Ökologie (Fach) / Agrarökologie (Lektion)

Teil2/3/4

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• Fragmentierung Aufteilung individuelle Fragmente: Größe, Form, Kernfläche, Isolation, Qualität (Vegetation) Gesamte Landschaft:Komposition -> Typ & Menge von LandschafselementenKonfiguration -> räuml. Anordnung (Fragmentierung) von LandschaftselementenAnzahl Fragm., Aggregation, Konnektivität
• Prozesse Habitatfregmentierung = großes Habitat -> viele kleine Flecken von kleinerer Gesamtfläche wellenförmige Zerstörung punktuelle Zerst. (Brand) Zerschneidung (Straßen) => Lebensraumzerstörung oft Fragmetierung (Habitatfragmente)
• Randeffekte in Abhängigkeit der Fragmentierung je kleiner Fragment, desto größer Anteil von Randeffekten betroffen abiotische und biotische Randeffekte (im Vergl. zum Fragmentkern)- verändertes (mikro)Klima- veränd. Wahrscheinl. katastrophaler Ereignisse- erhöhte Prädationsrate - erh. Wahrscheinl. passiver Emigration aus Habitat
• SLOSS Debatte = single large or several small fragments mehr kleinere Fragmente: größere Heterogenität = mehr Arten? große Fragmente: weniger Randeffekte, höhere Populationsdichte = mehr Arten?
• Verzehnfachung der Inselgröße? verdoppeln der Artenzahl
• Hypothese Arten- Areal Beziehung Hapitatheterogenität (mehr Fläche = mehr ökol. Nischen) sampling (neutraler Effekt der Fläche) Inselgeographie (mehr Fläche = geringere Aussterbewahrscheinlichkeit)
• Waldfragmentierung Randhabitat & -spezies vermehren sich  Innenhabitat & -spezies weniger => angelegte Infrastrukturproekte können in wenigen Jahren zum vollständigen Aussterben führen
• Prozesse zum Aufrechterhalten von Ökosystemen Primär- und Sekundärproduktion Aufnahme, Umwandlung, Abgabe v. Nährstoffen -> Denitrifikation, Nitrifikation Bodenbildung, Erosionsschutz Filterung, Speicherung von Wasser bioch. Kreisläufe: Stickstoff-, Phosphor-, Kohlenstoffkreisl. Bestäubung, Verteilen v. Pollen
• Zusammenhang zw. Biodiversität, Dienstleistungen, Funktionen von Ökosytsemen Biodiversität beeinflusst Funktionen und Dienstleistungen globaler Wandel beeinflusst Biodiversität 
• Erklärung f. positive Biodiversitätseffekte = Nischenkomplementarität - Arten mit unt. ökol. Nischen nutzen unt. Ressourcen - diverse Systeme höhere Ressourcenausbeute - Steigerung Ökosystemfkt. & Biomassenprod. 
• Insurance- bzw. Portfolioeffekt hohe Diversität versichert ("Insurance") Gemeinschaft gegenüber Umweltveränderung (wie Temperaturschwankungen) weil Populationsveräd. einer Art durch Zuwachs anderer Art ausgeglichen werden können (Aktien = Portfolioeffekt)
• Insurance- bzw. Portfolioeffekt hohe Diversität versichert ("Insurance") Gemeinschaft gegenüber Umweltveränderung (wie Temperaturschwankungen) weil Populationsveräd. einer Art durch Zuwachs anderer Art ausgeglichen werden können (Aktien = Portfolioeffekt, alles gleicht sich aus!)
• Selektions-Effekt 1 Art dominiert Grünlandexperiment BIODEPTH -> fast alle Standorte pos. Effekt, wahrscheinlich stark funktionierende/dominante Art ausgewählt, die produktiv und alles dominiert = Sampling-/Selection-/Dominanz-Effekt
• Komplementaritätseffekt viele Arten schaffen Mehrwert
• Mechanismen für zeitverzögerte Biodiversitätseffekte 1Effektzunahme bei hoher Biodiv.  2Effektabnahme bei niedr. Biodiv. 1+2 treten gleichzeitig auf Zunahme überwiegt Abnahme
• Grünlandexperiment Jena-Exp. Komplementaritaritäts- & Selektionseffekte -> tragen zur Biodiv. bei "diversity begets diversity" = höhere Pflanzenvielfalt begünstigt höhere Konsumentenvielfalt Pflanzenvielfalt steigert Ökosystemfkt.-> Pathogenresistenz, Unkrautunterdrückung, Zersetzung, Parasitismus, Bestäuber Zeitverzögerte Effekte Stabilität d. Ökosyst. & "alternative stable states" -> Sytsem neue stabile Position eingenommen, fast unmöglich vorherigen Zustand wieder herzustellen Monokulturen durch Überflutung stark betroffen, krautige Pfl. und Mischkulturen besser geschützt
• Biodiversität und Stabilität v. Ökosyst. Resistenz: Fähigkeit einer Störung zu wiederstehen Resilenz: Fähigkeit eines Systems nach Störung wieder in Ursprungszustand "alternative stable states"  siehe Jena-Experiment!
