Biologie (Fach) / Ökosystemschutz (Lektion)

Biotop- und Artenschutz, Renaturierungsökologie

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• Anthropozentrismus nur der Mensch ist es Wert, ethische Berücksichtigung zu erfahren (Bibel). anthropozentrische Ansatz: Pflicht zur Erhaltung der Lebensgrundlage für unsere Nachkommen. ökozentrische Ansatz: Umwelt hat einen intrinsischen Wert und muss deshalb geschützt werden.
• Artbildungsprozesse Endemische Arten Bsp. Echse in Kalifornien: benachbarte Arten können sich noch kreuzen, aber weitentfernt liegende nicht mehr. Arten, welche nur noch in einem bestimmten Gebiet auf der Welt vorkommen.
• Biodiversität im Bezug auf Ökosystemprozesse Redundancy (Überflüssig): nützliche Arten sind irgendwann gesättigt, neue Arten haben kein Nutzen mehr. Kein Effekt wenn "nur" 50% der Arten verloren gehen. Linear: Alle Arten sind gleich, Verlust ist immer negativ. Keystone: wenige Schlüsselarten erfüllen wichtige Funktionen. Diese werden geschützt, andere nicht. Pro: nur eine Art kann das ganze System verändern.
• Monetarisierung Bewertung in Geldeinheiten: Travel cost method:spirituelle Ressourcen Contingent value (Anteil): z.B. Wolfe selbst heulen hören Existence value (Erbe): Wölfe auch für zukünftige Generationen heulen lassen, ohne selbst dabei zu sein
• Beweislast der Biodiversität Biodiversität mit nur instrumentellen Wert: Beweislast liegt beim Naturschutz, der Verbraucher stellt sein Wert höher als den der Natur, sein Nutzen ist größer. Biodiversität mit instrumentellen Wert und intrinsischen Wert: Beweislast liegt beim Verbraucher, er muss beweisen, dass sein Nutzen dem der Natur überwiegt
• Unterschied natürliche und erzeugte Fragmentation natürliche Frgamentation (patchy): - abwechsungsreiche interne Struktur - weniger starke Kontraste - fließende Übergänge erzeugte Fragmentation: - einfach Habitatelemente - simple Matrix - starke Kontraste/Übergänge - Gefahren: Straßen,Mensch etc.
• Konsequenzen der Fragmentierung Initialer Ausschluss: z.b Rodung, wenig/nicht mobile Arten Zustromeffekt: mobile Arten fliehen Isolierung: in den verbleibenen Fragmenten Randeffekt: mehr/kleine Fragmente = mehr Ränder Matrixeffekte: umliegende Gebiete Invasionen
• Habitatdegradation durch menschliche Aktivität Landwirtschaft: Ackerbau, Viehzucht, Aquakultur, Holzanbau Ressourcenentnahme: Bergbau, Fischerei, Erten, Holzeinschlag Urbanisierung: Siedlungen, Städte, Industrie, Infrastruktur Verschmutzung: indirekt durch Landwirtschaft, Entnahme und Entwicklung
• Habitatdegradation durch Landwirtschaft - zunehmende Düngung (N,P): --> 200-300 Kg N ha/Jahr führt zu einer Abnahme der Arten, Zunahme mancher Grasarten führt zur Zunahme der Biomasse und zu Lichtmangel -Pestizide: direkt: Insektizide (silent spring), greift auch Bestäuber an indirekt: Herbizide haben negativen Effekt auf Immunabwehr von Hummeln
• Habitatdegradation durch Ressourcenentnahme - Bergbau - Fischerei - Ernte - Forstwirtschaft: nur noch 22% der natürlichen Wälder sind vorhanden, dadurch weniger Sukzessionsübergänge. Altersklassenwälder, kein Totholz (Renaturierung nicht immer möglich, da einige unmobile Arten nicht mehr da sind = aktive Einbringung von Arten)
