Map of ecological networks for landscape planning

This paper presents a method based on a geographical information system (GIS) to model ecological networks in a fragmented landscape. The ecological networks are generated with the help of a landscape model (which integrate human activities) and with a wildlife dispersal model. The main results are maps which permit the analysis and the understanding of the impact of human activities on wildlife dispersal. Three applications in a study area are presented: ecological networks at the landscape scale, conflicting areas at the farmstead scale and ecological distance between biotopes. These applications show the flexibility of the model and its potential to give information on ecological networks at different planning scales.

Biodiversity, Species Interactions and Ecological Networks in a Fragmented World

Biodiversity is organised into complex ecological networks of interacting species in local ecosystems, but our knowledge about the effects of habitat fragmentation on such systems remains limited. We consider the effects of this key driver of both local and global change on both mutualistic and antagonistic systems at different levels of biological organisation and spatiotemporal scales.There is a complex interplay of patterns and processes related to the variation and influence of spatial, temporal and biotic drivers in ecological networks. Species traits (e.g. body size, dispersal ability) play an important role in determining how networks respond to fragment size and isolation, edge shape and permeability, and the quality of the surrounding landscape matrix. Furthermore, the perception of spatial scale (e.g. environmental grain) and temporal effects (time lags, extinction debts) can differ markedly among species, network modules and trophic levels, highlighting the need to develop a more integrated perspective that considers not just nodes, but the structural role and strength of species interactions (e.g. as hubs, spatial couplers and determinants of connectance, nestedness and modularity) in response to habitat fragmentation.Many challenges remain for improving our understanding: the likely importance of specialisation, functional redundancy and trait matching has been largely overlooked. The potentially critical effects of apex consumers, abundant species and supergeneralists on network changes and evolutionary dynamics also need to be addressed in future research. Ultimately, spatial and ecological networks need to be combined to explore the effects of dispersal, colonisation, extinction and habitat fragmentation on network structure and coevolutionary dynamics. Finally, we need to embed network approaches more explicitly within applied ecology in general, because they offer great potential for improving on the current species-based or habitat-centric approaches to our management and conservation of biodiversity in the face of environmental change.

The dimensionality of ecological networks

How many dimensions (trait-axes) are required to predict whether two species interact? This unanswered question originated with the idea of ecological niches, and yet bears relevance today for understanding what determines network structure. Here, we analyse a set of 200 ecological networks, including food webs, antagonistic and mutualistic networks, and find that the number of dimensions needed to completely explain all interactions is small (< 10), with model selection favouring less than five. Using 18 high-quality webs including several species traits, we identify which traits contribute the most to explaining network structure. We show that accounting for a few traits dramatically improves our understanding of the structure of ecological networks. Matching traits for resources and consumers, for example, fruit size and bill gape, are the most successful combinations. These results link ecologically important species attributes to large-scale community structure. © 2013 Blackwell Publishing Ltd/CNRS.

Reconstructing past ecological networks: the reconfiguration of seed-dispersal interactions after megafaunal extinction

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A method for under-sampled ecological network data analysis: plant-pollination as case study

In this paper, we develop a method, termed the Interaction Distribution (ID) method, for analysis of quantitative ecological network data. In many cases, quantitative network data sets are under-sampled, i.e. many interactions are poorly sampled or remain unobserved. Hence, the output of statistical analyses may fail to differentiate between patterns that are statistical artefacts and those which are real characteristics of ecological networks. The ID method can support assessment and inference of under-sampled ecological network data. In the current paper, we illustrate and discuss the ID method based on the properties of plant-animal pollination data sets of flower visitation frequencies. However, the ID method may be applied to other types of ecological networks. The method can supplement existing network analyses based on two definitions of the underlying probabilities for each combination of pollinator and plant species: (1), pi,j: the probability for a visit made by the i’th pollinator species to take place on the j’th plant species; (2), qi,j: the probability for a visit received by the j’th plant species to be made by the i’th pollinator. The method applies the Dirichlet distribution to estimate these two probabilities, based on a given empirical data set. The estimated mean values for pi,j and qi,j reflect the relative differences between recorded numbers of visits for different pollinator and plant species, and the estimated uncertainty of pi,j and qi,j decreases with higher numbers of recorded visits.

