@phdthesis{Dreher2007,
  author    = {Dreher, Nicolas S{\´e}bastien},
  title     = {Entwicklung des pelagischen Nahrungsnetzes in einem neu entstandenen Tagebausee},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-15098},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Im Rahmen der Untersuchung zur Entwicklung der pelagischen Gemeinschaft des ehemals sauren Tagebauseenkomplexes Goitsche (pH~3) w{\"a}hrend dessen Flutung und Neutralisierung wurden Wechselwirkungen zwischen der Zusammensetzung von Organismengemeinschaften und der Variabilit{\"a}t des abiotischen Umfeldes untersucht.Im Mittelpunkt standen zwei von ihrer Kausalit{\"a}t her unterschiedliche Aspekte: • Der erste Aspekt betraf die Reifung von {\"O}kosystemen: War der Reifungsprozess von pelagischen Gemeinschaften anhand der von Odum (1969) formulierten Kriterien zur Energetik der Gemeinschaft, zu den N{\"a}hrstoffkreisl{\"a}ufen sowie zu strukturellen Merkmalen auf {\"O}kosystem- und Individuenebene zu erfassen? F{\"u}hrten der physiologische Stress durch den niedrigen pH und physikalische St{\"o}rungen der Schichtung durch das einstr{\"o}mende Flutungswasser zu einer Umkehr des Reifungsprozesses? Auf welchen Organisationsebenen der Lebensgemeinschaften waren die Auswirkungen dieser Stressoren erkennbar? • Der zweite Aspekt behandelte die Entwicklung der Artenzahl, die Gleichverteilung der Dominanz von Arten (Eveness) und die Diversit{\"a}t von Planktongemeinschaften entlang des Produktivit{\"a}tsgradienten. Speziell wurde untersucht, ob die Artenzahl und die Diversit{\"a}t eine monoton positive oder eine unimodale Funktion der Produktivit{\"a}t waren und ob die Eveness eine monoton abnehmende Funktion der Produktivit{\"a}t war. Zur besseren Vorhersagbarkeit der Entwicklung dieser Indizes wurden in einem n{\"a}chsten Schritt zus{\"a}tzliche biotische und abiotische Faktoren (z.B. Konsumenteneffekte, physikalische St{\"o}rung, Immigration) ber{\"u}cksichtigt. Zuletzt wurde die Hypothese getestet, dass unter dem Einfluss von extremem physiologischem Stress keine Abh{\"a}ngigkeit zwischen den betrachteten Indizes und der Produktivit{\"a}t von {\"O}kosystemen besteht. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit f{\"u}hrten zu folgenden Ergebnissen und Schlussfolgerungen: 1) Der Reifungsprozess der Planktongemeinschaft war unter neutralen Bedingungen nicht eindeutig an einzelnen Kriterien festzumachen. Vielmehr schienen idiosynkratische Effekte einzelner Arten auf die Zusammensetzung und Funktion der Organismengemeinschaft von Bedeutung. Coenobiumbildende Kieselalgen sowie gr{\"o}ßere Cladoceren und Copepoden dominierten sehr rasch die Planktongemeinschaft und vermittelten den Eindruck eines reifen {\"O}kosystems fast unmittelbar nach der Neutralisierung des Tagebausees. 2) Der Einfluss von physiologischem S{\"a}urestress und physikalischer St{\"o}rung der Schichtung durch das eintretende Flutungswasser war gegen{\"u}ber einem neutralen, ungest{\"o}rten Teilbecken des Tagebausees (Referenzzustand) eindeutig zu erkennen. Die isolierte Betrachtung der Wirkung der Stressoren lieferte hinsichtlich fast aller Kriterien Anzeichen einer Verj{\"u}ngung des Systems sensu Odum (1969, 1985). 3) Im betrachteten {\"O}kosystem existierte eine Hierarchie innerhalb der Stressoren. Der Einfluss des S{\"a}urestresses dominierte gegen{\"u}ber dem Einfluss der physikalischen St{\"o}rung, wahrscheinlich indem er die Reaktionsm{\"o}glichkeiten der Planktongemeinschaft einschr{\"a}nkte. 4) F{\"u}r Prim{\"a}rproduzenten war die Artenzahl eine monoton positive Funktion der realisierten Biomasse (einem Surrogatparameter f{\"u}r die Produktivit{\"a}t des Systems). Die Eveness war eine monoton negative Funktion der Produktivit{\"a}t. Die beobachtete unimodale Beziehung zwischen der Diversit{\"a}t und der Produktivit{\"a}t der Prim{\"a}rproduzenten muss als eine Folge der mathematischen Formulierung dieser Indizes betrachtet werden. 5) Die Ergebnisse multivariater Modelle zur Vorhersage der Artenzahl und der Eveness der Prim{\"a}rproduzenten in Abh{\"a}ngigkeit zus{\"a}tzlicher erfassbarer biotischer und abiotischer Faktoren erm{\"o}glichten eine differenziertere Betrachtung der Ergebnisse: • Im Tagebausee Goitsche war die Eveness haupts{\"a}chlich von dichteabh{\"a}ngigen Prozessen gesteuert (negative Abh{\"a}ngigkeit zum Quadrat der Biomassen und zu den Lichtverh{\"a}ltnissen). • Die Entwicklung der Artenzahl war neben dem prim{\"a}ren Einfluss der zunehmenden Biomasse auch durch qualitative und quantitative Aspekte der Konsumentengemeinschaft (Diversit{\"a}t und Biomasse des Zooplanktons) beeinflusst. Der Einfluss einer erh{\"o}hten Immigration auf die Artenzahl wurde nur zu Beginn der Flutung des Tagebausees beobachtet. 6) Auf Ebene der Konsumenten war die einzige eindeutig feststellbare Abh{\"a}ngigkeit ein Anstieg der Artenzahl mit steigender Biomasse. Das Fehlen von weiteren Beziehungen zwischen Diversit{\"a}tsindizes und dem Produktivit{\"a}tsgradienten wird darauf zur{\"u}ckgef{\"u}hrt, dass auf den unteren trophischen Ebenen der Prim{\"a}rproduzenten Ressourceneffekte (Bottom-Up) st{\"a}rker ausgepr{\"a}gt sind, wohingegen auf h{\"o}heren trophischen Ebenen Konsumenteneffekte (Top-Down) dominieren. 7) In durch physiologischen Stress beeinflussten Systemen bestand keine Abh{\"a}ngigkeit zwischen den Diversit{\"a}tsindizes (Artenzahl, Eveness und Diversit{\"a}t) und der Produktivit{\"a}t.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Stark2021,
