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Butterfly communities in the natural landscape of West Khentej, northern Mongolia: diversity and conservation value

dc.contributor.advisorMühlenberg, Michael Prof. Dr.de
dc.contributor.authorGantigmaa, Chuluunbaatarde
dc.date.accessioned2012-05-16T12:12:37Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:34Zde
dc.date.issued2006-01-16de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B6D3-7de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-1407
dc.description.abstractDiese Arbeit bietet einen Einblick in die Naturgeschichte der Schmetterlingsarten, welche im West-Khentej-Gebirge in der nördlichen Mongolei zu finden sind. Das Untersuchungsgebiet liegt in der Übergangszone zwischen Südsibirien und der asiatischen Steppe und es beinhaltet Wälder, Gebiete mit Gebüschvegetation, Baumgruppen und Einzelbäumen, Steppen und andere Typen von Grasland, welche ein heterogenes Landschaftsmosaik fast ohne jeglichen menschlichen Einfluss bilden. Die Region besitzt eine reichhaltige Flora mit borealen, temperaten und mandschurischen Elementen. Diese Studie über die Schmetterlinge des West Khentej stellt die erste Untersuchung über den Artenreichtum und die relative Abundanz der Schmetterlingsarten in der Nordmongolei dar. Die Ziele dieser Arbeit waren: 1) die Schmetterlingsfauna des West Khentej bezüglich der taxonomischen Zusammensetzung, Biogeographie und zeitlichen Variabilität in natürlichen Gemeinschaften zu beschreiben, 2) den Einfluss der Landschaftsstruktur und der Vegetation auf die Artengemeinschaft der Schmetterlinge durch einen Vergleich der Habitatnutzung der Schmetterlingsfauna in vier verschiedenen Habitattypen zu beschreiben, 3) die Habitatfaktoren, welche die Schmetterlingsdiversität in der Naturlandschaft beeinflussen, durch den Vergleich verschiedener Graslandhabitate zu analysieren, und 4) die Bedeutung des Untersuchungsgebietes zur Erhaltung der Schmetterlinge abzuschätzen.Verschiedene Habitattypen wurden aufgrund einer Vegetationsanalyse gekennzeichnet und die Artengemeinschaften der Schmetterlinge dieser Naturlandschaften wurden untersucht, um Faktoren zu identifizieren, welche die Diversität und Zusammensetzung der Schmetterlingsgruppen beeinflussen. Innerhalb von vier Vegetationstypen (Waldlichtung, Wiesensteppe, Gebirgstrockensteppe und feuchtem Grasland) wurden die relative Abundanz, die Ähnlichkeit der Fauna, der Artenreichtum und andere Diversitätsparameter in vier Plots als Replike für drei Habitattypen bestimmt. Auf also insgesamt 12 Plots wurden vier Jahre lang (2000-2003) in den Monaten Mai bis August zweimal täglich Daten aufgenommen. Während einer standardisierten einstündigen Aufnahme in einem Gebiet von 0,5 ha wurde die Netzfang-Methode angewandt. Es wurden insgesamt über die vier Jahre verteilt 164 Fangstunden durchgeführt, bei der Erfassung wurden 9993 Individuen aus 150 Schmetterlingsarten aufgenommen. 15 Arten wurden innerhalb dieser Studie erstmalig für den West Khentej entdeckt.Die Pflanzenbedeckung wurde nur für zwei Vegetationstypen im Detail analysiert, und zwar in der Wiesensteppe und in der Gebirgstrockensteppe. Eine Abschätzung des Artenreichtums der Pflanzen ergab Werte von 64 für die Wiesensteppe und 29 für die Gebirgstrockensteppe. Die Pflanzengesellschaften in den zwei untersuchten Habitaten zeigten nur 10% Ähnlichkeit bezüglich der Artenzusammensetzung, was die Unterschiede zwischen den feuchten und hoch bewachsenen Krautsteppen auf den Flussterrassen und den trockenen und kurzrasigen Gebirgssteppen an den Südhängen hervorhebt. Die Verteilung der Schmetterlingsarten stand jedoch in keiner signifikanten Relation zur Pflanzenbedeckung. Die Artengemeinschaft der Schmetterlinge zeigte im Vergleich der beiden Habitate eine Ähnlichkeit der Artenzusammensetzung von 80% . Insgesamt 80 Arten traten an allen vier untersuchten Habitattypen des West Khentej häufig auf. Es wurde ebenfalls kein signifikanter Unterschied der beobachteten Artenzahlen in den vier untersuchten Habitattypen festgestellt. Das erwartete absolute Artenreichtum, als ICE-Index geschätzt, hingegen ließ deutliche Unterschiede zwischen den vier Habitattypen erwarten. Nach dieser Abschätzung sollte die Waldlichtung den größten Artenreichtum aufweisen. Die log-normal verteilte Dominanz-Diversitätskurve der Schmetterlingsarten deutet auf eine natürlich reiche Gemeinschaft hin.Die Schmetterlinge des westlichen Khentej können in vier biogeographische Kategorien eingeteilt werden, von welchen die paläarktische Gruppe mit 59% der gesamten Arten den Großteil ausmacht. Die dominanten Familien unter den paläarktischen und zentralasiatischen Arten waren Lycaenidae und Nymphalidae, die