Biodiversität erfassen

Wer den Zustand eines Ökosystems beschreiben will, muss wissen, welche Arten dort vorkommen und wie häufig sie sind. Weil nie alle Lebewesen eines Gebiets gezählt werden können, arbeitet die Freilandbiologie mit Stichproben.

• Biodiversität:Vielfalt des Lebens auf drei Ebenen: genetische Vielfalt (verschiedene Allele innerhalb einer Art), Artenvielfalt und Vielfalt der Ökosysteme in einer Landschaft.
• Qualitative Erfassung:stellt fest, welche Arten in einem abgegrenzten Areal vorkommen; das Ergebnis ist eine Artenliste.
• Bestimmung:Zuordnung eines Fundes zu seiner Art anhand von Merkmalen, z. B. mit einem Bestimmungsschlüssel, der Schritt für Schritt zwischen zwei Merkmalen wählen lässt.
• Quantitative Erfassung:stellt fest, wie viele Individuen je Art vorkommen; gezählt wird in Stichproben, die für das ganze Areal stehen.
• Quadratmethode:Probeflächen gleicher Größe (auf Wiesen meist 1 m²) werden zufällig verteilt abgesteckt; darin werden alle Pflanzen je Art gezählt oder ihre Deckung geschätzt.
• Linientaxierung:Aufnahme in festen Abständen entlang einer Linie (Transekt); zeigt Veränderungen entlang eines Gefälles, etwa vom Waldrand in die Wiese.
• Fallen und Kescher:Bodenfallen (Barberfallen) fangen laufende Bodentiere wie Laufkäfer, der Kescher streift Insekten aus der Krautschicht; gleiche Fangdauer bzw. gleiche Zahl von Kescherschlägen macht Fänge vergleichbar.
• Abundanz:Individuenzahl einer Art bezogen auf eine Flächen- oder Raumeinheit, z. B. 12 Pflanzen je m².
• Dominanz:Anteil der Individuen \(n_i\) einer Art an allen gezählten Individuen \(N\) einer Stichprobe, in Prozent.

Eine Artenliste allein sagt wenig: Zwei Flächen mit gleich vielen Arten unterscheiden sich stark, wenn auf der einen eine Art fast alles einnimmt. Diversitätsindizes fassen Artenzahl und Verteilung der Individuen in einer Zahl zusammen.

• Artenzahl \(S\):Zahl der in der Stichprobe gefundenen Arten (Artenreichtum); sie wächst mit der Größe der untersuchten Fläche.
• Relative Häufigkeit \(p_i\):Anteil der Art \(i\) an allen Individuen, \(p_i = n_i : N\); als Prozentwert ist das die Dominanz.
• Gleichverteilung:beschreibt, wie gleichmäßig sich die Individuen auf die Arten verteilen; sie ist maximal, wenn alle Arten gleich häufig sind.
• Simpson-Index \(D\):Wahrscheinlichkeit, dass zwei zufällig gezogene Individuen zu verschiedenen Arten gehören; 0 bei nur einer Art, nahe 1 bei vielen gleich häufigen Arten.
• Shannon-Index \(H\):\(H = -\sum p_i \cdot \ln p_i\); steigt mit der Artenzahl und mit der Gleichverteilung; bei \(S\) gleich häufigen Arten erreicht er seinen Höchstwert \(\ln S\).
• Evenness \(E\):Maß für die Gleichverteilung, \(E = H : \ln S\); liegt zwischen 0 (eine Art dominiert völlig) und 1 (alle Arten gleich häufig).
• Aussagen ableiten:Indizes nur vergleichen, wenn Methode, Flächengröße und Jahreszeit gleich sind; ein hoher Index verrät nicht, ob seltene, gefährdete oder gebietsfremde Arten darunter sind.

Klicke in der Probefläche jede Pflanze einmal an oder wandere mit den Pfeiltasten und zähle mit Enter. Rechts laufen die Zähler je Art mit, oben die Indizes. Zähle beide Wiesen vollständig aus und vergleiche.

Halte fest: Beide Probeflächen enthalten gleich viele Pflanzen. Die extensiv genutzte Wiese hat aber mehr Arten, und ihre Individuen verteilen sich gleichmäßiger — deshalb liegen Simpson-Index, Shannon-Index und Evenness dort deutlich höher. (Zahlen sind Modellwerte.)