Evolution and coevolution in mutualistic networks

A major current challenge in evolutionary biology is to understand how networks of interacting species shape the coevolutionary process. We combined a model for trait evolution with data for twenty plant-animal assemblages to explore coevolution in mutualistic networks. The results revealed three fundamental aspects of coevolution in species-rich mutualisms. First, coevolution shapes species traits throughout mutualistic networks by speeding up the overall rate of evolution. Second, coevolution results in higher trait complementarity in interacting partners and trait convergence in species in the same trophic level. Third, convergence is higher in the presence of super-generalists, which are species that interact with multiple groups of species. We predict that worldwide shifts in the occurrence of super-generalists will alter how coevolution shapes webs of interacting species. Introduced species such as honeybees will favour trait convergence in invaded communities, whereas the loss of large frugivores will lead to increased trait dissimilarity in tropical ecosystems.

The nested assembly of individual-resource networks

P>1. Much of the current understanding of ecological systems is based on theory that does not explicitly take into account individual variation within natural populations. However, individuals may show substantial variation in resource use. This variation in turn may be translated into topological properties of networks that depict interactions among individuals and the food resources they consume (individual-resource networks). 2. Different models derived from optimal diet theory (ODT) predict highly distinct patterns of trophic interactions at the individual level that should translate into distinct network topologies. As a consequence, individual-resource networks can be useful tools in revealing the incidence of different patterns of resource use by individuals and suggesting their mechanistic basis. 3. In the present study, using data from several dietary studies, we assembled individual-resource networks of 10 vertebrate species, previously reported to show interindividual diet variation, and used a network-based approach to investigate their structure. 4. We found significant nestedness, but no modularity, in all empirical networks, indicating that (i) these populations are composed of both opportunistic and selective individuals and (ii) the diets of the latter are ordered as predictable subsets of the diets of the more opportunistic individuals. 5. Nested patterns are a common feature of species networks, and our results extend its generality to trophic interactions at the individual level. This pattern is consistent with a recently proposed ODT model, in which individuals show similar rank preferences but differ in their acceptance rate for alternative resources. Our findings therefore suggest a common mechanism underlying interindividual variation in resource use in disparate taxa.

Decay of interspecific avian flock networks along a disturbance gradient in Amazonia

Our understanding of how anthropogenic habitat change shapes species interactions is in its infancy. This is in large part because analytical approaches such as network theory have only recently been applied to characterize complex community dynamics. Network models are a powerful tool for quantifying how ecological interactions are affected by habitat modification because they provide metrics that quantify community structure and function. Here, we examine how large-scale habitat alteration has affected ecological interactions among mixed-species flocking birds in Amazonian rainforest. These flocks provide a model system for investigating how habitat heterogeneity influences non-trophic interactions and the subsequent social structure of forest-dependent mixed-species bird flocks. We analyse 21 flock interaction networks throughout a mosaic of primary forest, fragments of varying sizes and secondary forest (SF) at the Biological Dynamics of Forest Fragments Project in central Amazonian Brazil. Habitat type had a strong effect on network structure at the levels of both species and flock. Frequency of associations among species, as summarized by weighted degree, declined with increasing levels of forest fragmentation and SF. At the flock level, clustering coefficients and overall attendance positively correlated with mean vegetation height, indicating a strong effect of habitat structure on flock cohesion and stability. Prior research has shown that trophic interactions are often resilient to large-scale changes in habitat structure because species are ecologically redundant. By contrast, our results suggest that behavioural interactions and the structure of non-trophic networks are highly sensitive to environmental change. Thus, a more nuanced, system-by-system approach may be needed when thinking about the resiliency of ecological networks.

