Mehrskalige Erfassung von Kleinsäugergemeinschaften entlang eines urban-ruralen Gradienten

Abstract

Die Ausweitung von Siedlungsraum geht einher mit einer Versiegelung und Fragmentierung von Flächen; dabei kommt es zu Habitatzerstörung und Isolierung von Lebensraum für Pflanzen und Tiere. Durch stadttypische anthropogene Einflüsse entsteht ein urban-ruraler Gradient, ausgehend vom Stadtzentrum hin zu den umliegenden ländlichen Gebieten. Entlang dieses Gradienten kommt es mit zunehmender Zentrumsnähe zu immer stärkerer Biotopzerschneidung. Stadteffekte beeinflussen das Vorkommen und die Verbreitung von Tierarten. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass der Artenreichtum von Tieren entlang des urban-ruralen Gradienten abnimmt und in den stark verbauten Bereichen des Stadtzentrums die geringste Diversität herrscht. Betrachtet man die Artenzahlen entlang des Gradienten, zeigen alle Taxa eine fast doppelt so hohe Artenanzahl in den naturnahen, ruralen Gebieten als im urbanen Zentrum. Verbindungselemente wie sogenannte Trittsteinbiotope und lineare Strukturen können als Korridore eine Vernetzung von Habitaten und Arten fördern. Kleinsäuger sind eine sehr gut geeignete Gruppe von Organismen, um den Einfluss und die Auswirkungen anthropogener Veränderungen zu untersuchen. Ihre Arealansprüche sind relativ gering, so dass sie auch in einem Mosaik kleiner Lebensräume wie heterogene urbane Habitatfragmente überleben können. Um den Einfluss von Verstädterung auf Kleinsäugergemeinschaften (Muridae, Arvicolidae, Soricidae) und die Kondition der einzelnen Individuen zu untersuchen, wurde entlang der Flüsse Alster und Wandse, als zwei natürliche urban-rurale Gradientenverläufe in das Stadtzentrum Hamburg, Deutschland, das Vorkommen von Kleinsäugern erfasst. Die Erfassung erfolgte mit Kleinsäugerlebendfallen und einer Fang-Markierung-Wiederfang Methode entlang von Transekten auf jeweils vier Gebieten unterschiedlichen Verstädterungsgrades entlang der Grünzüge der Flussläufe. Die Analyse der Daten zum Vorkommen von Kleinsäugerarten und dem Effekt von Verstädterung wurde auf drei unterschiedlichen räumlichen Ebenen durchgeführt. Die erste Analyse folgte einem durch Schmidt et al. (2014) definierten Urbanisierungsgrad pro km² (Ebene 1). Auf Basis der Vegetationsstruktur 100 m langer Transekte (Ebene 2) sowie auf Ebene der Strukturen von Mikrohabitaten auf 4 m² großen Flächen direkt am Fallenstandort (Ebene 3) wurde zusätzlich der Parameter Vegetation berücksichtigt. Aus Sicht der Kleinsäuger wurde gemessen, inwieweit sich die Kondition der Tiere (als Maß für die Qualität eines Lebensraums und potenziellen Reproduktionserfolg) in Relation zu den genannten Ebenen ändert. Die Analyse der Anzahl gefangener Mäuse in Gebieten unterschiedlichen Urbanisierungsgrades (1 niedrig, 2 mittel, 3 hoch), zeigte einen signifikanten Artenrückgang von Gebieten mit niedrigem Urbanisierungsgrad hin zu stark urbanisierten Bereichen. Bei der Untersuchung des Einflusses der Vegetationsstruktur auf der Ebene 2 (Transekte, Länge 100 m) auf die Anzahl der gefangenen Arten zeigte sich sowohl eine Beziehung zwischen dem Strukturtyp der Vegetation und der Anzahl gefangener Arten als auch dem Urbanisierungsgrad und der Anzahl gefangener Arten. Mit zunehmender Vegetationsstruktur wurden mehr Arten gefangen wohingegen mit zunehmendem Urbanisierungsgrad, strukturunabhängig, die Artanzahl zurückging. Auf der Ebene der Mikrohabitate konnte ein Zusammenhang zwischen dem Artvorkommen und dem Mikrohabitattyp gezeigt werden. Insbesondere eine ausgeprägte Gras- und Krautschicht führte zu einem höheren Artenvorkommen. Die Art Myodes glareolus wurde signifikant häufiger an Standorten mit vielfältigen Bodenstrukturen und Gras- und Krautschicht gefangen. Es konnte keine Beziehung zwischen dem Grad der Urbanisierung und der Kondition der am häufigsten gefangenen Arten Apodemus flavicollis, Apodemus sylvaticus und Myodes glareolus aufgezeigt werden. Apodemus flavicollis zeigte jedoch mit zunehmendem Strukturreichtum niedrigere Body-Mass-Werte. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen für Kleinsäuger in der Stadt das weltweite Muster des Artenrückgangs. Auch wenn der untersuchte urban-rurale Gradient eine, zumindest theoretisch, durchgängige Verbindungsachse für die Verbreitung von Arten in das Stadtzentrum hinein bietet, konnte nur eine geringe Anzahl kontinuierlich nachgewiesen werden. Diese Generalisten scheinen im Lebensraum Stadt gute Habitatstrukturen und Nahrungsbedingungen vorzufinden. Spezialisierte Arten hingegen bleiben aus. Insgesamt kommt es zu einer Artverarmung und Homogenisierung der Vertebratengemeinschaft im städtischen Gebiet. Grünzüge entlang von Flussläufen mögen ein guter Korridor sein um Tiere und Pflanzen bis in dicht besiedelte Gebiete zu führen. Soll jedoch auch innerstädtische Tierartendiversität gefördert werden, müssen die für Spezialisten geeigneten Biotope und Vegetationsstrukturen erhalten oder neu gestaltet werden.

