Blüten- Und Nahrungsangebot Des Botanischen Gartens in Münster Und Das Saisonale Auftreten Von Bienen (Apoidea)
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Blüten- und Nahrungsangebot des Botanischen Gartens in Münster und das saisonale Auftreten von Bienen (Apoidea) Diplomarbeit vorgelegt von Michael Steven Westfälischen Wilhelms-Universität Münster Fachbereich Biologie Münster, im August 1995 Anschrift des Verfassers: Horststraße 23 - 48607 Ochtrup - Tel.: 02553.4727 1. Einleitung 1 1.1. Einführung und Fragestellung 1 1.1.1. Bedeutung von Bienen 1 1.1.2. Systematische Einordnung 2 1.1.3. Lebensweise von Bienen 2 1.1.4. Fragestellung 5 1.2. Das Untersuchungsgebiet 7 1.2.1. Geographische Einordnung 8 1.2.2. Klima 8 1.2.3. Lufttemperaturen und Niederschläge während des Untersuchungszeitraums 8 1.2.4. Potentielle natürliche Vegetation 9 1.2.5. Der Botanische Garten 10 2. Material und Methoden 12 2.1. Erfassung des Blühprofils des Botanischen Gartens 12 2.2. Hummelvölker 13 2.2.1. Anzucht der Hummelvölker (Bombus terrestris L.) 13 2.2.2. Beobachtung der Hummelvölker 16 2.2.3. Detailerfassung des Nahrungseintrags 16 2.2.3.1. Das Wägesystem 17 2.2.3.2. Flugaktivitätszählung 19 2.2.3.3. Berechnung der Eintragsdaten 19 2.2.4. Messung der Nesttemperatur 21 2.3. Erfassung der Bienenfauna 21 2.3.1. Determination, Nomenklatur und Angaben zur Biologie 21 2.3.2. Erfassungsmethode 21 2.2.3. Bewertung der Dominanzverhältnisse 23 2.3.4. Berechnung von Faunenähnlichkeiten 24 2.3.5. Artenarealkurve 24 3. Ergebnisse 25 3.1. Erfassung der im Botanischen Garten blühenden Pflanzen 25 3.2. Eintragsmessungen für das Bombus terrestris-Volk "Waage" 27 3.2.1. Tageseintrag 27 3.2.2. Entwicklung des Volk "Waage" 28 3.2.3. Nesttemperatur von Volk "Waage" 32 3.2.4. 24 h-Messungen der Nesttemperatur vom 24.5. bis zum 7.6.1994 36 3.2.5. Effizienz der Sammelaktivität als Maß für das Nahrungsangebot 36 3.3. Hummeltotfunde 40 3.4. Beobachtung der Bombus terrestris-Völker in den Hummelkästen 41 3.4.1. Versorgungslage der beobachteten Hummelvölker 44 3.4.2. Zahl der Arbeiterinnen der beobachteten Hummelvölker 46 3.5. Saisonales Auftreten von Bienen 47 3.5.1. Bienenarten im Botanischen Garten 47 3.5.2. Bienenzählung 53 3.5.3. Blütenbesuche 60 3.5.3.1. Pflanzen mit von Bienen besuchten Blüten 60 3.5.3.2. Vergesellschaftung anderer Bienenarten mit der Erdhummel 61 4. Diskussion 61 4.1. Bewertung des Nahrungsangebots für Bienen im Botanischen Garten 61 4.1.1. Blütenangebot 61 4.1.2. Die Verfügbarkeit von Nahrung für das Bombus terrestris-Volk "Waage" 62 4.1.3. Vergleich der Eintragsmessungen mit den Ergebnissen von 1993 (SURHOLT 68 & BAAL ,1995) 4.1.4. Auswirkungen von Eintragsschwankungen 69 4.1.5. Eignung des Hummelkastensystems 74 4.2. Saisonales Auftreten von Bienen im Botanischen Garten 76 4.2.1. Arteninventar 76 4.2.1.1. Faunenähnlichkeiten 78 4.2.1.2. Nistplatznutzung 80 4.2.1.3. Oligolektische Arten 82 4.2.1.4. Parasitoide 82 4.2.1.5. Rote Liste-Arten 83 4.2.2. Saisonale Veränderungen im Artenspektrum 85 4.2.3. Veränderungen in der Aktivitätsabundanz 87 4.2.4. Bedeutung der Blütenpflanzen 91 4.3. Eignung von Eintragsmessungen bei Bombus terrestris zur Bewertung des 95 Nahrungsangebotes für Bienen 4.4. Bedeutung des