Geographical variation in mutualistic networks: similarity, turnover and partner fidelity

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The “social” aspect of social-ecological systems: a critique of analytical frameworks and findings from a multisite study of coastal sustainability

We evaluate whether society can adequately be conceptualized as a component of social-ecological systems, given social theory and the current outputs of systems-based research. A mounting critique from the social sciences posits that resilience theory has undertheorized social entities with the concept of social-ecological systems. We trace the way that use of the term has evolved, relating to social science theory. Scientometic and network analysis provide a wide range of empirical data about the origin, growth, and use of this term in academic literature. A content analysis of papers in Ecology and Society demonstrates a marked emphasis in research on institutions, economic incentives, land use, population, social networks, and social learning. These findings are supported by a review of systems science in 18 coastal assessments. This reveals that a systems-based conceptualization tends to limit the kinds of social science research favoring quantitative couplings of social and ecological components and downplaying interpretive traditions of social research. However, the concept of social-ecological systems remains relevant because of the central insights concerning the dynamic coupling between humans and the environment, and its salient critique about the need for multidisciplinary approaches to solve real world problems, drawing on heuristic devices. The findings of this study should lead to more circumspection about whether a systems approach warrants such claims to comprehensiveness. Further methodological advances are required for interdisciplinarity. Yet there is evidence that systems approaches remain highly productive and useful for considering certain social components such as land use and hybrid ecological networks. We clarify advantages and restrictions of utilizing such a concept, and propose a reformulation that supports engagement with wider traditions of research in the social sciences.

Species distribution models for conservation-oriented studies in Switzerland : filling data and tools gaps

