Population and Community responses along environmental gradients across spatio-temporal scales

Die wissenschaftliche Ökologie untersucht Organismen in Wechselwirkung mit ihrer Umwelt. Um Vorhersa-gen ableiten zu können, wie ökologische Gemeinschaften in der Zukunft auf fortschreitende Umweltverände-rungen reagieren werden, ist es notwendig zu verstehen wie (I) Artengemeinschaften allgemein auf sich natür-lich ändernde Umweltbedingungen reagieren, (II) welche Merkmale für den Erfolg von Arten verantwortlich sind und (III) wie Merkmale den Erfolg einer Art in Abhängigkeit von gegebenen Umweltbedingungen beein-flussen. Nach einer generellen Einleitung in Kapitel 1, untersuche ich diese Fragestellungen in dieser Arbeit anhand von sieben Fachartikeln unterteilt in drei Kapiteln. Kapitel 2 untersucht die Reaktion von Artengemeinschaften auf sich ändernde Umweltbedingungen entlang natürlicher Gradienten in terrestrischen Waldökosystemen Hierbei zeige ich den starken Effekt lokaler Höhen-gradienten und der damit assoziierten Änderung der Umweltbedingungen auf die Alpha- und Beta-Diversität von Artengemeinschaften verschiedener Organismengruppen. Weiterhin analysiere ich wie Organismen ver-schiedener Taxa und trophischer Ebenen auf sich ändernde Waldstrukturparameter verschiedener Sukzessions-stadien reagieren. Schließlich untersuche ich wie klimatische, geographische und waldstrukturelle Bedingungen die Diversität von Arthropodengemeinschaften auf kontinentaler Skala beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen starke Unterschiede in der Reaktion auf sich ändernde Umweltbedingungen zwischen taxonomischen und trophischen Gruppen auf, unterstreichen die Bedeutung des Artenumsatzes zwischen Sukzessionsstadien für den regionalen Artenpool und offenbaren das für bestimmte Artengemeinschaften, wie die in Pilzfruchtkör-pern lebenden Arthropoden, Klimabedingungen und der geographische Raum nur eine untergeordnete Rolle spielen. Im Kapitel 3 untersuche ich wie der Erfolg von Arten durch deren Merkmale beeinflusst werden. Dabei teste ich verschiedene Hypothesen die zur Erklärung der allgegenwärtigen Beziehung zwischen lokaler Verbreitung und mittlerer Abundanz aufgestellt wurden. Anhand phytophager Insekten demonstriere ich das die Habitat-verfügbarkeit in der Landschaft der wichtigste Faktor für die lokale Verbreitung und im Folgeschluss auch für die mittlere Abundanz der Tiere ist. Diese Beziehung wird weiterhin durch energetische Strategien der Arten moduliert. Kapitel 4 untersucht wie sich positive Effekte von Arteigenschaften auf den Erfolg der Arten verändern, wenn sich die Umweltbedingungen ändern. Zwei Studien untersuchen hier den Effekt von thermoregulatorisch rele-vanten Merkmalen auf die Verbreitung von Nachtfaltern entlang von Temperaturgradienten. Starke inter- und intrataxonische Unterschiede in den Merkmals-Umwelts-Beziehungen deuten hierbei darauf hin, dass derlei Beziehungen stark von der Skala und dem Kontext der Untersuchung abhängen. Die Identifikation relevanter Umweltgradienten, welche die Dynamik von Artengemeinschaften beeinflussen (I), die Bestimmung relevanter Arteigenschaften welche den Erfolg oder Misserfolg von Organismen bestim-men (II) sowie die Analyse der interaktiven Auswirkungen dieser Umweltbedingungen und Arteigenschaften auf das Vorkommen von Arten (III) wie sie in dieser Arbeit präsentiert wurde können uns helfen relevanten Treiber für bestimmte Arten und Artengemeinschaften in bestimmten raum-zeitlichen Kontexten zu identifi-zieren Darüber hinaus erweitern diese Erkenntnisse unser Wissen über die Prozesse, die die terrestrische Bio-diversität erzeugen und erhalten. Die Ergebnisse zeigen jedoch auch, dass es fraglich ist, ob es in naher Zu-kunft möglich ist, verlässliche und vor allem verallgemeinerbare Vorhersagen darüber zu generieren, wie zu-künftige Umweltveränderungen die terrestrischen Gemeinschaften insgesamt beeinflussen werden