindernisschicht = Urban Canopy Layer (UCL)
- Stadtreibungsschicht = Urban Roughness Sublayer
- Ursachen des Stadtklimas •Veränderungen der langwelligen Gegenstrahlung, Wärmekapazität und Wärmeleitung aufgrund der Massierung von Baumassen •Veränderte Wind - und Austauschverhältnisse aufgrund der Bodenrauigkeit sowie Strömungswiderstände der Gebäude •Verminderung verdunstender Oberflächen durch den hohen Versiegelungsgrad und den Mangel an vegetationsbedeckten Flächen •Zuführung von Energie und Wasserdampf anthropogenen Ursprungs
- Urbane Strahlungs- und Energiebilanz Q* + QF + QH + QE + QS = 0 Q* = Strahlungsbilanz = K↓ − K↑ + L↓ − L↑ QF = anthropogene Wärmeflussdichte QH = sensible Wärmflussdichte QE = latente Wärmeflussdichte QS = Speicherwärmeflussdichte (Δ QS) Physikalische Einheit = W m-2
- Windfeld, Durchlüftung und Lufthygiene •Rauhigkeit und Windprofile •Strömung in der Rauhigkeitsschicht (Stadtreibungsschicht) •Schichtung der urbanen Atmosphäre (atmosphärische Stabilitätsverhältnisse) •Urbane Luftqualität
- Urbane Luftqualität Mischungsschicht
- urbane Bodenveränderungen "Störungen" - urbane Bodenüberformungen (Blume 2001) • überbaut • begraben • abgegraben, umgelagert, vermischt • verdichtet • ausgetrocknet • kontaminiert
- Technogene Substrate sind natürlich entstandene,vom Menschen umgelagerte Materialien, künstlich entstandene Materialien und Mischungen aus beiden. • natürlicher Herkunft, umgelagert • Mutterboden, Sedimente, Bodenmaterial allg. • nicht in nat- Sedimente gemischt • unnatürliche Lagerunsdichte trotzdem schwer zu erkennen • künstlich entstanden
- künstlich entstanden in technischen Prozessen - Aschen, Schlacken, Bauschutt, Müll, Kalk - früher offen, heute mit Mutterboden bedeckt
- Bedeutung -chark. Markman "urbaner Böden" - bestimmen Eig. urbaner Böden - oft spez. kontaminiert - weit verbreitet
- künstliche Substrate in Böden künstliche Substrate 1. Bauschutt • Siedlungs- und Gewerbebauschutt • Bauschutt des Straßenbaus 2. Müll • Hausmüll • Baustellenmüll • Sperrmüll 3. Schlämme • Wasseraufbereitung • Baggerschlämme • Industrieschlämme 4. Aschen • Stein- und Braunkohlekraftwerksaschen • Müllverbrennungsasche 5. Schlacken • Hochofenschlacken • Stahlwerksschlacken • Metallhüttenschlacken
- künstliche Substrate in Böden natürliche Substrate, künstlich umgelagert 6. Bergematerial • "taubes" Gestein • Kohlereste
- Bauschutt generell kalkhaltig, hebt daher Boden pH an, verringert, Versauerung