Spatially explicit models for interacting populations in a changing landscape : A case study on Namibian dragonflies (Odonata)
In arid regions like the ephemeral river catchments of western Namibia the population dynamics of dragonflies is strongly influenced by the dynamic of drying and re-flooding of the habitats. Global climate change and shortage of water as a resource will deteriorate the life conditions for dragonflies. To draw conclusions about the influences of the landscape on the biodiversity of dragonflies, the present thesis shows the development and application of a spatially explicit population dynamic model for Odonata in changing landscapes. The model consists of four parts. In the first submodel habitat suitability models are introduced, which describe the presence of the species in dependency of habitat parameters. The second model is a population dynamic model at the base of Leslie matrices. The matrix parameters are mainly determined by food supply in the habitat. This enables the model to depict inter- and intraspecific competition effects. With this model the importance of colonisation sequences at the habitat is being analysed. The third submodel describes the implementation of theoretical and real landscapes by means of a grid based approach (= cellular automaton). Effects of landscape dynamics on the development of the species’ populations are shown by the use of landscape metrics. The fourth submodel deals with the rules for the dispersal of different ecological types of Namibian dragonflies. All four submodels are integrated into the spatially explicit dispersal model. The effects of the scenarios on the modelled species communities are discussed. The model has shown amongst others that permanent habitats with a well-developed vegetation structure are of great importance for the less mobile resident species as a kind of refuge. The results of the model showed a good accordance with actual monitoring data for the modelled species
In ariden Gebieten wie beispielsweise in den ephemeren Flusseinzugsgebieten West-Namibias wird die Populationsdynamik von Libellen stark von der Dynamik des Austrocknens und Wiederbefeuchtens der Habitate geprägt. Globaler Klimawandel und Verknappung der Ressource Wasser werden die Lebensbedingungen für Libellen weiterhin verschlechtern. Um Aussagen über die Einflüsse der landschaftsökologischen Rahmenbedingungen auf die Biodiversität der Libellen zu treffen, wird in der vorliegenden Arbeit ein räumlich explizites Modell zur Populationsdynamik von Libellen in sich verändernden Landschaften entwickelt und angewendet. Das Modell besteht aus vier Teilmodellen. Im ersten Teil werden Habitateignungsmodelle, die das Vorkommen der Arten in Abhängigkeit von Habitatparametern beschreiben, vorgestellt. Das zweite Teilmodell ist ein populationsdynamisches Modell auf Basis von Leslie-Matrizen. Die Matrixparameter werden im Wesentlichen durch Nahrungsverfügbarkeit im Habitat bestimmt, wodurch inter- und intraspezifische Konkurrenzeffekte abgebildet werden. Mit diesem Modell wird die Bedeutung der Besiedlungsreihenfolge der Gewässer analysiert. Das dritte Teilmodell beschreibt die Implementierung von theoretischen und realen Landschaften in einem rasterbasierten Ansatz (=zellulärer Automat). Auswirkungen der Landschaftsdynamik auf die Populationsentwicklung der Arten werden mit „landscape metrics“ aufgezeigt. Das vierte Teilmodell beschreibt Ausbreitungsregeln verschiedener ökologischer Typen von Libellen in Namibia. Alle vier Teilmodelle werden in das Gesamtmodell integriert. Die Auswirkungen der Szenarien auf die modellierten Artengemeinschaften werden diskutiert. Es konnte unter anderem gezeigt werden, dass Gewässer mit einer gut entwickelten Vegetationsstruktur für die weniger mobilen residenten Arten als wichtige Rückzugshabitate von großer Bedeutung sind. Der Vergleich der Modellergebnisse mit Monitoring-Daten zeigte gute Übereinstimmungen für die modellierten Arten.
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