SUMMARYSpecies distribution models (SDMs) represent nowadays an essential tool in the research fields of ecology and conservation biology. By combining observations of species occurrence or abundance with information on the environmental characteristic of the observation sites, they can provide information on the ecology of species, predict their distributions across the landscape or extrapolate them to other spatial or time frames. The advent of SDMs, supported by geographic information systems (GIS), new developments in statistical models and constantly increasing computational capacities, has revolutionized the way ecologists can comprehend species distributions in their environment. SDMs have brought the tool that allows describing species realized niches across a multivariate environmental space and predict their spatial distribution. Predictions, in the form of probabilistic maps showing the potential distribution of the species, are an irreplaceable mean to inform every single unit of a territory about its biodiversity potential. SDMs and the corresponding spatial predictions can be used to plan conservation actions for particular species, to design field surveys, to assess the risks related to the spread of invasive species, to select reserve locations and design reserve networks, and ultimately, to forecast distributional changes according to scenarios of climate and/or land use change.By assessing the effect of several factors on model performance and on the accuracy of spatial predictions, this thesis aims at improving techniques and data available for distribution modelling and at providing the best possible information to conservation managers to support their decisions and action plans for the conservation of biodiversity in Switzerland and beyond. Several monitoring programs have been put in place from the national to the global scale, and different sources of data now exist and start to be available to researchers who want to model species distribution. However, because of the lack of means, data are often not gathered at an appropriate resolution, are sampled only over limited areas, are not spatially explicit or do not provide a sound biological information. A typical example of this is data on 'habitat' (sensu biota). Even though this is essential information for an effective conservation planning, it often has to be approximated from land use, the closest available information. Moreover, data are often not sampled according to an established sampling design, which can lead to biased samples and consequently to spurious modelling results. Understanding the sources of variability linked to the different phases of the modelling process and their importance is crucial in order to evaluate the final distribution maps that are to be used for conservation purposes.The research presented in this thesis was essentially conducted within the framework of the Landspot Project, a project supported by the Swiss National Science Foundation. The main goal of the project was to assess the possible contribution of pre-modelled 'habitat' units to model the distribution of animal species, in particular butterfly species, across Switzerland. While pursuing this goal, different aspects of data quality, sampling design and modelling process were addressed and improved, and implications for conservation discussed. The main 'habitat' units considered in this thesis are grassland and forest communities of natural and anthropogenic origin as defined in the typology of habitats for Switzerland. These communities are mainly defined at the phytosociological level of the alliance. For the time being, no comprehensive map of such communities is available at the national scale and at fine resolution. As a first step, it was therefore necessary to create distribution models and maps for these communities across Switzerland and thus to gather and collect the necessary data. In order to reach this first objective, several new developments were necessary such as the definition of expert models, the classification of the Swiss territory in environmental domains, the design of an environmentally stratified sampling of the target vegetation units across Switzerland, the development of a database integrating a decision-support system assisting in the classification of the relevés, and the downscaling of the land use/cover data from 100 m to 25 m resolution.The main contributions of this thesis to the discipline of species distribution modelling (SDM) are assembled in four main scientific papers. In the first, published in Journal of Riogeography different issues related to the modelling process itself are investigated. First is assessed the effect of five different stepwise selection methods on model performance, stability and parsimony, using data of the forest inventory of State of Vaud. In the same paper are also assessed: the effect of weighting absences to ensure a prevalence of 0.5 prior to model calibration; the effect of limiting absences beyond the environmental envelope defined by presences; four different methods for incorporating spatial autocorrelation; and finally, the effect of integrating predictor interactions. Results allowed to specifically enhance the GRASP tool (Generalized Regression Analysis and Spatial Predictions) that now incorporates new selection methods and the possibility of dealing with interactions among predictors as well as spatial autocorrelation. The contribution of different sources of remotely sensed information to species distribution models