The expansion of settlement area often goes hand in hand with surface sealing and fragmentation of land, habitat destruction and isolation of habitats for plants and animals. City-specific anthropogenic influences (e.g. population density, degree of sealing, climate, air pollution, soil compaction) create a gradient from the city center to the surrounding rural areas. Various studies have shown that the number of species decreases along urban-rural gradients, and that there is the least diversity in densely populated areas of the city center. Looking at the species numbers along the gradient, all taxa show an almost twice as high number of species in the rural areas compared to the urban core area. Linking elements such as so-called step-stone-biotopes and linear structures can promote the networking of habitats and species. Small mammals are a very suitable group of organisms to investigate the influence and effects of anthropogenic changes. Their areal requirements are relatively low so that they can also survive in a mosaic of small habitats such as heterogeneous urban habitat fragments. In order to investigate the influence of urbanization on small mammals (Muridae, Arvicolidae, Soricidae) and the condition of the individuals, the occurrence of small mammals along two natural urban-rural gradients, i.e. the rivers Alster and Wandse, flowing into the city center of Hamburg, Germany, was detected. The capture was carried out with small mammal live traps and a catch-marking-recatch method along transects in four areas of different degrees of urbanization along the rivers Alster and Wandse. The analysis of the data of the occurrence of small mammal species and the effect of urbanization was carried out on three different spatial levels. First of all, the occurrence of species was analyzed on a large scale in relation to the degree of urbanization, defined by Schmidt et al. (2014) as urbanization per square kilometer (level 1). Secondly, on the basis of the vegetation structure of 100 m long transects (level 2) as well as on the level of the structures of microhabitats on 4 m² large areas directly at the fall site (level 3), the parameter vegetation was taken into account. Further analyses were carried out to examine the extent to which the condition of individual animals (as a measure of the quality of a habitat and the potential reproductive success) changes in relation to the levels mentioned. Results from captured mice and voles in areas of different urbanization levels (1 low, 2 medium, 3 high) showed a significant decline in species from areas with low levels of urbanization to highly urbanized areas. Regarding the influence of the vegetation structure on level 2 (transects, length 100 m) on the number of captured species, a relationship between the structure type of the vegetation and the number of captured species as well as the degree of urbanization and the number of captured species was observed. As the vegetation structure increased, more species were captured. With an increasing degree of urbanization, regardless of the structure, the number of species decreased. At the level of the microhabitats, a link between species occurrence and the microhabitat type could be shown. In particular a pronounced grass and herb layer resulted in a higher species occurrence. The species Myodes glareolus (Bank vole) was significantly more frequently caught in sites with diverse soil structures and grass and herb layers. There was no relationship between the degree of urbanization and the condition of the most abundant species Apodemus flavicollis (Yellow-necked mouse), Apodemus sylvaticus (Wood mouse) and Myodes glareolus. Apodemus flavicollis, however, showed lower body mass values with increasing structural richness. The results of this work show the world-wide pattern of species decline for small-mammal communities in urban areas. Even if the studied urban-rural gradient offers, at least theoretically, a continuous connection axis for the distribution of species into the city center, only a small number could be detected continuously. These generalists seem to find good habitat structures and food conditions in the habitat of the city. However, specialized species are still missing. Overall, there is a kind of impoverishment and homogenization of the vertebrate community in the urban area. Green landscape corridors along rivers can be a good passage to guide animals and plants to densely populated areas. If, however, inner-city animal diversity is also to be promoted, the biotopes and vegetation structures suitable for specialists must be preserved or redesigned.