• Habitatdegradation durch Urbanisierung --> extremste Form der Habitatumwandlung - weniger als 3%  der Erdoberfläche in urbaner Nutzung - Einfluss auch auf weitentfernte Ökosysteme (Emission, Abfall) - Lichtverschmutzung (ALAN= artificial light at night) - positive Effekte: urban domestic gardening, guerilla gardening/urban gardening, Stadtimkern, neue Habitate
• Jagd/Wilderei - setzt einen Nutzungsdruck auf die Wildpopulationen aus (USA,Westeuropa haben ein gutes Wildtiermanagement) - bedrohte Arten schützen und die Bevölkerung sensibilisieren: Trophäenjagd teilweise erlauben, Umsiedeln der Arten, Teilweise als Nahrung der Bevölkerung
• NTFP NonTimberForestProducts (NichtHolzProdukte) - Früchte, Ölsamen, Latex, Gewürze, Fasern etc. Problem: geschätzte Einnahmen sind viel höher als tatsächliche Einnahmen. Produktion ist nicht immer nachhaltig: Bsp: -Paranuss (intensive Sammlung führt dazu, das keine Jungbäume mehr da sind, da keine Nüsse zum keimem vorhanden sind. -Rosenholz (Chanel Nr° 5°) Pflanze ist fast vollständig verschwunden
• Übertnutzung: Aquatische Ökosysteme - 30-35% der Fischbestände gelten als übernutzt - 232 Fischbestände zeigen einen Rückgang um 83% über die letzten 25 Jahre - seit den 60er Jahren ist der Kabeljaubestand in Kanada um 99,9% gesunken - Handel mit Zierfischen - Beifang
• Faktoren welche Invasive Arten helfen - freie Ökologischen Nischen - neue Abwehrwaffen, zb. Allelopatische Stoffe - Enemies release (keine natürlichen Feinde) - neue Umweltbedingungen (Mensch schafft gute Lebensbedingungen für invasive Arten)
• klimagesteuerte Schlüsselereignisse - Paarung - Winterschlaf - Wanderung (Vogelzug) - Schlüpfen von Eiern - Keimung/Samenreife - Blütezeit
• Phänologische Verschiebung - Blühverschiebung durch Temp.änderung - verspäteter Vogelzug, durch weniger Niederschlägt gibt es weniger Nahrung, Vögel brauchen länger um sich ihre Fettschicht aufzubauen - Nahrungsangebot und Brutverhalten passen nicht mehr zusammen --> negativer Effekt auf die Populationsgröße Bsp: Kuckuck, Schwalbe
• Verschiebung der Verbreitungsgrenzen - europäischer Bienenfresser verbreitet sich durch steigende Temp. auch in Deutschland - Verschiebung von Wäldern durch Dürrejahren - Kälteadaptierte Insekten verschieben sich nach Norden/in die Höhe, dadurch nimmt die Konkurrenz zu und es kommt zu Platzmangel - Eiablage von Faltern verschiebt sich durch Temp.anstieg und Strahlung Probleme: Arten wandern aus ihrem Schutzgebiet herraus, es entsteht Fragmentierung/Verinselung
• Veränderungen der Zusammensetzung von Artgemeinschaften durch den Klimawandel Arten reagieren alle unterschiedlich auf den Klimawandel. - Fische konkurrieren um wärmere oder kältere Gebiete - Platzmangel - Wanderungen in kältere/wärmere Regionen
• Veränderungen in Ökosystemprozessen durch Klimawandel -Interaktionen zwischen Blüte und Bestäuber: Aussterbeereignisse oder Verhaltensveränderung - Schnabelgröße bei Darwin-Finkenverändert sich bei Dürrejahren oder extrem feuchten Jahren (großer Genpool notwenig) - Temp.abhängigkeit bei Schildkröten: Schlüpfen von Männchen oder Weibchen ist temp.abhängig
• Folgen und Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel Folgen: Überschwemmung, Salzwasserüberflutung, Hochwasser, Trockenfallen Maßnahmen: Wasserpumpen, Gräben, extensive Beweidung, getrennte Fragtmente wieder zusammenführen Problem: Wissen muss verbreitet werden, Managementkonzepte angepasst werden --> Wissensübertragung optimieren!