was also assessed. The second paper (to be submitted) explores the combined effects of sample size and data post-stratification on the accuracy of models using data on grassland distribution across Switzerland collected within the framework of the Landspot project and supplemented with other important vegetation databases. For the stratification of the data, different spatial frameworks were compared. In particular, environmental stratification by Swiss Environmental Domains was compared to geographical stratification either by biogeographic regions or political states (cantons). The third paper (to be submitted) assesses the contribution of pre- modelled vegetation communities to the modelling of fauna. It is a two-steps approach that combines the disciplines of community ecology and spatial ecology and integrates their corresponding concepts of habitat. First are modelled vegetation communities per se and then these 'habitat' units are used in order to model animal species habitat. A case study is presented with grassland communities and butterfly species. Different ways of integrating vegetation information in the models of butterfly distribution were also evaluated. Finally, a glimpse to climate change is given in the fourth paper, recently published in Ecological Modelling. This paper proposes a conceptual framework for analysing range shifts, namely a catalogue of the possible patterns of change in the distribution of a species along elevational or other environmental gradients and an improved quantitative methodology to identify and objectively describe these patterns. The methodology was developed using data from the Swiss national common breeding bird survey and the article presents results concerning the observed shifts in the elevational distribution of breeding birds in Switzerland.The overall objective of this thesis is to improve species distribution models as potential inputs for different conservation tools (e.g. red lists, ecological networks, risk assessment of the spread of invasive species, vulnerability assessment in the context of climate change). While no conservation issues or tools are directly tested in this thesis, the importance of the proposed improvements made in species distribution modelling is discussed in the context of the selection of reserve networks.RESUMELes modèles de distribution d'espèces (SDMs) représentent aujourd'hui un outil essentiel dans les domaines de recherche de l'écologie et de la biologie de la conservation. En combinant les observations de la présence des espèces ou de leur abondance avec des informations sur les caractéristiques environnementales des sites d'observation, ces modèles peuvent fournir des informations sur l'écologie des espèces, prédire leur distribution à travers le paysage ou l'extrapoler dans l'espace et le temps. Le déploiement des SDMs, soutenu par les systèmes d'information géographique (SIG), les nouveaux développements dans les modèles statistiques, ainsi que la constante augmentation des capacités de calcul, a révolutionné la façon dont les écologistes peuvent comprendre la distribution des espèces dans leur environnement. Les SDMs ont apporté l'outil qui permet de décrire la niche réalisée des espèces dans un espace environnemental multivarié et prédire leur distribution spatiale. Les prédictions, sous forme de carte probabilistes montrant la distribution potentielle de l'espèce, sont un moyen irremplaçable d'informer chaque unité du territoire de sa biodiversité potentielle. Les SDMs et les prédictions spatiales correspondantes peuvent être utilisés pour planifier des mesures de conservation pour des espèces particulières, pour concevoir des plans d'échantillonnage, pour évaluer les risques liés à la propagation d'espèces envahissantes, pour choisir l'emplacement de réserves et les mettre en réseau, et finalement, pour prévoir les changements de répartition en fonction de scénarios de changement climatique et/ou d'utilisation du sol. En évaluant l'effet de plusieurs facteurs sur la performance des modèles et sur la précision des prédictions spatiales, cette thèse vise à améliorer les techniques et les données disponibles pour la modélisation de la distribution des espèces et à fournir la meilleure information possible aux gestionnaires pour appuyer leurs décisions et leurs plans d'action pour la conservation de la biodiversité en Suisse et au-delà. Plusieurs programmes de surveillance ont été mis en place de l'échelle nationale à l'échelle globale, et différentes sources de données sont désormais disponibles pour les chercheurs qui veulent modéliser la distribution des espèces. Toutefois, en raison du manque de moyens, les données sont souvent collectées à une résolution inappropriée, sont échantillonnées sur des zones limitées, ne sont pas spatialement explicites ou ne fournissent pas une information écologique suffisante. Un exemple typique est fourni par les données sur 'l'habitat' (sensu biota). Même s'il s'agit d'une information essentielle pour des mesures de conservation efficaces, elle est souvent approximée par l'utilisation du sol, l'information qui s'en approche le plus. En outre, les données ne sont souvent pas échantillonnées selon un plan d'échantillonnage établi, ce qui biaise les échantillons et par conséquent les résultats de la modélisation. Comprendre les sources de variabilité liées aux différentes phases du processus de modélisation s'avère crucial afin d'évaluer l'utilisation des cartes de distribution prédites à des fins de conservation.La recherche présentée