Lehrstuhl für Tierökologie Vergleichende Untersuchungen zur faunistischen und genetischen Diversität von Käferzönosen in genutzten und ungenutzten Bergmischwäldern des Bayerischen Waldes Karen Liepold Vollständiger Abdruck der von der Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt der Technischen Universität München zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktors der Naturwissenschaften genehmigten Dissertation. Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr. A. Fischer Prüfer der Dissertation: 1. Univ.-Prof. Dr. R. Schopf 2. apl. Prof. Dr. R. Gerstmeier Die Dissertation wurde am 09.10.2003 bei der Technischen Universität München eingereicht und durch die Fakultät Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt am 22.12.2003 angenommen. Inhaltsverzeichnis i Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung.................................................................................................................. 1 2 Untersuchungsgebiet................................................................................................ 4 2.1 Der Nationalpark Bayerischer Wald.......................................................................... 4 2.2 Geologie und Bodenverhältnisse................................................................................ 5 2.3 Klima.......................................................................................................................... 6 2.4 Naturräumliche Gegebenheiten.................................................................................. 6 2.5 Besiedlungs- und Nutzungsgeschichte....................................................................... 7 2.6 Windwurf und Borkenkäferbefall der 80er und 90er Jahre des 20. Jahrhunderts...... 8 2.7 Auswahl der Untersuchungsflächen........................................................................... 9 2.7.1 Das Variantenkonzept....................................................................................... 10 2.7.2 Kriterien bei der Auswahl der Untersuchungsbestände.................................... 10 2.7.3 Räumliche Verteilung über den Nationalpark................................................... 11 2.8 Charakterisierung und geografische Lage der Untersuchungsflächen....................... 11 3 Material und Methoden........................................................................................... 15 3.1 Faunistik..................................................................................................................... 15 3.1.1 Erfassungsmethoden......................................................................................... 16 3.1.2 Fangzeitraum und Leerungen............................................................................ 20 3.1.3 Tiermaterial....................................................................................................... 21 3.1.4 Auswertung....................................................................................................... 22 3.1.4.1 Dominanz............................................................................................ 22 3.1.4.2 Synökologische Indices....................................................................... 23 3.1.4.3 Rarefaction.......................................................................................... 25 3.1.4.4 Bewertung der Arten........................................................................... 25 3.1.4.5 Statistik................................................................................................ 26 3.2 Populationsgenetik..................................................................................................... 28 3.2.1 Untersuchungsobjekte....................................................................................... 28 3.2.2 Allozym-Elektrophorese................................................................................... 31 3.2.3 Auswertung....................................................................................................... 34 3.3 Standörtliche Parameter............................................................................................. 36 3.3.1 Bodenkundliche Charakterisierung................................................................... 36 3.3.2 Bestandesklima................................................................................................. 37 3.3.3 Strukturen.......................................................................................................... 38 3.3.3.1 Waldmesskundliche Datenerhebung................................................... 38 Inhaltsverzeichnis ii 3.3.3.2 Sonstige Strukturen............................................................................. 40 3.3.4 Eingriffsindex.................................................................................................... 41 4 Ergebnisse................................................................................................................. 44 4.1 Standörtliche Parameter – Ergebnisse und Teildiskussion........................................ 44 4.1.1 Bodenkundliche Charakterisierung................................................................... 44 4.1.2 Bestandesklima................................................................................................. 46 4.1.2.1 Temperatur.......................................................................................... 46 4.1.2.2 Strahlung............................................................................................. 48 4.1.3 Struktur............................................................................................................. 50 4.1.3.1 Waldmesskundliche Datenerhebung................................................... 50 4.1.3.2 Sonstige Strukturen....................................................................…..... 54 4.1.4 Eingriffsindex.................................................................................................... 55 4.2 Faunistik..................................................................................................................... 57 4.2.1 Gesamtfänge 2000......................................................................................…... 57 4.2.2 Coleoptera – Familieninventar.......................................................................... 62 4.2.3 Coleoptera – ausgewählte Familien.................................................................. 65 4.2.3.1 Arteninventar....................................................................................... 65 4.2.3.2 Dominanzstrukturen............................................................................ 74 4.2.3.3 Synökologische Indices....................................................................... 75 4.2.3.4 Rote Liste-Arten.................................................................................. 82 4.2.3.5 Einteilung nach ökologischen Ansprüchen......................................... 84 4.2.3.6 Multivariate Auswertung..................................................................... 88 4.3 Populationsgenetische Untersuchungen..................................................................... 95 4.3.1 Athous subfuscus............................................................................................... 95 4.3.2 Pterostichus oblongopunctatus.................................................................….... 104 4.4 Faunistik vs. Genetik.................................................................................................. 110 5 Diskussion................................................................................................................. 115 5.1 Faunistik..................................................................................................................... 115 5.2 Populationsgenetik..................................................................................................... 130 5.3 Faunistik vs. Genetik.................................................................................................. 141 6 Zusammenfassung.................................................................................................... 145 7 Literaturverzeichnis................................................................................................. 147 8 Anhang...................................................................................................................... 161 Einleitung 1 1 Einleitung Nicht erst seit der Umweltkonferenz in Rio (1992) ist bekannt, dass Pflanzen-, Tier- und Pilzarten vom Aussterben bedroht oder bereits ausgestorben sind (REICHHOLF 1988, WILSON 1992); viele, bevor sie überhaupt entdeckt und beschrieben wurden. Dies gilt in hohem Maße für die tropischen Wälder, aber auch für diejenigen unserer Breiten. Die Waldlandschaft in Mitteleuropa ist eine vom Menschen seit Jahrtausenden durch vielfältige Eingriffe (Waldrodung, Vieheintrieb, Laubstreunutzung, Forstwirtschaft etc.) geprägte Kulturlandschaft (HASEL 1985, POPP 1989, WOHLGEMUTH et al. 2002). Diese Einflüsse haben sich auch auf die Ausprägung der Biodiversität maßgeblich ausgewirkt und sie durch die Schaffung lichter Waldstrukturen erhöht (SCHERZINGER 1996). Echte Urwälder (großflächige, ungestörte Gebiete), die den ursprünglichen, nicht vom Menschen beeinflussten Zustand widerspiegeln, sind in Mitteleuropa selten (LEIBUNDGUT 1978) und oft nur noch in schwer zugänglichen Gebieten z.B. im Gebirge zu finden. Dadurch wird eine Beurteilung der Natürlichkeit erschwert. Sie kann folglich