• Aussterberisiko kleiner Populationen - geringe Diversität - Gründer Effekt/Flaschenhalseffekt - Inzucht - genetischer Drift
• Aussterbeereignisse/Besiedlungsereignisse auf einer Insel --> Artenzahl auf einer Insel ist das Ergebnis von Besiedlung und Aussterben - Aussterbeereignisse: werden von der Inselgröße getrieben (Populationsgröße) - Besiedlungsereignisse: werden durch die Distanz der Insel zur Quelle getrieben
• Extinction dept --> Aussterbeschuld -abgetrennte Inseln unterliegen der Aussterbeschuld, da zu viele Arten auf einer zu kleinen Insel leben -hohe Konkurrenz führt zu Aussterbeereignissen, dies führt zu sinkenden Artenzahlen
• Population Definition Formel und was ist K? --> Gruppe artgleicher Individuen, welche im selben Habitat leben und sich untereinander fortpflanzen: Dichte, räumliche Verteilung, Altersstruktur, Geschlechtersituation - Nt+B-D+I-E (Population zum Zeitpunkt t + Geburten - Sterberate + Immigration - Emmigration) - K = Kapazitätsgrenze: maximale nachhaltige Populationsgröße für ein vorliegendes Habitat
• IUCN Kategorien 1. Wildnisgebiete (Forschung) 2. Nationalparks (Erholung) 3. Naturdenkmal 4. Naturschutz 5. Landaschaftsschutz/Marineschutz 6. Biosphärenreservat -Iucn Kongress 1962 - 2020 etwa 15% Land, 8% marine Flächen in Schutzgebiete
• Kategorie I Wildnisgebiete: -ausreichend große (weitesgehend) unzerschnittene, nutzungsfreie Gebiete - vom Menschen unbeeinflusstes Ablaufen natürlicher Prozesse und deren dauerhaften Gewährleistung - unterliegt dem Prozessschutz
• Prozessschutz Nicht eingreifen in die natürlichen Prozesse von Ökosystemen. Bsp. Borkenkäfer und Fichten
• Kategorie II Nationalpark 1. großräumig und besondere Eigenart 2. erfüllen in einem überwiegenden Teil die Vorraussetzungen einen Naturschutzgebiets 3. in einem überwiegenden Teil nicht oder wenig vom Menschen beeinflusst, oder sich dazu entwickelnd --> Prozessschutz --> wirtschaftlichr Nutzung weitesgehend ausschließen Kategorie II - 10.000 ha wird empfohlen - 75% der Fläche muss naturnah sein oder sich dahin entwickeln Zonen: 1. Kernzone (Prozessschutz): großflächige natürliche Entwicklung, ohne menschlichen Nutzen 2. Entwicklungszone: Übergangszone für 30 Jahre; Entwicklung zur Kernzone mit Waldumbaumaßnahmen 3. Pflegezone: Ökosysteme der Kulturlandschaft mit Management
• SLOSS SingleLargeOrSeveralSmall - Ausweisung vieler kleiner Schutzgebiete statt weniger großer, dagegen spricht aber die Inselbiogeograpie - 1970/80 jahre zwischen Jared Diamond und Daniel Simberloff Pro: höhere Heterogenität in vielen unterschiedlichen Habitaten Contra: höhere Aussterberate, kleinere Besiedlungsereignissen, kleinere Heterogenität der einzelnen Arten
• Kategorie 4 Kategorie 4 Naturschutzgebiete (Biotop/Artenschutz) -in Deutschland am häufigsten Schutzkategorie (1,3 Mio ha) - durchschnittliche Größe liegt bei 156 ha - ca. 60% aller Naturschutzgebiete sind kleiner als 50 ha, 13% sind größer als 200ha und 208 Gebiete sind größer als 1000 ha - BNatSchG: Erhaltung, Entwicklung und Wiederherstellung von Biotopen/Lebensgemeinschaften
• Biosphärenreservat Kategorie 6 - BNatSchG: Erhaltung, Entwicklung oder Wiederherstellung durch Nutzung geprägte Landschaften und Arten Zonen: Kernzone (ohne menschl. Nutzen)            Pufferzone (mit Nutzung/Pflege)            Entwicklungszone (nachhaltige Entwocklung) - Bsp. Heide, Wattenmeer, Rhön --> ohne Nutzung würden in Deutschland fast nur Wälder entstehen
• FFH FFH = Fauna, Flora, Habitat-Richtlinie und Vogelschutzrichtlinien - vorhandensein eines bestimmten Lebensraumtypen (Anhang 1) - Vorkommen bestimmter Arten (Anhang 2) = festgelegt bei der Natura 2000
• Prioritäten bei Schutzausweisung (W, R) Was muss geschützt werden? Wo muss es geschützt werden? Wie muss es geschützt werden? 1. Einzigartigkeit 2. Gefährdung 3. Nutzwert Die vier R: Representativität, Resilienz, Redundanz, Realität
• Probleme bei geringer Biodiversität? - geringere Anpassungsfähigkeit - häufiger Krankheitsanfällig - Auswirkungen auf die Fortpflanzungsfähigkeit, es werden weniger Gene weiter gegeben Bsp.: Chatham Schnäpper, Rebhunh
• Was ist eine "Art"? Woran erkennt man eine Art? Morphologischer Artkonzept: äußerliche Merkmale (phenotypisch) - unverwechselbare Kombinationen morphologischer bzw. physiologischer Merkmale zur Abgrenzung einer anderen definierten Art - Sexualdimorphismus bioligische Artkonzept (Populationsgenetisch): - Paarungen/Kreuzungen untereinander; fertile Nachkommen; von anderen Gruppen reproduktiv isoliert Evolutionäre Artkonzept: - Indieviduen mit spezifischen Merkmalen ihrer DNA, daher gleiche evolutionäre Geschichte
• Biotop Habitat Biophilie Biotop: ein bestimmter Lebensraum einer Lebensgemeinschaft in einem Gebiet, kleinste Einheit der Biosphäre Habitat: meist Lebensraum; bezeichnet in der Biologie einen räumlich abgrenzbaren Teilbereich einer Art eines Biotops Biophilie: Liebe zum Leben; leidenschaftliche Liebe zum Leben und allem lebendigem.