• Grünlandexperiment Cedar Creek = Resistenz & Resilenz im Grünland-> artenreiche Flächen erhalten sich schneller nach Dürre (jede Art trägt dazu bei)=> diversity-stadility hypothesis-> diverse Systeme sind stabiler (auch im Ertrag) BEF in Tier-Pflanzen-Gemeinschaftmehr Bienenarten = verbesserte Pflanzenreproduktion- artenreiche Gemeinschaften ändern jeweilige Bienenarten ihr Blütenbesuchsverhalten und bestäuben versch. Pflanzenarten, artenarme Systeme können auch produktiv sein lokale BEF-Experimente unterschätzen Artenzahl, in realen Landschaften (entland großer Umweltgradienten) ist Artenzahl notw. um Ökosystemfkt und Diensleistungen zu erhalten!
• Ökosystemdienstleistungen unterstützende DL (supporting sevices):Bodenbildung, Nährstoff- und Wasserkreisläufe, Primärproduktion bereitstellende DL (provisioning services)Bereitstellung von Nahrung, Wasser, Baumaterial, Fasern, Rohstoffe für Arznei regulierende DL (regulating services)Reg. von Klima, Überflutung, Krankheiten, Wasserqualität, Abfallbeseitigung, Bestäubung kulturelle DL (cultural services)Erholung, Naturtourismus, ästhetisches Vergnügen, spirituelle Erfüllung
• Bienenarten ökonomisch relevant? wenige dominante Arten: 2% des regionalen Artenpools -> übernehmen 80% der Blütenbesuche relevanter Kulturen
• land-sharing vs. land-sparing Landwirtschaft und Naturschutz vereint Segregation = land-sparing- Schutzgebiete (Artenschutz)- bereits bewirtschaftete Flächen intensivieren um weitere landw. Expansion zu verhindernIntegration = land-sharing- Artenschutz in landw. Systemen- Landwirtsch. extensivieren, auf Kosten geringerer Erträge und größerer Flächen Gewinner-Arten: höhere Pop.dichte in ertragreichen Agrarlandschaften (land-sparing)Verlierer-Arten: Pop.dichte geht bei ertragreichen Agr.landsch. zurück (land-sharing) Beides wichtig! -> Metapopulation, Ökosystemfkt., Dienstleistungen, Anpassungsfähigkeit an Umweltbed.
• land-sparing in Tropen kann nicht alleine funktionieren auch größte Schutzgebiete verlieren Arten wenn nicht regelmäsig Immigration durch neue Arten-> Inzucht, genet. Drift, katastrophale/stochastische Erreger zahlr. trop Schutzgebiete kommen Funktion nicht nach  => auch Tropen brauchen extensive Landw. (land-sharing), die Immigration ermöglicht und zu multifunktionalen Landschaft beiträgt
• land-sharing in temperaten Breiten = reicht alleine nicht aus! auch in temp. Breiten brauchen wir nat. Lebensr. (land-sparing) um einzigartige Arten zu schützen und zu multifunktionalen Landschaft beitragen Naturschutz ist mehr als Artenschutz der Fläche-> auch in DE viele Arten nicht agrarkompetent-> Waldlebensräume kritisch für totholzliebende Arten, Klimaregulierung, Wasserhaushalt, Erosion Naturschutz ist mehr als Artenschutz: Prozessschutz und Lebensraumschutz auch wichtig-> Eigenart d. Landschaft und kulturelle Werte
• Bedrohung trop. Schutzgebiete Säulen der Agrarförderung1. Direktzahlungen, abhängig von Größe d. Betriebs2. Förderung ländl. Räume + Erhalt d. Biodiversität-> Boden- und Hochwasserschutz, Erhalt biol. Vielfalt und nat. Lebensr., Gewässerschutz, Klimaschutz, Kulturlandschaft, Tierschutz "Greening" 30% d. Direktzahlungen!1. Anbaudifferenzierung2. ökol. Vorrangflächen3. Dauergrünlanderhalt Förderprogramm f. Agrarumwelt, Klimaschutz und Tierwohl (FAKT) Gemeinsame Agrarpolitik der EU (GAP) => Schutzgebiete zeigen Verschlechterung über Zeit
• Effizienz v. Agrarumweltmaßnahmen intermediäre Landschaftskomplexitäts-Hypothese-> in rel. simplen aber nicht ausgeräumten Landschaften: Maßnahmen zur Steigerung d. Biodiversität = größter Mehrwert  höchste Effektivität in wenig diversen Landschaften Wiederbesiedelung ist abhängig von Artenpool
• Förderung und Erhalt der Agrobiodiversität Naturschutz in Agrarlandschaften erforderlich -> Flächenschutz bes. für schützenswerte Lebensräume zur Gewährleistung hoher Artenvielfalt und funktioneller Diversität -> extensivierung d. Landnutzung insbesondere in strukturarmen Landschaften -> Anpassung d. Schutz- und Managementstrategien an regionale Bedingungen -> Umsetzung d. Maßnahmen auf Landschaftsebene unter Beteiligung möglichst vieler Landwirte

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