@phdthesis{Bruehl2001, author = {Br{\"u}hl, Carsten A.}, title = {Leaf litter ant communities in tropical lowland rain forests in Sabah, Malaysia}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1042}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Large parts of the tropical lowland rain forests of Sabah (Malaysia) were transformed into secondary forests due to heavy logging. Additionally the remaining forest remnants are isolated from each other by large scale oil palm plantations. Biodiversity patterns and responses of the community of leaf litter ants were studied in anthropogenically disturbed habitats and primary forests of different size. In logged over forests, only 70 per cent of the species of a primary forest were present even 25 years after timber extraction. The ant communities were thinned and could be described by a lower species density producing lower species numbers and a different community composition. The similarity in species number and community composition between logged over forests of different degrees of disturbance was explained by source-sink dynamics within a heterogeneous forest matrix. Rain forest fragments displayed even higher reductions in species density, numbers and diversity due to a more pronounced thinning effect. Even forest isolates exceeding 4 000 ha in size did not support more than 50 per cent of the species of the leaf litter ant community of a contiguous primary rain forest. Additionally, an increase in tramp species was recorded with decreasing size of the forest fragments, leading to a very different community composition. Regarding the leaf litter ant community, the remaining rain forest fragments of Sabah are effectively isolated by a barrier of oil palm plantation, now stretching all over the lowlands of the east coast. Only 13 species, which belonged to the forest ant community in highly disturbed areas were collected in these plantations. Some of the 10 other species of the highly reduced ground-dwelling ant community in the plantations are known as invasive tramp species, forming large exclusive territories. Correlative evidence and a field experiment implied, that leaf litter humidity, volume and temperature affect the distribution and community composition of forest leaf litter ant species. The smaller primary forests and the most disturbed logged over forests in this study revealed higher temperatures and lower humidity levels and a reduction in leaf litter volume compared to a large primary forest or forests affected by a lower impact of timber harvesting. If the pattern for leaf litter ants is confirmed for other taxa, the implications for any efficient management design aiming to preserve the majority of the biodiversity of the country are tremendous and current concepts need rethinking.}, subject = {Sabah}, language = {en} } @phdthesis{Eltz2001, author = {Eltz, Thomas}, title = {Ecology of stingless bees (Apidae, Meliponini) in lowland dipterocarp forests in Sabah, Malaysia, and an evaluation of logging impact on populations and communities}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1130}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {The present thesis reports on four years of field research on stingless bee ecology in Sabah, Malaysia. Hereby, it was the main focus to evaluate the effect of selective logging for timber extraction on communities of bees, and to elucidate causative relationships involved in regulating bee populations. Included were background studies