• Umweltschutzmaßnahmen - reparativ-wiederherstellend (bereits eingetretende Umweltschäden beseitigen) - repressiv-zurückdrängend (gegenwärtige Umweltbelastungen zu begrenzen/vermindern - präventiv-vorbeugend (künftige Umweltbelastungen vorbeugen)
• Definition Biodiversität --> Vielfalt der Arten auf der Erde, die Vielfalt innerhalb der Arten, sowie die Vielfalt von Ökosystemem --> Vielfalt innerhalb der Arten: genetische Unterschiede zwischen Individuen und Populationen und zwischen Populationen
• Intrinsischer Wert vs Intrumenteller Wert Eine Art hat einen intrinsischen Wert, unabhängig von ihrem Nutzen für eine andere Art --> daraus resultierend wäre alle Arten gleich viel wert Instrumentelle Werte sind kein Endziel, sondern bieten Mittel, mit denen ein Endziel erreicht wird --> zb Geld, Blaukehlchen, Insekten zur Bestäubung
• Warum setzen wir Prioritäten beim Naturschutz - Einzigartigkeit Bsp. Quastenflosser: letzter seiner Art, mit ihm würde die Evolution seiner Art ausserben. Bsp. Gepard: einziger Vertreter seiner Art
• Ökosystemdienstleistungen Bereitstellend: Nahrung, treibstoffe, kleidung, Medizin Regulierend: Klima, Hochwasserschutz, Betstäubung, Schädlingskontrolle Kulturell: Spirituell, Ästhetik, Bildung, Erholung Unterstützend: Primärproduktion, Bodenbildung
• Gefährdungsursachen der Biodiversität Habitatverlust Fragmentierung/Verinselung Klimawandel Übernutzung/Raubbau Degradation Invasive Arten
• Habitatverlust Nutzungswandel: kann zu Habitatverlust führen, schafft aber auch neue Lebensräume - Waldverlust durch Brandrodung -Brachflächen werden zu Landwirtschaft -Grünlandverlust durch Ackerlandwirtschaft, Entwässerung -Flüße werden begradigt -Verlust von Heide, Knicklandschaft, Feuchtgebiete, Korallenriffe...
• Fragmentierung/Verinselung -geht meistens aus Habitatverlust hervor 1. Reduktion eines Habitattypes einer Fläche 2. Veränderung der Habitatskonfiguration, es entstehen kleine stark isolierte Inseln --> sobald nur noch 25% Habitatfläche übrig ist kommt es zu Abrissen der Vernetzung
• Habitatdegradation Landwirtschaft (Pestizide, Düngung) Urabanisierung Ressourcenentnahme Lichtverschmutzung (ALAN)
• Habtatverlust vs Habitatdegradation Habitatverlust: beeinflusst fast alle Arten, Erholung nach extrem langer Zeit Habitatdegradation: beeinflusst viele, aber nicht alle Arten, kann reversibel und vorrübergehen sein
• Übernutzung/Raubbau Jagd (Subsistenzjagd, Sportjagd) Wilderei NFTP Fischerei --> Übernutzung einer Art, kann zu Ausserbeereignissen führen
• Invasive Arten Wie werden sie eingeführt? - invasive Arten können einheimische Arten verdrängen, die Konkurrenz steigt und oft fehlt der natürliche Feind Bsp. Chrismas Crap (crazy ant, Wespe) Bsp. Galapagos Insel (Fliege, Vögel &Gesang) Bsp. Goldrute (Ornamentpflanze, mahd vor Blüte --> Problem) Wie werden sie eingeführt: Handel,reisen, Balastwasser, Ornamentpflanzen
• Klimawandel -Fakten -Ursachen -Folgen Fakten: - Temp. der Erdoberfläche steigt - Meerespiegel steigt - Schnee/Eisbedeckte Fläche sinken - CO2 Werte steigen Ursache: Industrielle Revolution, Anstieg Treibhausgas, Verbrennung von Kohle, Öl und Gas Folgen: Niederschläge nehmen zu = Gletscher schmelzen - auch bei sofortigem Stopp der Emission, würde die Temp. und der Wasserspiegel weiter steigen

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