Botanischen Garten für die Bienenfauna und Anregungen zur 96 Optimierung aus der Sicht des Artenschutzes 4.5. Schlußbetrachtung 98 5. Zusammenfassung 99 6. Abkürzungsverzeichnis 99 7. Literaturverzeichnis 102 8. Danksagung 112 9. Anhang I Einleitung 1 1. Einleitung 1.1. Einführung und Fragestellung 1.1.1. Bedeutung von Bienen Bienen haben in der Kulturgeschichte des Menschen immer eine große Bedeutung gehabt. Im Zentrum des menschlichen Interesses stand als Honig- und Wachslieferant zumeist die Honigbiene (Apis mellifera L.) (PASSMANN, 1993). Dokumentiert durch eine Vielzahl von Arbeiten, rückten bei wachsender Gefährdung der Arten (WESTRICH, 1989) und verbesserter Bestimmungsliteratur die Wildbienen mehr und mehr in den Blickpunkt der Wissenschaft. Belegt durch zahlreiche Untersuchungen ist die wirtschaftliche Bedeutung der Bienen (Apoidea). Spätestens seit dem Import verschiedener Hummelarten nach Neuseeland zur Bestäubung der Rotkleefelder auf Anraten Darwins (HOPKINS, 1914 zit. in WESTRICH, 1989) war klar, daß neben der Honigbiene auch andere Bienen wichtige Bestäuber von Wild- und Nutzpflanzen sind. Die Vorzüge der Wildbienen und insbesondere der Hummeln als Bestäuber für den Obst- und Gartenbau (CORBET et al., 1991; ECKRODT, 1993; EIJNDE, 1990; MAYER, 1992; WESTRICH, 1989) machen deutlich, wie wichtig auch aus ökonomischer Sicht die Sicherung ausreichender Lebensbedingungen für diese Insektenarten ist. Als Primärkonsumenten der Blütenprodukte Pollen und Nektar sind die Bienen (Apoidea) während ihres Auftretens auf ein zeitlich lückenloses und artenreiches Blütenangebot angewiesen. Gerade dies ging aber in der Vergangenheit durch die Änderung der Landnutzung und der landwirtschaftlichen Arbeitstechniken verloren (OSBORNE et al., 1991). Neben dem Verlust der ehemaligen Strukturvielfalt dürfte hierin letztlich die Ursache für den starken Rückgang bestäubender Insekten in den letzten Jahrzehnten zu suchen sein (WILLIAMS et al., 1991). Angesichts der Verschlechterung der Lebensbedingungen in den landwirtschaftlich genutzten Bereichen wird trotz verstärkter Anpflanzungen fremdländischer Gewächse und Züchtungen eine Bedeutungszunahme des menschlichen Siedlungsbereichs mit seinen blütenreichen Gärten für den Erhalt der Arten erkennbar. Nach WESTRICH (1989) wurden bislang 220 Bienenarten aus dem Siedlungsbereich bekannt, so daß er für nahezu die Hälfte der über 500 in der Bundesrepublik Deutschland vorkommenden Arten als Sekundärlebensraum in Frage kommt. Mit ihrem Pflanzenartenreichtum und Blütenangebot sind günstige Ausgangsbedingungen für die Besiedlung durch Bienen insbesondere in Botanischen Gärten und ähnlichen Einrichtungen zu erwarten. Einleitung 2 1.1.2. Systematische Einordnung Bienen gehören zur Ordnung der Hymenoptera (Hautflügler). Gemeinsam ist ihnen die holometabole Entwicklung, bei der aus dem Ei eine Larve hervorgeht. Nach mehrfacher Häutung folgt das Puppenstadium. Aus der Puppe schlüpft das Vollinsekt. Die Männchen haben im Gegensatz zu den Weibchen nur einen haploiden Chromosomensatz, da sie sich aus unbefruchteten Eiern entwickeln. Auffälligstes gemeinsames Merkmal der Hymenoptera sind die zwei Paar Flügel. Vorder- und Hinterflügel sind jeweils über eine Häkchenreihe miteinander