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Animal biodiversity and food web restoration based on large vertebrate carcasses

Faunistische Diversität und Nahrungsnetzrestauration auf großen Vertebratenkadavern

  • Carcasses of large vertebrate animals are integral elements in the natural environment. The aim of the present study is to clarify the relation between large carcasses and local ecosystems. It has been investigated which and how many animals are directly or indirectly involved into the carcass decomposition process, and whether there is a succession of community pattern during different carcass decomposition stages. A special focus was on the question how the temporal and the spatial distribution of arthropods are influenced by the carcass and its properties. A new classification of decomposition stages is proposed based on a new openness index for a carcass. Three carcass food web models for the research area were composed dependent on different seasons in the course of the year: Carcass exposed in spring, summer, and winter, respectively. Subsequently, the feasibility of using carcasses as a tool for food web restoration on a regional scale has been discussed. From 2009 to 2011, in total, nine different carcasses from Meles meles,Carcasses of large vertebrate animals are integral elements in the natural environment. The aim of the present study is to clarify the relation between large carcasses and local ecosystems. It has been investigated which and how many animals are directly or indirectly involved into the carcass decomposition process, and whether there is a succession of community pattern during different carcass decomposition stages. A special focus was on the question how the temporal and the spatial distribution of arthropods are influenced by the carcass and its properties. A new classification of decomposition stages is proposed based on a new openness index for a carcass. Three carcass food web models for the research area were composed dependent on different seasons in the course of the year: Carcass exposed in spring, summer, and winter, respectively. Subsequently, the feasibility of using carcasses as a tool for food web restoration on a regional scale has been discussed. From 2009 to 2011, in total, nine different carcasses from Meles meles, Capreolus capreolus, Cervus elaphus, and Sus scrofa were exposed in the research area, a former military training area situated in Eastern Germany. Pitfall traps were used to collect arthropods visiting the carcasses. Bird’s and Mammal’s attendance have been detected by automatic cameras and direct observation. In total, more than 112,000 arthropods from 25 taxa were identified. For Coleoptera Silphidae, Geotrupidae, Trogidae, Staphylinidae (partly) and Heteroptera the investigation could be carried out on species level. The existence of carcasses in the research area significantly increased arthropod diversity and abundance. Long term exposed carcasses significantly influenced vertebrates occurrence, vegetation and the surrounding soil as to diversity and various environmental conditions, respectively. The main consumers of carcasses in summer were various arthropods, Corvus corax and Haliaeetus albicilla. Besides the already well-known carrion arthropods, Orthoptera, Lepidoptera, and Apocrita were observed using carcasses directly. In winter, the main consumers of carcasses were Sus scrofa, Vulpes vulpes, Canis lupus, Corvus corax, and Haliaeetus albicilla. By multivariate analysis it could be shown that the main factors influencing the occurrences of arthropods are the weight and the degree of openness of the carcass, and the main factor for the carcasses decomposition process is the openness index of the carcass. Carcass exposition is a cheap and efficient method to use large wild games which did not die from disease for the food web restoration in the research area.show moreshow less