on resource use (3.1, 3.2, 3.3) and nesting biology (3.4) as well as comparative studies on stingless bee diversity and abundance in logged and unlogged lowland rainforest sites (4.1, 4.2). Stingless bees proved to be generalist foragers that used a large range of plant species as pollen sources. Nevertheless, different species of bees had rather distinct pollen diets, a findind that was independent of fluctuations in flowering activity in the habitat. At one particular point in time colonies of one species (Trigona collina)collected mold spores (Rhizopus sp.) as a pollen surrogate. In order to obtain low-effort estimates of meliponine pollen sources a new method was developed: Trapping of bee garbage (with funnel traps) and the quantitative analysis of pollen in garbage samples. Pollen in bee garbage reflected pollen import with a certain time lag and could therefore be used for an assessment of long-term pollen foraging (see below). The majority of stingless bee nests (275 nests of 12 species) were found in cavities in trunks or under the bases of large, living canopy trees. Nest trees mostly belonged to commercial species and were of the correct size and (partly) timber quality to warrant harvesting. It was estimated that roughly one third of stingless bee nests in an given forest area would be killed during a selective logging operation. Besides causing direct mortality, logging may also indirectly affect bee populations by reducing the availability of potential nest sites (trees). However, in a comparison of primary and differentially logged forest sites (10 to 30 years after logging) no effect of the degree of disturbance on meliponine nest density was found. Instead, the variation in nest density (0 to 16.2 nest/ha) was best explained by differences in the available floral resources (assessed by analysis of pollen in bee garbage). Bee populations in forest edge situations were favored: there was a positive correlation between nest density and the proportion of external non-forest pollen (e.g. from crop plants, road edge vegetation, mangroves) in the bees' diet. The highest nest density was found in a site bordering the mangroves in Sandakan Bay. Here, the mangrove tree Rhizophora apiculata represented a extraordinary large fraction of the pollen volume. Presumably, external pollen sources effectively supplement bee diets at times when little flowering occurs inside the forest, thus increasing overall bee carrying-capacity. The idea of differential pollen limitation was strengthened by direct measurements of pollen import and foraging activity over a period of five months. Both were elevated in colonies in a site with high bee density. It is concluded that the abundance of stingless bees in forests in Sabah is chiefly dependent on the local availability of food resources. Hereby, bee populations strongly benefit from edge effects and increased habitat diversity. Although direct negative effects of selective logging are strongly indicated by a close association of bee nests with commercial trees, no clear effects were detected in regenerating forests ten to 30 years after logging.