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Ökologie und Verhaltensbiologie einheimischer Tagfalter

Tagfalter gehören zu den Insekten, deren Lebensweise am besten verstanden ist. Dennoch gibt es erhebliche Wissensdefizite, vor allem im Hinblick auf aut- und populationsökologische Kenngrößen vieler Arten. Diese Defizite sind ein großes Hindernis für wissenschaftlich fundierte Naturschutzmaßnahmen ebenso wie für vergleichende Grundlagenforschung in der Verhaltensökologie und Evolutionsbiologie. Wir erarbeiten in kombinierten Feld- und Laborstudien grundlegende Daten zur Lebensweise ausgewählter Tagschmetterlinge, wobei der Schwerpunkt auf dem Reproduktionsverhalten und den Ressourcenansprüchen der verschiedenen Lebenszyklusstadien liegt. Von besonderem Interesse sind bei diesen Studien bestandsgefährdete Arten sowie Zwillingsartenpaare, bei denen die Frage der ökologischen Differenzierung meist noch ungeklärt ist.

Genetische Grundlagen für das Überleben der Birkhuhnpopulationen in Europa

Das Birkhuhn (Tetrao tetrix), einst typischer Bewohner von Moor- und Heidelandschaften, lebt in Deutschland außerhalb der Alpen nur noch in kleinen isolierten Vorkommen. Aufforstungen von Heideflächen und die Entwässerung und Kultivierung von Mooren reduzierten seinen Bestand. Heute steht das Birkhuhn als vom Aussterben bedrohte Art auf der Roten Liste der Brutvögel Deutschlands. Allein in Niedersachsen, wo außerhalb der Alpen noch der größte Birkhuhnbestand lebt, sank die Zahl der Tiere innerhalb der letzten 30 Jahre von rund 4.000 auf heute 200. Das Projekt untersucht die für den Artenschutz zentrale Frage, wie sich die voneinander isolierten Populationen in Deutschland an Veränderungen ihrer Lebensräume anpassen. Daraus sollen dann konkrete Empfehlungen für den Schutz des Birkhuhns abgeleitet werden.

GIS-gestütze Ermittlung der Veränderung des Lebensraumes gefährdeter Wildtierarten

Die Wildtierarten Birkhuhn, Schneehuhn sowie Gams- und Steinwild haben sich im Laufe ihrer Evolution perfekt an das Leben in alpinen Lagen, hauptsächlich über der Waldgrenze, angepasst und sind somit Teil dieses sehr empfindlichen Ökosystems. Unter Annahme des Ansteigens der Waldgrenze aufgrund Klimaerwärmung verringert sich der Lebensraum dieser Wildtierarten massiv. Als Grundlage für die Ermittlung der Veränderungen wurde die Temperaturentwicklung der vergangenen 50 Jahre genauer betrachtet sowie das Klimamodell MM5 für eine Abschätzung der zukünftigen Erwärmung herangezogen. Die Temperaturentwicklung in den vergangenen 50 Jahren zeigt für die ersten zwei Dekaden sogar eine Abkühlung, seit 1970 aber einen starken Anstieg. Das Klimamodell prognostiziert für die nächsten 50 Jahre eine Erwärmung von ca. 2,2 C für das Untersuchungsgebiet in den Niederen Tauern. Das Baumwachstum ist sehr stark von der Temperatur abhängig und eine hohe Korrelation zwischen der Wachstumsgrenze von Bäumen und der 10 C Juli-Isotherme wurde nachgewiesen. Das Klimamodell MM5 zeigt für die nächsten 50 Jahre einen prognostizierten Anstieg der Isothermen um ca. 450 Höhenmeter. Prognostizierte Temperaturveränderungen hängen jedoch sehr stark vom verwendeten Klimamodell ab. Über die Geschwindigkeit, mit der sich die Waldgrenze zur temperaturbedingten Wachstumsgrenze hin bewegt, kann keine Aussage getroffen werden und wäre Gegenstand zukünftiger Forschungsarbeiten. Weiters übt die Bewirtschaftung durch den Menschen einen sehr großen Einfluss auf den Verlauf der Waldgrenze aus. Daher ist noch nicht absehbar, wie diese sich verändern wird. Die aktuellen Lebensräume wurden nach einem wissensbasierten Habitatmodell mit Hilfe eines Geografischen Informationssystems (GIS) erstellt. Unter der Annahme, dass die zukünftige Waldgrenze die Höhe der berechneten Isotherme für die Dekade 2040-2050 erreicht, führt diese Verschiebung zu einem dramatischen Verlust an Lebensraum.