  author    = {Stark, Markus},
  title     = {Implications of local and regional processes on the stability of metacommunities in diverse ecosystems},
  doi       = {10.25932/publishup-52639},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-526399},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {x, 167},
  year      = {2021},
  abstract  = {Anthropogenic activities such as continuous landscape changes threaten biodiversity at both local and regional scales. Metacommunity models attempt to combine these two scales and continuously contribute to a better mechanistic understanding of how spatial processes and constraints, such as fragmentation, affect biodiversity. There is a strong consensus that such structural changes of the landscape tend to negatively effect the stability of metacommunities. However, in particular the interplay of complex trophic communities and landscape structure is not yet fully understood. In this present dissertation, a metacommunity approach is used based on a dynamic and spatially explicit model that integrates population dynamics at the local scale and dispersal dynamics at the regional scale. This approach allows the assessment of complex spatial landscape components such as habitat clustering on complex species communities, as well as the analysis of population dynamics of a single species. In addition to the impact of a fixed landscape structure, periodic environmental disturbances are also considered, where a periodical change of habitat availability, temporally alters landscape structure, such as the seasonal drying of a water body. On the local scale, the model results suggest that large-bodied animal species, such as predator species at high trophic positions, are more prone to extinction in a state of large patch isolation than smaller species at lower trophic levels. Increased metabolic losses for species with a lower body mass lead to increased energy limitation for species on higher trophic levels and serves as an explanation for a predominant loss of these species. This effect is particularly pronounced for food webs, where species are more sensitive to increased metabolic losses through dispersal and a change in landscape structure. In addition to the impact of species composition in a food web for diversity, the strength of local foraging interactions likewise affect the synchronization of population dynamics. A reduced predation pressure leads to more asynchronous population dynamics, beneficial for the stability of population dynamics as it reduces the risk of correlated extinction events among habitats. On the regional scale, two landscape aspects, which are the mean patch isolation and the formation of local clusters of two patches, promote an increase in \$\beta\$-diversity. Yet, the individual composition and robustness of the local species community equally explain a large proportion of the observed diversity patterns. A combination of periodic environmental disturbance and patch isolation has a particular impact on population dynamics of a species. While the periodic disturbance has a synchronizing effect, it can even superimpose emerging asynchronous dynamics in a state of large patch isolation and unifies trends in synchronization between different species communities. In summary, the findings underline a large local impact of species composition and interactions on local diversity patterns of a metacommunity. In comparison, landscape structures such as fragmentation have a negligible effect on local diversity patterns, but increase their impact for regional diversity patterns. In contrast, at the level of population dynamics, regional characteristics such as periodic environmental disturbance and patch isolation have a particularly strong impact and contribute substantially to the understanding of the stability of population dynamics in a metacommunity. These studies demonstrate once again the complexity of our ecosystems and the need for further analysis for a better understanding of our surrounding environment and more targeted conservation of biodiversity.},
  language  = {en}
}