Habitatmodellierung von invasiven Neophyten<\/p>\n
Aufgrund der steigenden Anzahl von biologischen Invasionen weltweit und den damit einhergehenden Folgen weist das Thema \u0084invasive Arten\u0093 nicht nur einen hoch interessanten, interdisziplin\u00e4ren Charakter auf, sondern ist zugleich ein Top-Thema internationaler Forschung geworden. Als\u00a0Biologische Invasion bezeichnet man die Ausbreitung einer Art in einem Gebiet, in dem sie nicht heimisch ist. Verwendet wird der Begriff insbesondere bei durch den Menschen eingeschleppten Arten, die die angestammten\u00a0\u00d6kosysteme\u00a0deutlich ver\u00e4ndern und zur Verdr\u00e4ngung anderer Arten f\u00fchren.\u00a0Invasive Neophyten sind die Pflanzenarten, die in einem bestimmten Gebiet nicht einheimisch sind und die erst nach 1492 (die Entdeckung Amerikas) unter direkter oder indirekter Mithilfe des Menschen in dieses Gebiet gelangt sind und hier wild leben oder gelebt haben. Im Naturschutz werden die gebietsfremden Arten als invasiv bezeichnet, die\u00a0unerw\u00fcnschten Auswirkungen\u00a0auf andere Arten, Lebensgemeinschaften oder Biotope haben. Neben diesen \u00f6kologischen Sch\u00e4den entstehen auch erhebliche negative \u00f6konomische Auswirkungen und einige der neuen Arten sch\u00e4digen die menschliche Gesundheit.<\/p>\n
Die Art Staudenkn\u00f6teriche <\/em>(Fallopia<\/em>) geh\u00f6rt zu den invasiven Pflanzen in Europa, gilt als eine der wichtigsten neophytischen Problempflanzen und ist verbreitet in Deutschland und in der Slowakei. Unter dem Begriff Staudenkn\u00f6teriche werden bei uns der h\u00e4ufig vorkommende Japanische Staudenkn\u00f6terich (Japan-Kn\u00f6terich,\u00a0Fallopia japonica<\/em>), der nicht ganz so h\u00e4ufigen Sachalin-Staudenkn\u00f6terich (Fallopia sachalinensis<\/em>) und eine Kreuzung der beiden Arten, der B\u00f6hmische Staudenkn\u00f6terich (Fallopia<\/em> x bohemica<\/em>) zusammengefasst. Das nat\u00fcrliche Areal von F. japonica<\/em> umfasst Japan, China und Korea, jenes von F. sachalinensis<\/em> schlie\u00dft daran n\u00f6rdlich an. Die Hybride F<\/em>. x bohemica<\/em> wurde erst in den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts in Europa entdeckt und zum ersten Mal 1983 von Chrtek und Chrtkov\u00e1 aus B\u00f6hmen beschrieben. Die beiden wurden im 19. Jahrhundert als Zier- und Viehfutterpflanzen nach Mitteleuropa eingef\u00fchrt. Diese Art ist an Ufern, in leichten feuchten Auw\u00e4ldern, Fluren und Ruderalstellen verbreitet. Gegen die Fallopia-Arten sind in Europa vielf\u00e4ltige Bek\u00e4mpfungsma\u00dfnahmen entwickelt und erprobt worden. Die Bek\u00e4mpfung erfordert Kosten f\u00fcr Ma\u00dfnahmen und diese Pflanzen verursachen gro\u00dfe \u00f6konomische Sch\u00e4den. Zum Beispiel, die Kosten zur Eliminierung Fallopia-Arten wurden in S\u00fcdwestdeutschland mit 2.800 Euro pro Hektar ermittelt. Der erste und wichtigste Schritt bei der Bek\u00e4mpfung ist die Pr\u00e4vention. Fr\u00fcherkennung von Invasionen und schnelle, koordinierte Reaktionen sind erforderlich, um Arten zu beseitigen oder einzud\u00e4mmen, bevor sie zu verbreitet werden und die Kontrolle technisch und finanziell unm\u00f6glich wird.<\/p>\n Die geeignete Methode zur Fr\u00fcherkennung\u00a0von Invasionen ist Habitatmodellierung. Die Habitatmodelle (Species Distribution Models \u0096SDMs) beschreiben funktionale Zusammenh\u00e4nge der Beziehung zwischen Organismen und ihrem Lebensraum und quantifizieren die Qualit\u00e4t von Habitaten aus der Sicht dieser Organismen. Es handelt sich hierbei um pr\u00e4diktive statistische Modelle. Ein Modell entsteht zwar meistens in einem iterativen Prozess, dennoch kann man 5 logische Schritte unterscheiden: konzeptionelle Formulierung, statistische Formulierung, Anpassung des Modells, Vorhersage und schlie\u00dflich Evaluierung. F\u00fcr die Habitatmodellierung gibt es heute eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken verf\u00fcgbar und es gibt auch verschiedene Software und WerkzeugeS\u00e4mtliche Arbeiten wurden mit Hilfe des GIS-Programms QGIS und des Statistikprogramms R ausgef\u00fchrt. F\u00fcr R Programm wurde neben den zus\u00e4tzlichen Erweiterungen verwendet. R ist eine Open-Source-Software sowie eine flexible Programmiersprache f\u00fcr statistische Datenanalyse und Grafikerstellung.