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Neue Methode zum Messen der Biodiversitaet

18.02.2008
Wie individuelle Arten die Vielfalt tropischer Waelder strukturieren

Deutsche und Srilankische Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um die Auswirkungen von Arten auf die lokale Biodiversität zu messen. Damit kann festgestellt werden, ob eine bestimmte Art die Artenvielfalt fördert oder unterdrückt. Die neue Methode erweitert das bei Biologen bekannte Verfahren, die Artenanzahl in Abhängigkeit von der Flächengröße zu untersuchen ("species-area relationship", SAR), um aufwendige statistische Verfahren. Damit kann nun auch die Rolle einzelner Arten in ihrer Auswirkung auf die Artenvielfalt beschrieben werden.

Mit dieser individualisierten Methode ("individual species-area relationship", ISAR) können Schlüsselarten leichter ermittelt werden. "Wir betrachten die Diversität im Ökosystem gewissermaßen durch die Brille der einzelnen Arten", sagt Co-Autor Dr. Andreas Huth vom UFZ. Damit wird es künftig leichter, die Rolle einzelner Arten in Ökosystemen zu verstehen und gezielte Schutzmaßnahmen für Schlüsselarten zu treffen. Außerdem lassen sich so die ökologischen Folgen von Veränderungen in der Landnutzung besser untersuchen.

Die Forscher werteten mit ihrer neuen Methode einzigartige Daten von zwei tropischen Wäldern in Panama und Sri Lanka aus, die zu einem vom Smithsonian Tropical Research Institute organisierten Netzwerk gehören. In diesem Netzwerk wird seit Jahren in tropischen Wäldern rund um den Globus auf zwölf ausgesuchten bis zu 50 Hektar großen Probeflächen jeder einzelne Baum mit einem Stamm dicker als ein Bleistift kartiert. Dabei verglichen die Forscher etwa 40.000 größere Bäume im tropischen Regenwald auf der Insel Barro Colorado mit denen im Nationalpark Sinharaja auf Sri Lanka. Zur Überraschung der Forscher hinterlassen mehr als zwei Drittel aller Arten keine identifizierbaren Spuren in der lokalen Artenvielfalt und die anderen Baumarten wirkten sich nur in ihrer unmittelbaren Umgebung, im Umkreis von bis zu 20 Metern, auf die lokale Artenvielfalt aus, aber nicht auf großen Skalen. Diese Erkenntnisse stützen die heftig diskutierte "Neutrale Theorie", wonach die Eigenschaften von Arten für die Stabilität und Diversität von Ökosystemen nur eine untergeordnete Rolle spielen.

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Offenbar basiert der Artenreichtum tropischer Regenwälder auf ausgeglichenen Interaktionen zwischen den Arten. Thorsten Wiegand hierzu: "Bisher ist unter Biodiversitätsforschern umstritten, welche Prozesse dafür sorgen, dass eine hohe Artenvielfalt entstehen kann und welche Prozesse diese komplizierten Systeme stabil halten".

Auf der Untersuchungsfläche in Panama gab es viele "abstoßende" Arten. In Sri Lanka dagegen dominieren "anziehende" Arten, die die Artenvielfalt fördern. Wieso sich diese beiden Tropenwälder in dieser Frage so stark unterscheiden, ist noch ungeklärt. Immerhin kam das Verfahren neu zum Einsatz. "Wir haben die neue Methode zwar im tropischen Regenwald erstmals angewendet, aber sie ist universell für Pflanzen in allen Ökosystemen einsetzbar", sagt Dr. Andreas Huth vom UFZ. Die neue Methode schließt eine Lücke zwischen einer eher groben Beschreibungen der Artenvielfalt (für das ganze Ökosystem) und extrem detaillierten Analysen (Wechselwirkungen zwischen einzelnen Arten). Künftig soll diese neue Methode auch mit den bereits am UFZ entwickelten Waldmodellen kombiniert werden.

Weitere
Informationen:
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Dr. Andreas Huth
Telefon: 0341-235-1719
und
Dr. Thorsten Wiegand
Telefon: 0341-235-1714
oder über die Pressestelle
Doris Böhme / Tilo Arnhold
Telefon: 0341-235-2278
E-mail: presse@ufz.de
Publikation:
Thorsten Wiegand, C. V. Savitri Gunatilleke, I. A. U. Nimal Gunatilleke, and Andreas Huth: How individual species structure diversity in tropical forests.
PNAS, 10.1073/pnas.0705621104 ( Ecology )
http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0705621104v1
http://www.pnas.org/cgi/content/full/0705621104/DC1
Links:
Pressemitteilung vom 25.09.07 (Tropische Baumarten gehen
sich aus dem Weg)
http://www.ufz.de/index.php?de=15138
Monitorprogramm des Center for Tropical Forest Science
(CTFS):
http://www.ctfs.si.edu/doc/plots/sinharaja/index.html
http://www.ctfs.si.edu/doc/plots/bci/index.html
Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ wurde 1991 gegründet und beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle/S. und Magdeburg rund 830 Mitarbeiter. Es erforscht die komplexen Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt in genutzten und gestörten Landschaften, insbesondere dicht besiedelten städtischen und industriellen Ballungsräumen sowie naturnahen Landschaften. Die Wissenschaftler des UFZ entwickeln Konzepte und Verfahren, die helfen sollen, die natürlichen Lebensgrundlagen für nachfolgende Generationen zu sichern.

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit 25.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 15 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,3 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des großen Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

Tilo Arnhold | UFZ Leipzig-Halle
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=15991
http://www.ufz.de/index.php?de=3983
http://www.oesa.ufz.de/towi/

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