  • Kadaver größerer Wirbeltiere sind integraler Bestandteile einer naturnahen Landschaft. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Bedeutung größerer Kadaver für das lokale Ökosystem weitergehend zu klären. Dazu wurde untersucht, welche und wie viele Tiere direkt oder indirekt am Dekompositionsprozess beteiligt sind und ob es eine bestimmte Abfolge bestimmter Lebensgemeinschaften im Verlauf verschiedener Abbaustadien gibt. Insbesondere wurde die Frage nach der zeitlichen und räumlichen Verteilung verschiedener Tiergruppen am Aas untersucht. Eine neue Klassifikation verschiedener Dekompositionsstadien auf Grundlage eines neu eingeführten „openness index“ für Kadaver wird vorgeschlagen. Drei verschiedene Modelle für die Sukzession der Lebensgemeinschaften am Kadaver werden entwickelt, je nachdem, ob das Aas im Frühling, Sommer oder Winter exponiert ist. Des Weiteren wird die Möglichkeit diskutiert, Kadaver als Mittel zur Wiederherstellung natürlicher Nahrungsnetze auf regionaler Ebene einzusetzen. Zwischen 2009 und 2011 wurdenKadaver größerer Wirbeltiere sind integraler Bestandteile einer naturnahen Landschaft. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Bedeutung größerer Kadaver für das lokale Ökosystem weitergehend zu klären. Dazu wurde untersucht, welche und wie viele Tiere direkt oder indirekt am Dekompositionsprozess beteiligt sind und ob es eine bestimmte Abfolge bestimmter Lebensgemeinschaften im Verlauf verschiedener Abbaustadien gibt. Insbesondere wurde die Frage nach der zeitlichen und räumlichen Verteilung verschiedener Tiergruppen am Aas untersucht. Eine neue Klassifikation verschiedener Dekompositionsstadien auf Grundlage eines neu eingeführten „openness index“ für Kadaver wird vorgeschlagen. Drei verschiedene Modelle für die Sukzession der Lebensgemeinschaften am Kadaver werden entwickelt, je nachdem, ob das Aas im Frühling, Sommer oder Winter exponiert ist. Des Weiteren wird die Möglichkeit diskutiert, Kadaver als Mittel zur Wiederherstellung natürlicher Nahrungsnetze auf regionaler Ebene einzusetzen. Zwischen 2009 und 2011 wurden insgesamt neun Kadaver der Säugetierarten Meles meles, Capreolus capreolus, Cervus elaphus und Sus scrofa im Untersuchungsgebiet Lieberoser Heide, einem ehemaligen Truppenübungsplatz in Ostdeutschland, exponiert. Die Erfassung der Arthropoden am Aas erfolgte mit Bodenfallen. Die Präsenz von Vögeln und Säugetieren am Aas wurde mit automatischen Kameras und direkter Beobachtung ermittelt. Insgesamt wurden ca. 112.000 Arthropoden aus 25 Taxa identifiziert. Für die Coleoptera Silphidae, Geotrupidae, Trogidae, Staphylinidae (zum Teil) und Heteroptera konnten die Untersuchungen auf Artebene erfolgen. Die Präsenz von Kadavern führte zur deutlichen Erhöhung der lokalen Biodiversität und Abundanz der Arthropoden. Über eine längere Zeitdauer exponierte Kadaver führten zu vermehrtem Auftreten von Wirbeltieren und beeinflussten Vegetation und Bodenparameter der unmittelbaren Umgebung deutlich. Die wichtigsten Konsumenten am Aas im Sommer waren diverse Arthropoden, Corvus corax und Haliaeetus albicilla. Neben den bereits bekannten aasfressenden Arthropoden wurden auch Orthopteren, Lepidopteren und Apocrita als direkte Nutzer am Aas beobachtet. Im Winter waren die wichtigsten Konsumenten Sus scrofa, Vulpes vulpes, Canis lupus, Corvus corax, und Haliaeetus albicilla. Durch die Anwendung multivariater Statistik konnte gezeigt werden, dass die wichtigsten Faktoren, die das Auftreten von Arthropoden beeinflussen, das Gewicht und der Öffnungsgrad (openness index) des Kadavers sind, der wichtigste Faktor für den konkreten Ablauf der Dekomposition wiederum der Öffnungsgrad. Die Exposition von Kadavern größerer, nicht krankheitsbedingt verendeter Wildtiere ist eine günstige und effektive Methode zur Etablierung natürlicher Nahrungsnetze.show moreshow less

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Metadaten
Author: Xiaoying Gu
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-30752
Referee / Advisor:Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerhard Wiegleb
Document Type:Doctoral thesis
Language:English
Year of Completion:2014
Date of final exam:2014/07/16
Release Date:2014/08/14
Tag:Arthropoda; Dekomposition; Deutschland; Größere Vertebraten-Tierkadaver; Wiederherstellung natürlicher Nahrungsnetze
Arthropods; Decomposition process; Food web restoration; Germany; Large vertebrate animal carcasses
GND Keyword:Lieberoser Heide; Kadaver; Bodenökologie
Institutes:Fakultät 2 Umwelt und Naturwissenschaften / FG Ökologie
Institution name at the time of publication:Fakultät für Umweltwissenschaften und Verfahrenstechnik (eBTU) / LS Allgemeine Ökologie
Licence (German):Keine Lizenz vergeben. Es gilt das deutsche Urheberrecht.
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