Synökologische Bioindikation anthropogen verursachter Veränderungen in terrestrischen Ökosystemen anhand von Bodenmikroarthropoden unter besonderer Berücksichtigung von Renaturierungs- und Landschaftspflegemaßnahmen

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David John Russell

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Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Frage, inwieweit eine Analyse der Zönosen der Bodenmikroarthropoden, insbesondere der Collembola und Actinedida, sich bioindikatorisch anwenden laßt, um allgemeine Veränderungen in terrestrischen Ökosystemen anzuzeigen. Es wurden hierfür zwei Standorte untersucht: (1) ausgedeichte Auenwälder bei Altenheim, die in Hochwasserrückhalteräume umgewandelt und dadurch auch renaturiert werden sollen, und (2) kontinentale Sanddünen bei Sandhausen, bei denen landschaftschutzfachliche Maßnahmen vorgenommen wurden, um dem drohenden Verlust geschützer Sandtrockenrasen durch botanische Sukzession entgegenzuwirken. Die Indikationsfrage bei beide Standorte betraf die Auswirkung der jeweiligen Maßnahmen, die Naturnähe der Standorte und den damit verbundenen Erfolg der Maßnahmen. Zur Gewinnung der Tiere aus dem Boden wurden im Verlauf z.T. mehrerer Jahre standardisierte Bodenproben aus mehreren Probeflächen der jeweiligen Standorte entnommen und anschließend einer dynamischen Trocken/Wärme-Extraktion unterzogen. Die Mikroarthropoden wurden dann unter schwacher mikroskopischer Vergrößerung in über 30 taxonomische Gruppen sortiert und die Individuen der häufigsten Taxa - Collembola und actinedide Milben - anschließend soweit wie möglich auf Artniveau determiniert. Daten zu Habitatsparametern standen zur Verfügung oder wurden neu erfaßt. Die Auswertung der Zönosen erfolgte nach synökologisch-faunistischen Methoden. Neben allgemeinen quantitativen Parametern wurden durch Analyse der Gemeinschaftstrukturen, z.B. durch Berechnungen von Dominanzen und Konstanzen der einzelnen Arten, Charakterarten der verschiedenen Probeflächen identifiziert. Durch eine Analyse z.B. der zönotischen Similaritäten der Gemeinschaften der einzelnen Probeflächen sowie durch Ermitteln von Korrelationen zwischen den einzelnen Arten untereinander bzw. mit den wichtigsten abiotischen Parametern konnten charakteristische Artenkombinationen, sog. "recurrent groups", identifiziert werden. Insgesamt wurden über 80.000 Mikroarthropoden-Individuen bearbeitet. Über 22.000 Collembola und actinedide Milben wurden taxonomisch näher determiniert. Dabei wurden ca. 177 Arten nachgewiesen. Durch den quantitativen und qualitativen Vergleich des Vorkommens der Charakterarten und Recurrent-Groups entlang zeitlicher und räumlicher Sukzessionsgradienten der jeweiligen Standorte konnten differenzierte Reaktionen einzelner Arten bzw. Artengruppen nach den Eingriffen eindeutig erkannt werden. Beispielsweise konnten verschiedene Populationsentwicklungen nach Flutungsereignissen in den Auen bzw. Verbreitungsmuster entlang von Eutrophierungsgradienten auf den Sanddünen identifiziert werden. Durch den Vergleich u.a. der vorgefundenen Zönosen und der bekannten autökologischen Daten der einzelnen Arten war es möglich, Aussagen über die Naturnähe der einzelnen Probeflächen auch im Bezug auf die Eingriffe zu treffen. Die festgestellten Reaktionen wurden mit Aspekten der theoretischen Ökologie, z.B. der Populationsdynamik nach Störungen bzw. der Sukzessionstheorie, verglichen. Durch die synökologische Analyse der Zönosen und ihrer Reaktionen auf Störungen bzw. Sukzessionsvorgänge konnten Aussagen über die Richtung der Veränderungen in den untersuchten Standorten getroffen werden, was mit den bisher üblichen Bioindikatoren (Pflanzen, Makrofauna) nicht erkannt wurde. Dabei war es möglich, auch auf negative Auswirkungen und Gefahren für die Landschaften hinzuweisen. Es konnte gezeigt werden, daß z.B. im Gegensatz zu den Ellenberg'schen Zeigerpflanzen oder den limnischen Saprobienindices, die - von der Autökologie einzelner Arten ausgehend - mathematische Indikationsmodelle darstellen, das in dieser Arbeit angewendete synökologische Auswertungssystem als Bioindikationsmodell differenziertere Aussagen über Gesamtreaktionen statt lediglich wie bisher über Zustände im Habitat liefern kann. Darüber hinaus konnte zur Grundlagenforschung über die untersuchten Tiergruppen beigetragen werden. Es war z.B. möglich, (1) bisher unbekannte Reaktionen einzelner Arten auf spezifische Standortparameter zu identifizieren, (2) Aspekte der Zoogeographie verschiedener Taxa zu ergänzen und (3) mehrere Erstbeschreibungen für Deutschland bzw. Europa vorzulegen sowie mindestens ein neue Gattung und zwei neue Arten nachzuweisen.

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