Modellierung von Landschaften
AG Angewandte Landschaftsökologie und Ökologische Planung
  • Projekte

    Modellierung invasiver Pflanzen in mitteleuropäischen Kulturlandschaften – gefährdet die Massenausbreitung des Riesen-Bärenklaus die Biodiversität?

    Kurzbeschreibung
    Der Riesen-Bärenklau (Heracleum mantegazzianum) ist ein invasiver Neophyten, der während des 20. Jhd. eine Massenausbreitung in mitteleuropäischen Kulturlandschaften begonnen hat und dadurch einheimische Pflanzengemeinschaften verändert. Ob dies für einheimische Arten und Artengemeinschaften problematisch ist, hängt davon ab, wieviel Lebensraum der Neophyt einnimmt, wenn die Ausbreitung abgeschlossen ist. Wir haben die Ausbreitung des Riesen-Bärenklaus in 20 Landschaftsausschnitten (je 1 km²) über einen Zeitraum von sieben Jahren verfolgt und erstellen ein räumlich-explizites Modell (zellulärer Automat), das die weitere Ausbreitung in den kommenden 100 Jahren simuliert. In der nächsten Projektphase wird ein Landschaftsmodell, das Veränderungen der räumlichen Lage, Menge und Qualität der invadierbaren Habitate simuliert, in das Invasionsmodell integriert. Die Ziele dieses Projektes sind (1) den zukünftigen Invasionsverlauf in verschiedenen Landschaftstypen zu prognostizieren, (2) Zusammenhänge zwischen Invasionsprozess und raum-zeitlicher Landschaftsdynamik zu erforschen, und (3) kritische Schwellenwerte der Landschaftsstruktur festzustellen, deren Überschreitung oder Unterschreitung massenhafte Invasionen ermöglicht.

    Hintergrund
    Vorausgehende Studien haben gezeigt, dass der Invasionsprozess des Riesen-Bärenklaus von der Landschaftsstruktur abhängt. Aus Sicht des Riesen-Bärenklaus ist die mitteleuropäische Kulturlandschaft ein Patch-Korridor-Matrix-Mosaik, wo geeignete Habitate (z.B. Ruderalflächen und Brachen) in eine Matrix aus unbesiedelbaren Flächentypen (z.B. Acker, Wirtschaftsgrünland, Wald) eingebettet sind. Die Ausbreitung von einem Habitat-Patch zum nächsten findet hauptsächlich entlang von Korridoren, wie Straßen und Fließgewässern, statt. Wenn Habitat-Patches nah aneinander liegen, kann Ausbreitung auch unabhängig von Korridoren stattfinden. Sind Patches jedoch durch größere Flächen der Landschaftsmatrix getrennt, ist die Ausbreitung gehemmt, da die Samen nicht flugfähig sind.
    Durch Landnutzungswandel und anthropogene Störungen verändert sich das Patch-Korridor-Matrix-Mosaik. Das gilt insbesondere für die Anordung der Habitat-Patches in der Landschaft, denn ein wesentlicher Teil der Habitate vergeht durch Sukzession und entsteht neu durch Störungen oder Aufgabe der Landbewirtschaftung. Es ist bislang nicht bekannt, wie sich die Landschaftsdynamik auf den weiteren Verlauf der Invasion auswirkt.
    Um Pflanzeninvasionen in sich wandelnden Kulturlandschaften zu verstehen und realistische Prognosen der Auswirkungen auf einheimische Arten und Lebensräume treffen zu können, ist es erforderlich räumlich-explizite Ausbreitungs- und Landschaftsmodelle zu integrieren. Die Modelle werden mit Daten zur Populationsbiologie und Ökologie des Neophtyen parametrisiert und anhand wiederholter Geländekartierungen validiert. Dieses Projekt baut dabei auf Ergebnisse und Datensätze des EU-Projektes „Giant Alien“ auf (www.giant-alien.dk).

    Projektpartner
    Tubraunschweig Klein
    Dr. Sylvia Moenickes, TU Braunschweig, Institut für Geoökologie

  • Promotionen

    noch keine Promotionen vorhanden

  • Publikationen

    • Mavrakis, E. (2011) 'Carbon footprint' quantification of a tea agro-ecosystem: The development of a model on related material flows. Saarbrücken, VDM Verlag Dr. Müller. ISBN 9783639368901
    • Thiele J, Isermann M, Kollmann J, Otte A (2011):Impact scores of invasive plants are biased by disregard of environmental co-variation and non-linearity. /NeoBiota/ 10: 65-79.
  • Abschlussarbeiten

    Bachelorarbeiten

    Titel Name Jahr
    Fördern bestimmte funktionelle Merkmale die Invasivität nicht-einheimischer Pflanzenarten? Ruth Klein 2010
    Invasive Arten - Sind artenreiche Ökosysteme biotisch resistent?
    (Zusammenfassung)
    Britta Perschbacher 2010

    Masterarbeiten

    Titel Name Jahr
    23 Jahre nach dem Sturm - Analsyse und Simulation einer Sukzessionsfläche im Arnsberger Wald Patrica Katharina Kolecki 2014

    Diplomarbeiten

    Titel Name Jahr
    Entwicklung, Testung und Durchführung einer Methode, die zur Validierung des Index „Naturnähe“ im Rahmen des transdisziplinären Projektes „Werkzeuge für Modelle einer nachhaltigen Raumnutzung“ Anna Ley 2011
    'Carbon Footprint' quantification of a tea agro – ecosystem based on the development of a model of related material flows
    (Abstract)
    Elisabeth Mavrakis 2011
    Second-Generation Biofuels from Lignocellulosic Residues. Assessing the global potential for sustainable transport fuels until 2030
    (Abstract)
    Anselm Eisentraut 2010
    Anwendung und Bewertung eines objektbasierten, automatisierten Klassifikationsverfahrens zur Erfassung von linearen Gehölzstrukturen im Münsterland
    (Zusammenfassung)
    Julia Baumeister 2010
    Erstellung eines Speichermodells für den Bodenwasserhaushalt in der Nemitzer Heide mit dem Speichermodell SIMPEL
    (Zusammenfassung)
    Oliver Vogt 2010
    Dendrologische Aufnahmen im Wassereinzugsgebiet Oberer Wüstebach anhand verschiedener Mess- und Schätzverfahren
    (Zusammenfassung)
    Marion Etmann 2009
    Risikomanagement im Hochwasserschutz –
    Applikation und Weiterentwicklung eines GIS-basierten Multikriterienverfahrens zur Quantifizierung des urbanen Hochwasser-risikos: das Beispiel der Stadt Leipzig
    (Zusammenfassung)
    Veröffentlichung: Stadt Leipzig, Amt für Statistik und Wahlen [Statistischer Quartalsbericht x/2009]
    Christine Kubal 2009

Fotos

  • Verbreitungskarten des Riesen-Bärenklaus im Untersuchungsgebiet (1 km²) Hagen-Dahl, NRW, in den Jahren 2009 und 2002.
  • Verbreitungskarten des Riesen-Bärenklaus im Untersuchungsgebiet (1 km²) Hagen-Dahl, NRW, in den Jahren 2009 und 2002.