dans cette thèse a été essentiellement menée dans le cadre du projet Landspot, un projet soutenu par le Fond National Suisse pour la Recherche. L'objectif principal de ce projet était d'évaluer la contribution d'unités 'd'habitat' pré-modélisées pour modéliser la répartition des espèces animales, notamment de papillons, à travers la Suisse. Tout en poursuivant cet objectif, différents aspects touchant à la qualité des données, au plan d'échantillonnage et au processus de modélisation sont abordés et améliorés, et leurs implications pour la conservation des espèces discutées. Les principaux 'habitats' considérés dans cette thèse sont des communautés de prairie et de forêt d'origine naturelle et anthropique telles que définies dans la typologie des habitats de Suisse. Ces communautés sont principalement définies au niveau phytosociologique de l'alliance. Pour l'instant aucune carte de la distribution de ces communautés n'est disponible à l'échelle nationale et à résolution fine. Dans un premier temps, il a donc été nécessaire de créer des modèles de distribution de ces communautés à travers la Suisse et par conséquent de recueillir les données nécessaires. Afin d'atteindre ce premier objectif, plusieurs nouveaux développements ont été nécessaires, tels que la définition de modèles experts, la classification du territoire suisse en domaines environnementaux, la conception d'un échantillonnage environnementalement stratifié des unités de végétation cibles dans toute la Suisse, la création d'une base de données intégrant un système d'aide à la décision pour la classification des relevés, et le « downscaling » des données de couverture du sol de 100 m à 25 m de résolution. Les principales contributions de cette thèse à la discipline de la modélisation de la distribution d'espèces (SDM) sont rassemblées dans quatre articles scientifiques. Dans le premier article, publié dans le Journal of Biogeography, différentes questions liées au processus de modélisation sont étudiées en utilisant les données de l'inventaire forestier de l'Etat de Vaud. Tout d'abord sont évalués les effets de cinq méthodes de sélection pas-à-pas sur la performance, la stabilité et la parcimonie des modèles. Dans le même article sont également évalués: l'effet de la pondération des absences afin d'assurer une prévalence de 0.5 lors de la calibration du modèle; l'effet de limiter les absences au-delà de l'enveloppe définie par les présences; quatre méthodes différentes pour l'intégration de l'autocorrélation spatiale; et enfin, l'effet de l'intégration d'interactions entre facteurs. Les résultats présentés dans cet article ont permis d'améliorer l'outil GRASP qui intègre désonnais de nouvelles méthodes de sélection et la possibilité de traiter les interactions entre variables explicatives, ainsi que l'autocorrélation spatiale. La contribution de différentes sources de données issues de la télédétection a également été évaluée. Le deuxième article (en voie de soumission) explore les effets combinés de la taille de l'échantillon et de la post-stratification sur le la précision des modèles. Les données utilisées ici sont celles concernant la répartition des prairies de Suisse recueillies dans le cadre du projet Landspot et complétées par d'autres sources. Pour la stratification des données, différents cadres spatiaux ont été comparés. En particulier, la stratification environnementale par les domaines environnementaux de Suisse a été comparée à la stratification géographique par les régions biogéographiques ou par les cantons. Le troisième article (en voie de soumission) évalue la contribution de communautés végétales pré-modélisées à la modélisation de la faune. C'est une approche en deux étapes qui combine les disciplines de l'écologie des communautés et de l'écologie spatiale en intégrant leurs concepts de 'habitat' respectifs. Les communautés végétales sont modélisées d'abord, puis ces unités de 'habitat' sont utilisées pour modéliser les espèces animales. Une étude de cas est présentée avec des communautés prairiales et des espèces de papillons. Différentes façons d'intégrer l'information sur la végétation dans les modèles de répartition des papillons sont évaluées. Enfin, un clin d'oeil aux changements climatiques dans le dernier article, publié dans Ecological Modelling. Cet article propose un cadre conceptuel pour l'analyse des changements dans la distribution des espèces qui comprend notamment un catalogue des différentes formes possibles de changement le long d'un gradient d'élévation ou autre gradient environnemental, et une méthode quantitative améliorée pour identifier et décrire ces déplacements. Cette méthodologie a été développée en utilisant des données issues du monitoring des oiseaux nicheurs répandus et l'article présente les résultats concernant les déplacements observés dans la distribution altitudinale des oiseaux nicheurs en Suisse.L'objectif général de cette thèse est d'améliorer les modèles de distribution des espèces en tant que source d'information possible pour les différents outils de conservation (par exemple, listes rouges, réseaux écologiques, évaluation des risques de propagation d'espèces envahissantes, évaluation de la vulnérabilité des espèces dans le contexte de changement climatique). Bien que ces questions de conservation ne soient pas directement testées dans cette thèse, l'importance des améliorations proposées pour la modélisation de la distribution des espèces est discutée à la fin de ce travail dans le contexte de la sélection de réseaux de réserves.