}, subject = {Sabah}, language = {en} } @phdthesis{Riedlinger2006, author = {Riedlinger, Torsten}, title = {Charakterisierung und Modellierung der interferierenden klimatischen, orographischen und anthropogenen Einfl{\"u}sse auf die Landschaftsentwicklung des oberen Rio Guadalent{\´i}n (Spanien)}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-20633}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {Mit der vorliegenden Arbeit wurde exemplarisch die holoz{\"a}ne Klima- und Landschaftsentwicklung f{\"u}r einen semiariden Natur- und Kulturraum in S{\"u}dost-Spanien rekonstruiert. Dabei wurden unterschiedliche klimatologische, orographische und anthropogene Einflussfaktoren beschrieben und deren interdependentes Wirkungsgef{\"u}ge abgeleitet. Dies erfolgte durch die Analyse des subrezenten Regionalklimas, anhand eines an die semi-ariden Bedingungen angepassten Wasserhaushaltsmodells sowie durch die Einbeziehung von stratigraphischen und geochemischen Untersuchungen an Sedimentaufschl{\"u}ssen, die eine Interpretation der regionalen holoz{\"a}nen Klima- und Umweltgeschichte erm{\"o}glicht. Um eine Vergleichsbasis f{\"u}r die holoz{\"a}nen Klimabedingungen zu erhalten, wurde das Klima der letzten 50 Jahre im Hinblick auf subrezente {\"A}nderungen analysiert. Dazu wurden die r{\"a}umlichen und zeitlichen Eigenschaften der Niederschlagsquantit{\"a}t und -intensit{\"a}t ausgewertet und beschrieben. Durch die differenzierte Gegen{\"u}berstellung der Resultate der verschiedenen Auswertever¬fahren wird eine detaillierte Beschreibung der rezenten und subrezenten pluvio-klimatischen Steuergr{\"o}ßen f{\"u}r das Untersuchungsgebiet m{\"o}glich. Die Analysen zeigen, dass die 30 j{\"a}hrigen Mittelwerte der Jahresniederschlagssummen im Untersuchungsgebiet zwischen 281 und 426 mm schwanken und, entgegen dem f{\"u}r das westliche Mediterraneum postulierten negativen Trend, zunehmen. Die Anzahl der annuellen Niederschlagstage unterliegt einer hohen Variabilit{\"a}t, wenngleich ein positiver Trend der Starkniederschlagsereignisse, insbesondere f{\"u}r die Monate September und Oktober, zu erkennen ist. Dies ist vor dem Hintergrund der sommerlichen Trockenheit (40 bis 150 Tage) entscheidend, da fr{\"u}hherbstliche Starkniederschlagsereignisse aufgrund des erh{\"o}hten Oberfl{\"a}chenabflusses besonders erosionswirksam sind. Die relative annuelle Niederschlagsvariabilit{\"a}t im Untersuchungsgebiet erreicht bis zu 36 \% und liegt damit teilweise {\"u}ber den Werten von ariden nordafrikanischen Gebieten. Ein deutlicher Unterschied des pluvio-klimatischen Regimes konnte im Untersuchungsgebiet in Abh{\"a}ngigkeit der orographischen Verh{\"a}ltnisse festgestellt werden. So schwanken die Werte f{\"u}r die Niederschlagssumme, -intensit{\"a}t und -dauer sowie zeitlichem Auftreten in Abh{\"a}ngigkeit von der umgebenden Reliefstruktur und H{\"o}henlage deutlich. Um m{\"o}gliche Ver{\"a}nderungen der ephemeren und periodischen Abflusscharakteristik sowie der Wasserhaushaltsgr{\"o}ßen ableiten zu k{\"o}nnen, wurde ein fl{\"a}chendifferenziertes Wasserhaushalts-Simulationsmodell an die semi-ariden Bedingungen des Untersuchungsgebietes angepasst. Auf der Basis der Modellergebnisse f{\"u}r die Jahre 1988 bis 1993 konnte gezeigt werden, dass der mittlere Gebietsniederschlag von rund 430 mm zu 87 \% verdunstet, was auf die hohen Lufttemperaturen, die h{\"a}ufigen Strahlungswetterlagen, die Windverh{\"a}ltnisse sowie die reduzierte Wasseraufnahmef{\"a}higkeit des Bodens zur{\"u}ckgef{\"u}hrt wird. Die mittlere, modellierte Gesamtabflussspende betr{\"a}gt lediglich 32 mm, was rund 7.5 \% der Gebietsniederschlagssumme entspricht und als charakteristisch f{\"u}r semi-aride Naturr{\"a}ume angesehen werden kann. Die {\"A}nderung des Boden- und Grundwasser¬speichers von +24 mm wird teilweise durch die anthropogene Nutzung, durch Bew{\"a}sserung