Einfluss der Habitatfragmentierung durch Überflutung auf Laufkäferpopulationen (Coleoptera; Carabidae)

Innerhalb dieser Dissertation wurde zwischen den Jahren 2002 und 2005 mit Hilfe von Barberfallen die Laufkäferfauna der Auwälder am nördlichen Oberrhein zwischen Mainz und Bingen erfasst. Dabei dienten verschiedene Rheininseln und ufernahe Festlandgebiete als Probeflächen. Fünf der typischen Bewohner dieser Flächen (Agonum afrum, Nebria brevicollis, Oxypselaphus obscurus, Platynus assimilis, Pterostichus anthracinus) dienten weiterhin als Modellarten für die Untersuchung der genetischen Diversität zwischen den einzelnen Populationen mittels RAPD-Analysen. Alles in allem konnten im Untersuchungsgebiet über 20.000 Individuen aus 101 Carabidenarten gefangen werden. Die häufigsten Vertreter waren Platynus assimilis, Pterostichus melanarius und Agonum afrum. Hohe Diversitäts- und Dominanzindices auf allen Flächen sprechen für die Dynamik des Lebensraumes und somit die Intaktheit der untersuchten Auwälder. Einen weiteren Hinweis auf die ständig wechselnden Lebensbedingungen durch immer wiederkehrende Überflutungen zeigt das Auftreten verschiedener ökologischer Gruppen. Überall dominierten deutlich die Arten, die mit gewissen Störungen des Habitates auskommen oder durch ihr hohes Ausbreitungspotential davor fliehen können. Das sind die Imaginalüberwinterer, makropteren, hygrophilen und kleinen Spezies. Auch das Geschlechterverhältnis weist auf deutliche Anzeichen für regelmäßige Beeinträchtigungen der Flächen hin. Knapp die Hälfte der beobachteten Arten im Untersuchungsgebiet steht auf einer der Roten Listen von Deutschland, Rheinland-Pfalz oder Hessen. Somit besteht für das gesamte Gebiet ein hoher Schutzbedarf. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit lag bei den Einflüssen der Hochwasserstände auf die Artenzusammensetzungen und die genetischen Diversitäten der Laufkäferpopulationen. Deshalb untersuchte man auch die Wirkung derjenigen Faktoren, die ihrerseits unmittelbar von den Extremwasserständen beeinflusst werden. Hier sind vor allem der Auentyp (Weichholz/Hartholz) und die Lage der Flächen auf Insel oder Festland zu nennen, die die deutlichsten Unterschiede in Artendiversität und Genetik der einzelnen Populationen zeigten. Aber auch weitere Faktoren, wie Wasserstandsdynamik, Auwaldbreite, Entfernung vom Fluss und Lage zum Damm weisen Zusammenhänge mit bestimmten ökologischen Gruppen auf. Lediglich die Habitatgröße scheint keinen Einfluss auf die Diversitäten zu nehmen. Abschließend konnten auch für das Jahr 2003, in dem extrem heiße und trockene Bedingungen herrschten, negative Effekte auf die Laufkäfergemeinschaften gezeigt werden.

In the context of this thesis the carabid fauna of the floodplain forests in the northern part of the upper Rhine valley was recorded using pitfall traps in the years 2002 till 2005. Thereby several Rhine islands and mainland areas near the bank acted as sample sites. Five carabid species, which are typical for these habitats (Agonum afrum, Nebria brevicollis, Oxypselaphus obscurus, Platynus assimilis, Pterostichus anthracinus) served as model species for the investigation of the genetic diversity of several populations using RAPD-markers. Altogether more than 20.000 individuals out of 101 carabid species were caught in the whole investigation area. The most common species were Platynus assimilis, Pterostichus melanarius and Agonum afrum. The high indices of diversity and dominance at all sample sites reveal the dynamic of the examined floodplain forests. Another indication of the always changing living conditions due to recurrent inundations is given by the occurrence of several different ecological species groups. The species which deal with certain disturbances of the habitat dominated clearly everywhere. These are characterised as imaginal hibernating, winged, hygrophilic and small species. Also the unbalanced sex-ratio was a sign for periodic adverse effects of the areas. Almost half of the observed carabid species in the investigation area is registered in at least one of the Red Lists of Germany, Rhineland-Palatinate or Hesse. Hence there is a high demand of conservation for the whole area. The main aspect of this work was the influences of high water levels on the species composition and the genetic diversity of several carabid populations. Thus we also examined the effects of the factors, which themselves are directly influenced by the extreme water levels. First of all there are two main points which showed the most obvious differences in species diversity and genetics: the type of floodplain forest (softwood/hardwood) and the location of the areas on islands or mainland. But also other factors like the dynamic of water level, the floodplain width, the distance of the areas from the river and their position in relation to the dike showed correlations with several ecological groups. Solely the size of the habitat exhibited no influence on the diversities. Finally, there has been evidence of a negative influence on the carabid communities by the extreme hot and dry conditions in the year 2003.