geobotanik als beispiel für biodiversitätsforschung
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Geobotanik als Beispiel für Biodiversitätsforschung. Dietmar Brandes Institut für Pflanzenbiologie & Universitätsbibliothek. Technische Universität Braunschweig. Was ist eigentlich Biodiversität?. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
GeobotanikGeobotanik als Beispiel für Biodiversitätsforschungals Beispiel für Biodiversitätsforschung
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Dietmar BrandesInstitut für Pflanzenbiologie & Universitätsbibliothek
Was ist eigentlich Biodiversität?Was ist eigentlich Biodiversität?
• Unter „Biodiversität“ wird die Vielfalt biologischer Einheiten wie Gene, Zellen, Arten, Populationen, Lebensgemeinschaften und Ökosysteme bis hin zur gesamten Biosphäre (= Gesamtheit der biotischen Vielfalt) verstanden.
• Der Begriff Biodiversität wurde erst 1985 auf einem Kongress geprägt und trat rasch seinen Siegeszug in Wissenschaft, Medien und Politik an.
• Übereinkommen über die Biologische Vielfalt 1992 (= Biodiversitätskonvention, CBD).
• In der CBD hat sich auch Deutschland zu umfangreichen Aufgaben bei Erhaltung und Erforschung der Biodiversität verpflichtet!
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gKormophytendiversität als „Maßeinheit“ für BiodiversitätKormophytendiversität als „Maßeinheit“ für Biodiversität
Alles abgearbeitet?Alles abgearbeitet?
Natürlich nicht! Allein der Erkenntniszuwachs zur
Gefässpflanzenflora von Deutschland ist beachtlich:
Moore (1991): 2.600Korneck et al. (1996): 3319Haeupler & Muer (2007): ca. 4.200
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Teilgebiete der GeobotanikTeilgebiete der Geobotanik• Die Geobotanik ist die Grundlagenwissenschaft von
der Pflanzendecke der Erde, die große Bedeutung insbesondere für Geoökologie, Umweltschutz und Klimafolgenforschung besitzt. 4 Teilgebiete:
• Floristik und Arealkunde
• Zönologische Geobotanik (Phytozönologie; Pflanzensoziologie)
• Historisch-genetische Geobotanik (Floren- und Vegetationsgeschichte)
• Ökologie der Pflanzen (Autökologie, Vegetationsökologie)
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• Beobachtende Pflanzenökologie• Experimentelle Pflanzenökologie:
Keimungsversuche, Konkurrenzversuche, Vegetationsversuche, Sukzessionsversuche
• Wissenschaftlich geplante experimentelle Eingriffe in Ökosysteme werden gesellschaftlich nicht toleriert, es müssen daher „fremdbestimmte“ Experimente ausgewertet werden, z. B. Auswirkung von Rodungen, Verstädterungen, Biologische Invasionen, Besiedlung anthropgener Substrate, Klimafolgen…
• Theoretische Pflanzenökologie (Modellbildung)
Ökologie der PflanzenÖkologie der Pflanzen
Zeit als wesentlicher FaktorZeit als wesentlicher Faktor
• Die heutige Flora ist ebenso wie die heutige Vegetation historisch bedingt; insofern hat die Geobotanik eine starke historische Komponente.
• Ist die Entwicklung unserer Ökosysteme eigentlich reversibel? Wie groß ist der anthropogene Einfluss?
• Wie schnell erfolgt die Bildung einer neuen Art? [Was ist überhaupt eine Art?: Schwierigkeiten mit der Definition der Biologischen Art]. Verändern sich möglicherweise die Arten während unserer Kartierungen?
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Einwanderung der BucheEinwanderung der BucheT
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Quelle: G. Lang (1994):Quartäre Vegetationsgeschichte Europas. Stuttgart: Fischer
Nacheiszeitliche Einwanderung vonNacheiszeitliche Einwanderung von Eryngium campestreEryngium campestre
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Lebus
Ikaria
Limni Amvrakia
Coimbra
Mallorca
Marsanay
Gatteville
Orret
Agon - Countainville
Reinacher Heide
Schreckhof
Worms
Kaiserstuhl WetterauErlangen
Hegysed
Czerszektomaj
Bad Deutsch
Huy
Heeseberg
Bad Kösen
Gr. Bartensleben
Seega
Dresden
Konya
Budapest
Tangermünde
Magdeburg
GartowCoswig
Mühlberg
Könnern
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Artlenburg 86
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Ergebnis der AFLPMit dieser molekular-genetischen Fingerprint-Methode lassen sich die Teilpopulationen zu zwei Gruppen zusammenfassen, was auf zwei unterschiedliche nacheiszeitliche Einwanderungswege hindeutet.