und den Bau von R{\"u}ckhaltebecken erkl{\"a}rt. Neben der hydrologischen Modellierung wurden des Weiteren Landbedeckungsszenarien erstellt und in das adaptierte Modell integriert, um die holoz{\"a}nen Umweltbedingungen zu rekonstruieren. Dabei hat sich gezeigt, dass unter potentiell nat{\"u}rlicher Vegetation eine Erh{\"o}hung der Bodenfeuchte und des Zwischenabflusses, eine Reduzierung des Oberfl{\"a}chenabflusses und eine Steigerung der potentiellen Evapotranspiration gegen{\"u}ber dem heutigen Zustand erfolgt. Unter intensivierten Landnutzungsbedingungen, die m{\"o}glicherweise zu Beginn des Subatlantikums geherrscht haben oder in Zukunft auftreten k{\"o}nnten, erfolgt hingegen eine Erh{\"o}hung des Oberfl{\"a}chenabflusses, eine Reduzierung der pflanzenverf{\"u}gbaren Bodenfeuchte sowie eine verminderte aktuelle Evapotranspiration, wenngleich die {\"A}nderungs¬betr{\"a}ge geringer als in Szenario 1 ausfallen. Dies liegt vermutlich daran, dass die heutige Landnutzung mit Trockenfeldbau, Bew{\"a}sserungskulturen und Weidewirtschaft als intensiv beschrieben werden kann und durch Landdegradation und Erosion gekennzeichnet ist. Dazu z{\"a}hlen insbesondere Erosionsprozesse, die durch fließendes Wasser, Wind oder durch Gravitation ausgel{\"o}st werden und vornehmlich auf steilen ackerbaulich und weidewirtschaftlich genutzten Fl{\"a}chen auftreten. Der Mensch greift seit der Antike in unterschiedlicher Intensit{\"a}t in dieses Prozessgeschehen ein, und ver{\"a}ndert durch seine wirtschaftende T{\"a}tigkeit die Pflanzenbedeckung, die Bodeneigenschaften (z.B. Bodenwasserhaushalt) sowie das Mikro- und Mesorelief, und verst{\"a}rkt oder vermindert damit die nat{\"u}rlichen Erosionsprozesse. Die anthropogenen Auswirkungen auf die historische Landschaftsentwicklung wurden in der vergleichenden Betrachtung der stratigraphischen und geochemischen Untersuchungen von drei Sedimentaufschl{\"u}ssen aufgezeigt. Zwei Sedimentaufschl{\"u}sse im hydrologischen Einzugsgebiet des R{\´i}o Caramel zeigen erh{\"o}hte Akkumulationsraten, steigende Anteile von organischem Kohlenstoff und eine {\"A}nderung der stratigraphischen Charakterisik f{\"u}r die letzten 3.000 Jahre BP an. Auf der Basis von geochemischen Untersuchungen der Sedimente wurden Verh{\"a}ltniswerte zwischen MgO/CaO, Fe2O3/MnO und SiO2/(CaO+MgO) bestimmt, deren {\"A}nderungen als Maß f{\"u}r die vorzeitlichen Umweltbedingungen angesehen werden k{\"o}nnen. F{\"u}r das Sp{\"a}tglazial zeigen diese Untersuchungen relativ trockene Umweltbedingungen an. Zum Ende des Pr{\"a}boreals steigen die Indizes an und deuten auf eine Ver{\"a}nderung der Umweltbedingungen im Untersuchungsraum hin, deren Trend bis ins sp{\"a}te Subboreal anh{\"a}lt. Die feuchteste Phase erfolgt im {\"U}bergang zwischen Atlantikum und Subboreal und f{\"a}llt somit mit dem Beginn der ackerbau¬lichen Nutzung der Region zusammen. Seither erfolgt eine Aridisierungstendenz, die mit kurzen Unterbrechungen das gesamte Subatlantikum andauert. Basierend auf den vorgestellten klimatischen und orographischen Analysen sowie unter Ber{\"u}cksichtigung der Resultate der Wasserhaushaltsmodellierung und Szenarien konnte in dieser interdisziplin{\"a}ren Arbeit ein Beitrag zur Rekonstruktion der subrezenten und holoz{\"a}nen Klima- und Umweltgeschichte des hydrologischen Einzugsgebietes des oberen Rio Guadalent{\´i}n geleistet werden. Dieser Beitrag ist im {\"u}bergeordneten Kontext der holoz{\"a}nen Forschung des westlichen Mediterraneums zu sehen, die ein besseres Verst{\"a}ndnis der allgemeinen Landschafts- und Klimaentwicklung der letzten 10.000 Jahre f{\"u}r die Iberische Halbinsel erm{\"o}glicht. Insbesondere die Ergebnisse der stratigraphischen und geochemischen Untersuchungen der Sedimentaufschl{\"u}sse erscheinen im Hinblick auf die holoz{\"a}ne Umweltgeschichte f{\"u}r eine großr{\"a}umige {\"U}bertragung geeignet, um die zuk{\"u}nftige Landschaftsentwicklung besser verstehen und prognostizieren zu k{\"o}nnen.