Berechnungen zur Vielfalt der Artengemeinschaften

Der Indikator «Vielfalt der Artengemeinschaften» beschreibt, wie sich die Artenzusammensetzung der verschiedenen Artengruppen innerhalb einzelner Lebensräume und in den verschiedenen Regionen der Schweiz entwickeln. Die Berechnung erfolgt auf der Basis der Präsenz- und Absenzangaben der einzelnen Arten aus den beiden BDM-Messnetzen.
Bild einer artenreichen Wiese mit vielen Margeriten.

Eine wichtige Ergänzung zur Artenzahl

Mit den Daten aus den BDM-Erhebungen lässt sich die mittlere Artenzahl in Lebensräumen und Landschaften ermitteln. Doch reichen diese Angaben aus, um die Biodiversität in der Schweiz umfassend zu beschreiben? Nein! Es kann nämlich sein, dass in einem bestimmten Lebensraumtyp oder in einer bestimmten Region zwar beachtlich lange Artenlisten erstellt werden können, dass sich diese aber zwischen den einzelnen Stichprobenflächen nur geringfügig unterscheiden. Solche Artengemeinschaften sind dann nicht besonders vielfältig. Dieser Tatsache trägt der Indikator «Vielfalt der Artgemeinschaften» Rechnung, der die Artenlisten der Stichprobenflächen miteinander vergleicht. Eine besonders hohe Vielfalt wird erst dann erreicht, wenn pro Fläche möglichst viele Arten vorkommen und die Überlappung der Artenlisten zwischen den Aufnahmeflächen gering ist.

Ein einfaches Rechenbeispiel

Bei der Artenzahl wird für jede Fläche separat die Anzahl der Arten gezählt. Der Indikatorwert ergibt sich aus dem Mittelwert dieser Artenzahlen. Zur Berechnung der Vielfalt der Artgemeinschaften wird hingegen die Artenliste (Präsenz-Absenz-Angaben) zweier Stichprobenfläche miteinander verglichen. Dabei wird der Anteil der unterschiedlichen Arten mit einem in der Ökologie geläufigen Diversitätsindex, dem sogenannten Simpson-Index, berechnet.

  • In der linken Grafik stellen zwei Kreise je eine Fläche dar. In einer hat es vier Blumen, in der anderen drei Blumen. Eine hellblaue Blume kommt in beiden Kreisen vor.
  • In der rechten Grafik sind die beiden Kreise überlagert dargestellt, die hellblaue Blume befindet sich in der Schnittmenge.

Das gleiche Vorgehen kommt bei allen möglichen Kombinationen von zwei Stichprobenflächen zum Tragen. Der Mittelwert aller berechneten Indexwerte ergibt den Wert des Indikators. Ein Indikatorwert von 1 bedeutet eine maximale Vielfalt der Artengemeinschaften. Er liegt – rein hypothetisch – vor, wenn keine Art auf zwei miteinander verglichenen Flächen vorkommt. Ein Indikatorwert nahe bei 0 bedeutet, dass die Artengemeinschaften sehr einheitlich sind. Die Berechnung ist vom Prinzip her zwar einfach, wegen der vielen Vergleiche aber rechenaufwändig.

Was passiert nun, wenn sich die Artzusammensetzung im Verlauf der Zeit ändert? Im Folgenden sind zwei Szenarien dargestellt.

  • In der linken Grafik stellen zwei überlagerte Kreise je eine Fläche dar. In beiden hat es vier Blumen. Die hellblaue Blume kommt in beiden Kreisen vor. Die zusätzliche violette Blume kommt nur in einer Fläche vor.
    In diesem Szenario wird eine seltene Art häufiger. Im Beispiel ist die punktiert eingekreiste Art in der rechten Fläche neu aufgetaucht. Im Vergleich zum Ausgangszustand steigt die mittlere Artenvielfalt von 3,5 auf 4,0 Arten. Gleichzeitig werden auch die Artengemeinschaften vielfältiger, der Simpson-Index steigt von 0,67 auf 0,75.
  • In der rechten Grafik sind die beiden Kreise mit je vier Blumen überlagert dargestellt. Neu kommt die orangefarbene Blume in beiden Flächen vor und befindet sich somit in der Schnittmenge.
    Hier wird eine häufige Art häufiger. Die punktiert eingekreiste Art wandert in der rechten Fläche ein, auf der linken Fläche kommt sie wie schon im Ausgangszustand weiterhin vor. Auch in diesem Szenario steigt die mittlere Artenvielfalt von 3,5 auf 4,0 Arten. Jedoch werden dadurch die Artengemeinschaften ähnlicher und der Simpson-Index sinkt von 0,67 auf 0,5.

Messnetz Landschaften

Feldmitarbeitende erfassen die Pflanzen, Tagfalter und Brutvögel auf einer Fläche von einem Quadratkilometer Grösse. In der Regel schreiten sie dabei eine genau vorgegebene Strecke entlang von Wegen und Strassen ab.

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Messnetz Fliessgewässer

Feldmitarbeitende erheben Gewässerwirbellose auf einem Abschnitt von 5 bis 100 Meter Länge – je nach Breite des Fliessgewässers. Die Tiere werden gesammelt für die Bestimmung in spezialisierten Labors.

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Messnetz Landlebensräume

Feldmitarbeitende erheben die ausgewählten Artengruppen auf einer Kreisfläche von zehn Quadratmetern. Die Gefässpflanzen erfassen sie direkt vor Ort. Von Moosen und Gehäuseschnecken nehmen sie Proben mit für die Bestimmung in spezialisierten Labors.

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