Phylogenie afrikanischer, pilzzüchtender Termiten

Termiten der Unterfamilie Macrotermitinae besitzen in den Savannen Afrikas und Asien eine große ökologische und ökonomische Bedeutung. Diese Termitengruppe züchtet Pilze, durch die sie ein breiteres Nahrungsspektrum nutzen kann. Aufgrund der geringen morphologischen Differenzierung sind die taxonomischen Verhältnisse dieser Termitengruppe ungesichert und deren Phylogenie unklar. Anhand von Sequenzen des mitochondrialen Gens Cytochromoxidase II erfolgt für die Macrotermitinae eine phylogenetische Analyse und, gestützt durch eine Erfassung historischer, tektonischer sowie klimatischer Ereignisse, eine Datierung allopatrischer Speziation.

Bienen, Wespen und ihre Gegenspieler im Kaffeeanbau auf Sulawesi: Bestaeubungserfolg, Interaktionen, Habitatbewertung

Der Einfluss der Landnutzungsintensität auf die Artenvielfalt von Bienen und Wespen und ihren natürlichen Gegenspielern und die damit verbundenen ökologischen Funktionen sollen in Kaffee-Anbausystemen Sulawesis untersucht werden. Dazu erfolgt ein Vergleich von 30 Kaffee-Anbauflächen mit großen Unterschieden in der Nutzung, floristischen Vielfalt (Baumdiversität und prozentuale Baumdeckung) und in abiotischen Parametern (relative Lichtintensität, Temperatur und relative Luftfeuchte). Die Erfassung der Blütenbesucher sowie der solitären Bienen und Wespen in Nisthilfen erlaubt eine Charakterisierung des Artenreichtums. Die relative Bedeutung der solitären und sozialen Bienen für die Blütenbestäubung und den Fruchtansatz beim Kaffee wird durch Experimente geklärt. Weiterhin soll auch die Ausprägung der Interaktionen zwischen den Nisthilfe-Besiedlern und ihren Gegenspielern mit der Landnutzung in Verbindung gebracht werden. Ergänzende Versuche zielen auf die Ressourcennutzung der Bienen (Pollenanalyse), die Ansiedlung sozialer Bienen in Nisthilfen und die Messung der Sammelzeiten von Bienen (Polleneintrag) und Faltenwespen (Eintrag schädlicher Schmetterlinge). Die GIS-gestützte Erfassung der Landschaftsstruktur soll zeigen, ob lokale ökologische Prozesse nicht nur von der Landnutzung, sondern auch von der Struktur der Umgebung, insbesondere von der Entfernung zu angrenzenden Lebensräumen beeinflusst werden.

Evolution und Biogeographie der benthischen Tiefseefauna des Ostpazifiks (Expedition SO 158)

Während der Tiefsee-Expedition SO 158 mit F.S 'Sonne' in das Gebiet zwischen Galapagosspreizungszentrum und -plattform sollen bodenlebende Meeresorganismen gesammelt werden. Die Auswertung wird sich auf die Schlüsselgruppen Kinorhyncha, Loricifera, Copepoda, Brachiopoda und Porifera konzentrieren, die nach den Erfahrungen bei früheren Tiefsee-Expeditionen in genügend hoher Anzahl im Weichboden und auf Steinen zu erwarten sind. Die großräumige Variabilität von Tiefsee-Tiergemeinschaften im Ostpazifik soll untersucht werden, um Aussagen über das Verbreitungsareal von Tierarten in der Tiefsee und über den Einfluß von geomorphologischen Strukturen wie dem Spreizungszentrum treffen zu können. Außerdem sollen potentielle Anpassungen (Sinnesorgane, endosymbiontische Bakterien in Darm oder Integument?) an das Leben in der Tiefsee bei den mikroskopischen Kinorhyncha und Loricifera ultastrukturell geprüft werden. Elektronenmikroskopische Arbeiten bei Kinorhyncha, Loricifera und Brachiopoda tragen zudem dazu bei, die Evolution dieser Tiergruppen besser zu verstehen.

Forschergruppe (FOR) 409: Systemverständnis: Wasser- und Stoffdynamik urbaner Standorte; System Comprehension: Dynamics of Water and Materials at Urban Locations, Teilprojekt FAUNA: Einfluß der Bodenfauna auf die Transformation der organischen Bodensubstanz und auf ausgewählte Strukturparameter urbaner Böden

