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

71

Artlenburg 86

60

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54 78

58

50

52

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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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