<\/p>\n Wir haben daher Umweltvariablen aus der Geodatanbank aus dem Institut f\u00fcr Landschafts\u00f6kologie der Slowakischen Akademie der Wissenschaften genutzt, die Klima, Landnutzung und das Vorhandensein von m\u00f6glichen Ausbreitungskorridoren (Stra\u00dfen, Eisenbahn, Fl\u00fcsse) beschreiben. Alle diese Daten wurden als digitale Layer in einem Geographischen Informationssystem (GIS) aufbereitet. Die Variablen wurden in einer Aufl\u00f6sung von 50 x 50 m genutzt. Als Klimavariablen wurden Daten zu Temperatur und Niederschlag genutzt. Als Verbreitungsdaten wurde die Datenbank benutzt. Diese enth\u00e4lt 1671 Vorkommensdaten aus der Slowakei. Aus dem Grund, und auch um reale Absenzdaten zu bekommen, wurden 200 Transekten konstruiert, die im Zeitraum von August bis Oktober begangen wurden.<\/p>\n F\u00fcr die Erstellung von Habitatmodellen werden Verbreitungsdaten sowie Daten zu Umweltparametern, von denen angenommen wird, dass sie die Verbreitung der Art mitbestimmen, ben\u00f6tigt. Die Verbreitungsdaten der Neophyten (Vorkommen und Pseudo-Absenz, und Vorkommen und Absenz f\u00fcr die Transekten) werden mit den Werten der erkl\u00e4renden Raster-Variablen \u00fcberlagert. Mit Hilfe statistischer Verfahren werden Variablen identifiziert, die die Verbreitung dieser Art bestimmen. Dazu wurden Modellierungsmethoden benutzt – Logistische Regression (engl. logistic regression model, LRM), Support Vector Machines, im Deutschen auch gelegentlich St\u00fctzvektormaschinen genannt, und andere Machine-Learning-Methoden – Random-Forest. Modelle waren kalibriert mit 70% der verf\u00fcgbaren Datens\u00e4tze f\u00fcr Fallopia-Art, die restlichen 30% wurden f\u00fcr die Modellpr\u00fcfung einbehalten. Der AUC-Validierungstest wurde unter Verwendung von An- und Abwesenheitstestdaten angewendet. Der AUC-Wert zeigt ein GLM Modell und ist ein Model mit besserer Prognoseg\u00fcte. Die Hypothese, dass Stra\u00dfen und Fl\u00fcssen die Korridore die Ausbreitung von Fallopia-Arten sind, wurde durch die Habitatmodellierung best\u00e4tigt. Diese Korridore besitzen einen gro\u00dfen Erkl\u00e4rungsgehalt hinsichtlich des Vorkommens oder Fehlens der Arten. \u00dcber alle Arten hinweg waren das die Distanz-Variablen, die die Entfernung zu gro\u00dfen Stra\u00dfen (Autobahn, sonstige asphaltierte Stra\u00dfen) oder Gew\u00e4ssern (B\u00e4che oder Fl\u00fcsse) beschreiben. Sie sind in fast jedem Modell enthalten und besitzen meist einen h\u00f6chst signifikanten Einfluss auf das Vorkommen\/Fehlen der Art.<\/p>\n Das Ziel des Projekts war es, mit Hilfe geeigneter Habitatmodellierungstechniken das Vorkommen invasiver Neophyten in der Slowakei zu beschreiben. Diese Methode wurde noch nicht verwendet, um eine Prognose des Vorkommens dieser Arten in der Slowakei zu machen. Die Erkennung der Habitate ist wichtig f\u00fcr das Managment der Neophyten, als Grundlage zur Konzeptionserstellung zur Bek\u00e4mpfung sowie Ausbreitungspr\u00e4vention invasiver Pflanzen. Gebiete mit hohen Vorkommenswahrscheinlichkeiten Fallopia-Arten k\u00f6nnen so z.B. gezielt begangen und Bek\u00e4mpfungsma\u00dfnahmen gegebenenfalls durchgef\u00fchrt wurden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Habitatmodellierung von invasiven Neophyten Aufgrund der steigenden Anzahl von biologischen Invasionen weltweit und den damit einhergehenden Folgen weist das Thema \u0084invasive Arten\u0093 nicht nur einen hoch interessanten, interdisziplin\u00e4ren Charakter auf, sondern ist zugleich ein Top-Thema internationaler Forschung geworden. Als\u00a0Biologische Invasion bezeichnet man die Ausbreitung einer Art in einem Gebiet, in dem sie nicht heimisch ist. 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