verbunden. Die Wespentaille zwischen Thorax und Abdomen zeichnet die Bienen als zur Überfamilie der Apocrita gehörig aus. Die Apocrita werden unterteilt in die Terebrantia (Legimmen), deren Weibchen über einen Legebohrer verfügen, und die Aculeata (Stechimmen), deren Legebohrer in einen Wehrstachel umgebildet ist. Die Aculeata gliedern sich in verschiedene Familien auf, von denen eine die der Apoidea (Bienen) ist. Gekennzeichnet sind die Bienen durch das mehr oder weniger verbreiterte und behaarte erste Glied der Hintertarsen sowie die häufig starke Behaarung. (WESTRICH, 1989) In der Literatur werden die Bienenarten mit Ausnahme der Honigbiene zu den Wildbienen zusammengefaßt. Sie werden auch als Einsiedler- oder Solitärbienen bezeichnet, obwohl ein großer Teil der Arten eine soziale Lebensweise zeigt (Bsp. Hummeln). Auch in dieser Arbeit wurden, soweit nicht anders angegeben, als "Wildbienen" alle Apoidea-Arten außer der Honigbiene aufgefaßt. 1.1.3. Lebensweise von Bienen Typischerweise verfügen die nestbauenden Bienen über je nach Gattung unterschiedliche Pollentransporteinrichtungen. Als Nahrung benötigen sie mit Pollen und Nektar ausschließlich pflanzliche Kost und zählen daher zu den Primärkonsumenten. Das eigene Sammeln von Vorräten zur Brutversorgung unterbleibt bei den parasitoiden Kuckucksbienen (Bsp. Nomada, Sphecodes) und Schmarotzerhummeln (Psithyrus) (WESTRICH, 1989). Zwischen der solitären Lebensweise vieler Wildbienen (Bsp. Andrena spec.) und der eusozialen Honigbiene treten mehrere Zwischenstufen auf. Bei den typischen Solitärbienen bezieht ein Weibchen einen Hohlraum zur Anlage der Brutkammern, der bei den Arten mit endogäischer Nistweise im Boden liegt und in den meisten Fällen selbst gegraben wird. Die hypergäisch nistenden Bienenarten legen ihre Nester in den verschiedensten Hohlräumen an, von Käferfraßgängen in Totholz über hohle Pflanzenstengel bis hin zu Schneckenhäusern. Hinsichtlich der Wahl ihrer Nistplätze zeigen die Bienenarten eine stark ausgeprägte Spezialisierung. Eine vergleichbar hohe Spezialisierung ist bei zahlreichen Bienenarten in der Wahl der Pollenquellen zu beobachten, mit dem sie die Brutkammern füllen. Diesen mehr oder weniger oligolektischen Arten stehen auf der anderen Seite die Einleitung 3 polylektischen Arten gegenüber, die Pollen von einer größeren Zahl Pflanzenspezies akzeptieren. Zwischen Oligo- und Polylektie gibt es zahlreiche Übergänge. Bei einer Flugzeit der Weibchen von meist nur 4 - 6 Wochen, die in die Blütezeit ihrer Hauptpollenquellen fällt, wird bei geeigneten Witterungsbedingungen etwa eine Brutzelle pro Tag fertiggestellt. Der Reproduktionserfolg wird von Räubern, Parasiten oder Pilzbefall beeinflußt (WESTRICH, 1989). Die Bienenarten mit sozialer Lebensweise können über einen vergleichsweise längeren Zeitraum angetroffen werden. Ihr Sozialsystem ist unterschiedlich stark ausgeprägt. Von WESTRICH (1989) wird die Honigbiene als nicht autochthon1 in unseren Breiten bezeichnet. Demnach verfügen die Hummeln (Bombus) bei uns über das höchst entwickelte Sozialsystem unter den natürlicherweise vorkommenden Bienen. Die Honigbiene ist im Untersuchungsgebiet die einzige eusoziale Art. Sie lebt in großen, mehrjährigen Völkern. In ihrem hochentwickelten