Methodische Grundlagen zur Bewahrung und Wiederherstellung großräumig funktionsfähiger ökologischer Beziehungen in der räumlichen Umweltplanung

Mit der Verwirklichung ,Ökologischer Netzwerke‘ werden Hoffnungen zum Stopp des Verlustes der biologischen Vielfalt verknüpft. Sowohl auf gesamteuropäischer Ebene (Pan-European Ecological Network - PEEN) als auch in den einzelnen Staaten entstehen Pläne zum Aufbau von Verbundsystemen. Im föderalen Deutschland werden kleinmaßstäbliche Biotopverbundplanungen auf Landesebene aufgestellt; zum nationalen Biotopverbund bestehen erste Konzepte. Die vorliegende Arbeit ist auf diese überörtlichen, strategisch vorbereitenden Planungsebenen ausgerichtet. Ziele des Verbunds sind der Erhalt von Populationen insbesondere der gefährdeten Arten sowie die Ermöglichung von Ausbreitung und Wanderung. Aufgrund fehlender Datengrundlagen zu den Arten und Populationen ist es nicht ohne weiteres möglich, die Konzepte und Modelle der Populationsökologie in die überörtlichen Planungsebenen zu übertragen. Gemäß der o.g. Zielstellungen sollte sich aber die Planung von Verbundsystemen an den Ansprüchen der auf Verbund angewiesenen Arten orientieren. Ziel der Arbeit war die Entwicklung einer praktikablen GIS-gestützten Planungshilfe zur größtmöglichen Integration ökologischen Wissens unter der Bedingung eingeschränkter Informationsverfügbarkeit. Als Grundlagen dazu werden in Übersichtsform zunächst die globalen, europäisch-internationalen und nationalen Rahmenbedingungen und Anforderungen bezüglich des Aufbaus von Verbundsystemen zusammengestellt. Hier sind die Strategien zum PEEN hervorzuheben, die eine Integration ökologischer Inhalte insbesondere durch die Berücksichtigung räumlich-funktionaler Beziehungen fordern. Eine umfassende Analyse der landesweiten Biotopverbundplanungen der BRD zeigte die teilweise erheblichen Unterschiede zwischen den Länderplanungen auf, die es aktuell nicht ermöglichen, ein schlüssiges nationales Konzept zusammenzufügen. Nicht alle Länder haben landesweite Biotopverbundplanungen und Landeskonzepte, bei denen dem geplanten Verbund die Ansprüche von Arten zugrunde gelegt werden, gibt es nur ansatzweise. Weiterhin wurde eine zielgerichtete Eignungsprüfung bestehender GIS-basierter Modelle und Konzepte zum Verbund unter Berücksichtigung der regelmäßig in Deutschland verfügbaren Datengrundlagen durchgeführt. Da keine integrativen regelorientierten Ansätze vorhanden waren, wurde der vektorbasierte Algorithmus HABITAT-NET entwickelt. Er arbeitet mit ,Anspruchstypen‘ hinsichtlich des Habitatverbunds, die stellvertretend für unterschiedliche ökologische Gruppen von (Ziel-) Arten mit terrestrischer Ausbreitung stehen. Kombiniert wird die Fähigkeit zur Ausbreitung mit einer Grobtypisierung der Biotopbindung. Die wichtigsten Grundlagendaten bilden die jeweiligen (potenziellen) Habitate von Arten eines Anspruchstyps sowie die umgebende Landnutzung. Bei der Bildung von ,Lebensraumnetzwerken‘ (Teil I) werden gestufte ,Funktions- und Verbindungsräume‘ generiert, die zu einem räumlichen System verknüpft sind. Anschließend kann die aktuelle Zerschneidung der Netzwerke durch Verkehrstrassen aufgezeigt werden, um darauf aufbauend prioritäre Abschnitte zur Wiedervernetzung zu ermitteln (Teil II). Begleitend wird das Konzept der unzerschnittenen Funktionsräume (UFR) entworfen, mit dem die Indikation von Habitatzerschneidung auf Landschaftsebene möglich ist. Diskutiert werden schließlich die Eignung der Ergebnisse als kleinmaßstäblicher Zielrahmen, Tests zur Validierung, Vergleiche mit Verbundplanungen und verschiedene Setzungen im GIS-Algorithmus. Erläuterungen zu den Einsatzmöglichkeiten erfolgen beispielsweise für die Bereiche Biotopverbund- und Landschaftsplanung, Raumordnung, Strategische Umweltprüfung, Verkehrswegeplanung, Unterstützung des Konzeptes der Lebensraumkorridore, Kohärenz im Schutzgebietssystem NATURA 2000 und Aufbau von Umweltinformationssystemen. Schließlich wird ein Rück- und Ausblick mit der Formulierung des weiteren Forschungsbedarfs verknüpft.