Das Projekt hat zum Ziel, den Einfluss der Aktivität von Bodentieren auf Umsetzungsprozesse in urbanen Böden zu untersuchen. Neben der Quantifizierung des Beitrages, den die Bodentiere bei der Dekomposition von organischem Material und der Verlagerung von Nähr- und Fremdstoffen leisten, soll insbesondere auf die Wechselwirkungen mit der mikrobiellen Flora eingegangen werden. Da anthropogen geprägte Böden eine in ihrer Vielfalt - gegenüber natürlichen Systemen - reduzierte Bodentiergemeinschaft aufweisen, möchte das Projekt zugleich einen Beitrag zu der Frage leisten, welchen Einfluss jeweils funktionelle Zusammensetzung und Artendiversität der Biozönose auf die bodenbiologisch gesteuerten Prozesse diese Standorte ausüben. Ein weiteres Ziel des Projektes ist die Charakterisierung von Veränderungen in den strukturellen Eigenschaften der untersuchten Böden, die auf Ausscheidungen und auf die Vermengungs- und Grabaktivität der Bodentiere zurückzuführen sind. In der ersten Projektphase wird die Steuerungsfunktion der Bodentiere bei Umsetzungsprozessen, die maßgeblich durch die Aktivität von Mikroorganismen getragen werden, in Mikrokosmen unterschiedlicher Komplexität untersucht. Diese sollen mit standorttypischen Tierarten und Substraten bestückt werden und dynamische, bodenbiologische Prozesse modellhaft beschreiben. Die Übertragung der im Labor gewonnenen Erkenntnisse auf das Freiland erfolgt in einer späteren Projektphase. Zusammenhänge zwischen Besatz von speziellen Tierarten und ... (Text gekürzt)

Automatische Detektion, Lokalisation und Tracking von Wiesenbrütern mittels intelligenter akustischer Sensorik für den praktischen Naturschutz

Zielsetzung: Ausgehend von einem im Vorgängerprojekt (Az. 34737/01) entwickelten Prototypen soll ein System für eine umfassende automatische akustische Erfassung von Wiesenbrütern erarbeitet und in verschiedenen Anwendungszusammenhängen (Schutzgebietsmanagement, Monitoring, gutachterliche Praxis) getestet werden. Im Zuge der Prototyp-Entwicklung konnten das Anforderungsprofil an ein automatisiertes Erfassungssystem konkretisiert und bereits erste Teile davon umgesetzt werden. Für eine zukünftige Serienproduktion sowie einen flächendeckenden Einsatz in der gutachterlichen Praxis, sind weitere Arbeitsschritte notwendig, die insbesondere die Qualität der Erfassung und die Anwenderfreundlichkeit erhöhen sollen. Durch eine Erweiterung der Erkenner- und Lokalisationsalgorithmen wird es möglich werden, alle relevanten Vertreter der Wiesenbrüter sicher nachzuweisen. Die Erkennung gleichzeitig rufender Tiere und die Ortsbestimmung von Rufen im Flug können nähere Angaben zum Brutbestand und Details zur Habitatnutzung liefern. Aufgrund des hohen Schutz- und Monitoringbedarfs für diese Artengruppe, können damit die Sensoren bereits in naher Zukunft einen wichtigen Beitrag zum Artenschutz liefern. Das Sensorsystem soll zukünftig umfassend für die Erfassung von lauterzeugenden Tierarten einsetzbar sein, die im Bereich der umweltbezogenen Planung und Forschung eine Rolle spielen. Mit Hilfe des innovativen Ansatzes zur Informationsbereitstellung für Fachbehörden, Planungsbüros, aber auch Privatpersonen, erlebt die Erfassung von Biodiversität einen digitalen Wandel. Im Projekt sollen benutzerfreundliche Benutzeroberflächen und Schnittstellen entwickelt werden, die eine unkomplizierte Integration der digitalen Erfassungsmethoden in Planungs- und Entscheidungsprozesse aus artenschutzrechtlicher Sicht ermöglichen. Aufgrund seiner Modellhaftigkeit können im Laufe des Projektes bereits die zukünftigen Verbesserungen und Erleichterungen gegenüber herkömmlichen Erfassungsmethoden im Rahmen mehrerer praxisnaher Kartierungen identifiziert werden.

Ökologie des Kronenraumes eines Leipziger Auenwaldes, Teilprojekt: Räumliche und zeitliche Muster von Blattfraß im Kronenraum

In Anlehnung an ein Projekt des UFZ, wird die, für das Ökosystem Wald immens wichtige Tier-Pflanzen-Interaktion 'Herbivorie' untersucht. Neben dem Versuch der Quantifizierung des Blattfraßes auf Bestandsebene, wird speziell die räumliche und zeitliche sowie die artspezifische Differenzierung des Blattfraßes untersucht.

Wiederherstellung der Biodiversität und Nutzwerte von Nieder- und Mittelwäldern, Teilvorhaben 1: Naturschutzwerte und naturschutzfachlich-waldbauliche Konzepte

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