}, subject = {Oberer Rio Guadalent{\´i}n }, language = {de} } @phdthesis{Woitke2001, author = {Woitke, Markus}, title = {Artenkombination, Etablierungsstadium und anthropogenes St{\"o}rungsregime als Einflußfaktoren auf die Bestandsentwicklung der invasiven Brassicaceae Bunias orientalis L. und Rorippa austriaca (Crantz)Besser in experimenteller Vegetation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-2500}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2001}, abstract = {Einerseits werden anthropogene St{\"o}rungen oft genannt, um erfolgreiche Invasionen von invasiven Organismen in ihren neuen Arealen zu erkl{\"a}ren. Andererseits sind g{\"a}ngige Theorien pflanzlicher Invasionen h{\"a}ufig f{\"u}r ihren limitierten erkl{\"a}renden und voraussagenden Wert kritisiert worden, haupts{\"a}chlich aus Gr{\"u}nden der {\"o}kologisch komplexen Zusammenh{\"a}nge, die Invasionen zu Grunde liegen. Die {\"o}kologische Komplexit{\"a}t eines andauernden Invasionsprozesses zweier invasiver Brassicaceen ber{\"u}cksichtigend, wurde diese Studie durchgef{\"u}hrt, um experimentell die wichtigsten Faktoren zu bestimmen, die den an Feldstandorten zu beobachtenden variablen Dominanz-Mustern der Arten im Vergleich zu vergesellschafteten indigenen Arten zugrunde liegen. Das Vorkommen, die relative H{\"a}ufigkeit und die Dynamik der genannten Arten in spontanen Best{\"a}nden stand daher im Zentrum dieser Arbeit. Ziel der Arbeit war es, auf der Basis des erlangten Verst{\"a}ndnisses der funktionellen {\"O}kologie der Kodominanzgesellschaften Vorhersagen zum gegenw{\"a}rtig fortschreitenden Invasionsprozeß zu machen. Die Bestandsentwicklung (Wachstum und Fitneß) der zwei invasiven Arten wurde in Abh{\"a}ngigkeit unterschiedlicher Artenkombination, Etablierungsstadium und anthropogenem St{\"o}rungsregime in experimenteller Vegetation untersucht. Diese Untersuchungen sind von unmittelbarer Bedeutung f{\"u}r das untersuchte System, weil eine m{\"o}glichst 'naturgetreue' Artenvergesellschaftung an einem geeigneten Standort gew{\"a}hlt wurde. Dar{\"u}ber hinaus sollte durch die Dauer des Experiments (3 volle Vegetationsperioden) vermieden werden, daß es zu Fehleinsch{\"a}tzungen von Bestandsentwicklungsdynamiken kommt, die aus zu kurzen Beobachtungszeitr{\"a}umen resultieren k{\"o}nnen und f{\"u}r pr{\"a}diktive Aussagen bedeutungslos sind. Die dieser Arbeit zugrunde liegenden Fragen und Hypothesen waren: (?) Werden die invasiven relativ zu den indigenen Arten durch St{\"o}rungsmanagements gef{\"o}rdert? F{\"u}hrt wiederholte St{\"o}rung zu einer Verst{\"a}rkung der Effekte {\"u}ber die Zeit? (!) Hypothese: Die invasiven k{\"o}nnen relativ zu den indigenen Arten unter dem Einfluß von St{\"o}rungsmanagements profitieren, wobei die Unterschiede mit der Zeit st{\"a}rker werden. (.)Die Hypothese wird durch die Ergebnisse best{\"a}tigt. Kumulative, durch wiederholte St{\"o}rungen verursachte Effekte, f{\"o}rdern die Invasiven relativ zu den Indigenen. (?) Unterscheiden sich die unterschiedlichen St{\"o}rungsregime