Taschenlehrbuch Biologie - Evolution - Oekologie

limitieren die Möglichkeiten des Vergleiches der α-Diversität zwischen Biozönosen mit α-Diversitätsindizes.
    β-Diversitäts-Indizes stellen Änderungen in der Diversität entlang eines Transekts (ein Satz von Beobachtungspunkten oder Proben auf einer geraden Linie) oder Gradienten dar. Sie vergleichen die mittlere Artenzahl pro Zone mit der Gesamtartenzahl, andere Indizes berücksichtigen An- und Abwesenheitsdaten der Arten (Tab. 4. 1 ).
    Eine häufig benutzte β-Diversitätsfunktion ist der Whittaker-Index ( vgl. Tab. 4. 1 ). Bei Vergleich zweier Biozönosen mit 3 und 6 Arten (Abb. 4. 8 ), also einer mittleren Artenzahl von z = 4,5, und einer gemeinsamen Gesamtartenzahl von S = 6 Arten ergibt sich eine β-Diversität nach Whittaker von: β = S / z – 1 = 6/4,5 – 1 = 0,33.

    Abb. 4. 8 β-Diversität. Vergleich der Unterschiedlichkeit der Artzusammensetzung zweier Biozönosen.
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    Die Berechnung der Similarität dient dem paarweisen Vergleich der Ähnlichkeit von Biozönosen. Qualitative Similaritätsindizes (Sörensen-Index, Jaccard-Index) geben die Ähnlichkeit von Artenbeständen anhand von Präsenz-Absenz-Daten an (Tab. 4. 1 ). Quantitative Similaritätsindizes (Renkonen-Index) berücksichtigen auch die Abundanzen der Arten (Tab. 4. 1 ). Die berechneten Ähnlichkeitswerte lassen sich in einer Matrix sortiert darstellen, um subjektiv Ähnlichkeitsgruppen abzugrenzen (Trellis-Diagramm). In clusteranalytischen Verfahren vergleicht man paarweise alle Arten-Abundanz-Daten und gruppiert sie nach ihrer Ähnlichkeit in Dendrogrammen. Für diese Art der Klassifikation gibt es eine Reihe verschiedener, sogenannter multivariater Methoden. Für die statistische Absicherung der Ähnlichkeitsgruppen sind Diskriminanzanalysen notwendig (Tab. 4. 1 ).
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4.2.3 Abundanzverteilungen
    In natürlichen Biozönosen sind die Abundanzen nicht gleichmäßig auf die Arten verteilt. Die relative Abundanz beschreibt den prozentualen Anteil einer Art an der Gesamtindividuenzahl pro Flächen- oder Raumeinheit. Anstelle der Individuenzahlen können auch Biomassen oder Deckungsgrade (in der Pflanzensoziologie) zur Berechnung von Verteilungen genutzt werden. Man unterscheidet folgende Abundanzstufen : eudominante (stark vorherrschende), dominante (vorherrschende), rezendente (zurücktretende) und subrezendente (stark zurücktretende) Arten. Mehrere gleichermaßen vorherrschende Arten werden Kodominante genannt.
    Relative Abundanzverteilungen beschreiben die Verteilung von relativen Abundanzen in einer Biozönose auf die Arten. Die relativen Abundanzen werden dabei gegen den Rang der Arten aufgetragen, geordnet von der Art mit der höchsten relativen Abundanz und dem ersten Rang zur Art mit der niedrigsten relativen Abundanz und dem höchsten Rang ( siehe Beispiele in Abb. 4. 9 ).
    In einer Biozönose, in der alle Arten die gleiche Abundanz aufweisen, wird die relative Abundanzverteilung durch eine horizontale Gerade beschrieben. Klassische relative Abundanzmodelle beschreiben Verteilungen mit unterschiedlicher Evenness und unterschiedlichen mechanistischen Konzepten der Nischenaufteilung in der Biozönose (Abb. 4. 9 ). Die Broken-Stick-Verteilung beschreibt eine Biozönose mit hoher Evenness. Sie geht von einem Nischenraum mit einer einheitlichen Ressource aus, der zufällig und ohne Überlappung unter den koexistierenden Arten aufgeteilt wird. Bildlich entspricht dies einem Stab, der zufällig in Stücke gebrochen wird (broken stick). Biozönosen mit Broken-Stick-Verteilungen erreichen die höchste in der Natur festgestellte Gleichverteilung der Individuen auf die Arten. Die geometrische Verteilung mit sehr wenigen dominanten Arten und einigen rezendenten Arten findet man vor allem bei artenarmen Gemeinschaften in extremen Lebensräumen, aber auch in den frühen Stadien einer Sukzessionsreihe. Die geometrische Verteilung ist mit der „Nischen-Entleerungs-Hypothese“ verknüpft, wonach Arten nacheinander die Ressourcen eines Lebensraumes beanspruchen: Die erste Art beansprucht den Anteil k der Ressourcen, die nachfolgende Art den Anteil k des verbleibenden Restes usw. Das Ergebnis ist eine Kurve mit starker Neigung. Im Gegensatz zu diesen Nischenmodellen basiert die Lognormal-Verteilung auf der statistischen Annahme, dass die logarithmierten relativen Abundanzen in einer Biozönose einer Normalverteilung folgen. Sie charakterisiert Verteilungen mit besonders vielen Arten mittlerer Abundanz und relativ wenigen Arten mit hoher oder