Biologische InvasionenBiologische Invasionen• Neophyten• Rasche Anpassung oder Präadaption?• Klassisch: Einschleppung in Häfen und
Ausbreitung mit der Eisenbahn• Längst spielen Straßen und Autobahnen eine
wichtigere Rolle• Inzwischen ist die Gartenkultur Hauptquelle:
Wir kaufen heute in den Gartenmärkten die Neophyten von morgen (Brandes/Weiss/Lenin)
• Welche Rolle werden Kulturpflanzen spielen?
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Biologische Invasionen: Biologische Invasionen: Viatische Migration an der A 2Viatische Migration an der A 2
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Atriplex sagittata(Westasien)
Senecio inaequidens(Südafrika)
Dittrichia graveolens(Mittelmeergebiet)
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gFließdiagramm desLebenszyklus vonXanthium albinum im stationären Zustand
„Adulte Pflanzen“ (Pf) sind die Individuen, die bis zur Fruchtreife überdauern, auch wenn sie u. U. keineFruchtstände aus-bilden. Die Zahlen geben Individuen pro Quadratmeter an, die bei unseren Geländearbeitenermittelt wurden.
Auswirkungen von KlimaänderungenAuswirkungen von Klimaänderungen
• Konkurrierende Ansätze:
• Begasungsversuche mit höherem CO2-Gehalt (Open-top-Kammern): kurzfristig
• Expertenwissen über das Verhalten unserer Bäume bei veränderten Klimabedingungen
• Slowenien als Modell für wärmere und feuchtere Sommer? Hier ist die Buche bereits seit ca. 9.000 Jahren vertreten.
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http://www.klimadiagramme.de/Europa/ljubljana.html
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gSlowenische Buchenwälder als Modell?Slowenische Buchenwälder als Modell?
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• Die Geobotanik ist eine eigenständige Disziplin der Biologie mit eigenem Aufgabenspektrum und eigenen Methoden.
• Der Einfluß der Zeit auf Vegetationssysteme ist kaum zu überschätzen: Seit einigen Jahrtausenden spielt der Mensch eine zunehmend Rolle als lenkender und selektierender Faktor.
• Ausbreitungsbiologie, Konkurrenz und Sukzession lassen sich mit den Instrumentarien von Zellbiologie und Molekulargenetik ebenso wenig erfassen wie vorhersagen.
• Molekulargenetische Methoden ermöglichen jedoch die Beantwortung vieler anderer Fragestellungen.
FazitFazit
ExkursionenExkursionen
• Exkursionen als Lehrveranstaltung sowie als Attraktion für interessierte Laien: viele Institute nehmen inzwischen interessierte Nichtstudenten gegen Aufpreis mit.
• Exkursionsberichte als hochschul-typische Literaturgattung (Ausstellung UB Braunschweig 2001).
• Virtuelle Exkursionen.
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Die Geobotanik benötigt Experimentier-Die Geobotanik benötigt Experimentier-flächen und botanische Sammlungenflächen und botanische Sammlungen
• Botanische Gärten als wichtige Lebend-sammlungen (in D ca. 100, weltweit > 1.000) und [kontrollierte] Versuchsflächen.
• Genbanken (Diasporenbanken).• Herbare („hortus hyemalis“): Umfrage nach Herbarien
in UBs vor ca. 20 Jahren. Große Herbare in eigenen Kompaktanlagen.
• Sicherung der Rohdaten (DFG). Vegetationstabellen: VegetWeb (http: www.floraweb.de/vegetation/vegetweb) „Vegetationsbilder“ (Dokumentation), virtuelle Forschungsumgebungen
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Besonderheiten der LiteraturBesonderheiten der Literatur
• Große Datensätze (Vegetationstabellen etc.)• Hoher Streuungsgrad der Zeitschriftenartikel
über zahlreiche Zeitschriftentitel • Hoher Monographienanteil• Relativ hoher Anteil grauer Literatur• Viele Publikationen werden (immer noch) in den
Nationalsprachen abgefasst• Halbwertszeit > 10 Jahre (Brandes 2000)• Langzeit-Gültigkeit
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Erschließung der LiteraturErschließung der Literatur(Literaturinformation)
• BIOSIS• Scopus, Web of Science
• Excerpta Botanica B (1959-1998): verzeichnete mehr als 90.000 Publikationen
• Zahlreiche spezifische Bibliographien: z.B. Bibliographia Phytosociologica Syntaxonomica
• Google Scholar• Literaturdatenbank Vegetationsökologie
Mitteleuropas (> 12.000 Veröffentlichungen und Links auf Volltexte)
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