in ihren Effekten voneinander? (!) Hypothese: Beide invasive Arten reagieren in {\"a}hnlicher Weise. Eine zunehmende St{\"o}rungsintensit{\"a}t (P>M2>M1>K) verst{\"a}rkt die Effekte. (.)Diese Hypothese wird durch die Ergebnisse teilweise best{\"a}tigt. Insgesamt gesehen werden die Invasiven durch eine zunehmende Intensit{\"a}t der St{\"o}rung st{\"a}rker gef{\"o}rdert. Allerdings unterscheiden sich die beiden Arten in ihrer Reaktion auf unterschiedliche St{\"o}rungen erheblich. B. orientalis profitierte nur m{\"a}ßig, sowohl von Mahd als auch von Bodenabtragung. R. austriaca dagegen wurde von Mahd eher beeintr{\"a}chtigt und profitierte sehr stark von Bodenabtragung. (?) Wie wirken sich Variationen in der Zusammensetzung von Etablierungsstadien zu Beginn einer Bestandsentwicklung aus? (!)Hypothese: Ein Entwicklungsvorsprung, i.a. ein weiter fortgeschrittenes Etablierungssstadium im Vergleich zu den vergesellschafteten Indigenen, sollte f{\"u}r die Invasiven von Vorteil sein. Im Falle, daß beide Gruppen durch gleiche Etablierungsstadien vertreten sind, sollte die Etablierung aus juvenilen Stadien vorteilhafter sein als jene aus adultem Pflanzenmaterial, weil angenommen wird, daß invasive Arten hohe anf{\"a}ngliche Wachstumsraten juveniler Stadien aufweisen. (.) Auch diese Hypothese kann durch die Ergebnisse nur teilweise best{\"a}tigt werden. Ein Etablierungsvorsprung ist f{\"u}r die Invasiven nur zu Beginn der Bestandsentwicklung bedeutend. Dar{\"u}ber hinaus profitiert R. austriaca relativ st{\"a}rker von der Regeneration aus adultem Pflanzenmaterial. Zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist das auf das enorme Potential dieser Art, aus fragmentierten Pflanzen erfolgreich zu regenerieren. (?) Haben unterschiedliche Artenkombinationen einen Einfluß auf die Reaktion der Invasiven auf die unterschiedlichen St{\"o}rungsregime und Etablierungsstadien? (!) Hypothese: Ein Unterschied in der Reaktion wird erwartet, aber keine Ver{\"a}nderung der wesentlichen Muster. (.) Der Austausch einer Art (funktioneller {\"O}kotyp) der f{\"u}nf (sechs) vergesellschafteten Arten in experimenteller Vegetation hatte einen st{\"a}rkeren Effekt auf die Ergebnisse als erwartet. Es zeigt sich, daß die An- oder Abwesenheit eines funktionellen {\"O}kotyps daf{\"u}r verantwortlich ist, ob die invasive Art in ihrer Bestandsentwicklung prosperiert oder beeintr{\"a}chtigt wird. Zusammenfassend l{\"a}ßt sich sagen, daß die Invasiven schwache Konkurrenten sind, aber von anthropogener St{\"o}rung opportun profitieren. Ihre Entwicklung in den weit verbreiteten 'Co-Dominanzgesellschaften', welche Betrachtungsgegenstand dieser Untersuchung waren, h{\"a}ngt eindeutig mit allen vier untersuchten Faktoren zusammen und ist von diesen abh{\"a}ngig: Artidentit{\"a}t, Art der St{\"o}rung, Etablierungsstadium und Artkombination. Die Effekte dieser Faktoren interagieren in komplexer Art und Weise. Zieht man die gegenw{\"a}rtige Art der Landnutzung in der Region in Betracht, muß davon ausgegangen werden, daß beide Arten in m{\"a}ßig bis stark gest{\"o}rten krautigen Gesellschaften mit ausreichender N{\"a}hrstoffversorgung weiter zunehmen werden. Der Invasionserfolg von R. austriaca wird st{\"a}rker von Bodenst{\"o}rung und Bodentranslokation abh{\"a}ngen, w{\"a}hrend f{\"u}r B. orientalis zu erwarten ist, daß sie vor allem an gem{\"a}hten Standorten mit nicht zu dichtem Bestand an Gr{\"a}sern weiter expandieren wird.}, subject = {{\"O}sterreichische Sumpfkresse}, language = {de} }