beiden Familien umfassen zusammengenommen 59 bzw. 67%. Die Nymphalidae dominierten auch die holarktische Artengruppe (52%), wohingegen die dominante Familie der ostasiatischen Arten mit 45% die Satyridae waren. Zwischen den Arten mit einer begrenzteren geographischen Verbreitung wie den zentralasiatischen oder den ostasiatischen Arten hatten die Spezialisten (durch Nischenbreite in der Habitatokkupanz von < 0,5 klassifiziert) einen größeren Anteil als die Arten mit einer breiteren geographischen Verteilung. Die Arten mit höherer Abundanz gehörten eher zu den Generalisten als zu den Habitatspezialisten (71 bzw. 46%). Spezialisierte Arten mit einer geographischen Beschränkung auf Zentral- und Ostasien wurden eher in den Graslandbiotopen gefunden, während die Spezialisten mit paläarktischer und holarktischer Verbreitung ihr größtes Vorkommen auf Waldlichtungen und in Waldrandbiotopen hatten. Schmetterlinge mit einem taxonomisch weiten Bereich von Futterpflanzen (Polyphage) kommen tendenziell mit einer größeren Verbreitung vor als Schmetterlinge, die nur eine einzige Art oder Gattung als Wirtspflanze nutzen (Mono- oder Oligophage). Der Großteil (70%) der gesamten Schmetterlingsfauna des Khentej besteht aus Arten, deren Raupenfutterpflanzen Kräuter und Gräser darstellen 7% hingegen entwickeln sich über Holz. Polyphage Arten waren im West Khentej dominant, sie stellen über 40% der gesamten Artenzahl. Die Verteilung monophager und stark oligophager Arten differieren zwischen den verschiedenen Habitaten nicht signifikant. Insgesamt weisen die Ergebnisse darauf hin, dass die Schmetterlinge des West Khentej eine allgemein schwache Habitatspezifizät aufzeigen.Die Analyse der relativen Abundanzen von 144 Arten aus dem Untersuchungszeitraum 2000-2003 ergaben für einige Arten einen steigenden und für einige Arten einen fallenden Trend, die Mehrheit der Arten jedoch zeigte eine relativ konstante Populationsgröße. Es wird angenommen, dass die Fluktuation der Population in einigen Fällen mit den Wetterbedingungen variieren kann. Die Flugzeit der im West Khentej lebenden Schmetterlingsarten wurde als kürzer beobachtet, als dies für die gleichen Arten in Deutschland der Fall ist. Die Mehrzahl der West Khentej-Arten ist für gewöhnlich univoltin, auch wenn die Flugzeiten kürzer sind als in Deutschland. Der Unterschied ist signifikant. Für den Dukatenfalter (Lycaena virgaureae) wurden die Mobilität der adulten Tiere und die Populationsgröße über Fang-Wiederfang-Daten bestimmt. Diese Art ist in Europa potentiell bedroht und wurde deshalb als Modell für eine detailliertere Analyse ausgewählt. Es wurden mehrere signifikante Beziehungen zwischen der Abundanz von Lycaena virgaureae und seinen Nektarpflanzen entdeckt. Es wurden 19% der 1345 markierten Individuen innerhalb von 4 Wochen wiedergefangen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Mobilität dieser Schmetterlinge in Naturlandschaften höher ist als in fragmentierten, kleinräumigen und anthropogen dominierten Landschaften (Vergleich mit Daten aus Deutschland), jedoch ist das Zurücklegen einer größeren Strecke in Naturlandschaften eher selten. Lycaena virgaureae scheint im West Khentej in großen und offenen Populationen zu leben. Dies wird auch für die meisten anderen Arten angenommen und könnte erklären, warum das Verhältnis zwischen Artenzahl und Flächengröße bei den hier untersuchten Schmetterlingsgemeinschaften für die ausgewählten Untersuchungsplots nicht signifikant waren.Die Region West Khentej beherbergt eine große Anzahl von Schmetterlingsarten. Auf etwa 100 km2 wurde ein ähnlicher Artenreichtum gefunden wie im gesamten Deutschland. Viele Schmetterlingsarten, welche in Europa laut dem Berner Abkommen und den nationalen Roten Listen als gefährdet eingestuft werden, kommen im West Khentej vor. Die Populationen im Khentej sind groß und weiträumig verteilt und es gibt bislang keine Anzeichen einer Gefährdung oder eines Rückgangs, abgesehen von den natürlichen Fluktuationen. Diese Ergebnisse zeigen deutlich den hohen Wert des Khentej für die Erhaltung der Schmetterlingsgemeinschaften und sie unterstreichen die Bedeutung der Natürlichkeit in einer heterogenen Landschaft, welche die Koexistenz vieler Arten ermöglicht.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleButterfly communities in the natural landscape of West Khentej, northern Mongolia: diversity and conservation valuede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedSchmetterlingsgemeinschaften in der Naturlandschaft der Westkhentie, Nordmongolei: Biodiversität und Naturschutzwertde
dc.contributor.refereeSchaefer, Matthias Prof. Dr.de
dc.date.examination2005-01-27de
dc.subject.dnb500 Naturwissenschaften allgemeinde
dc.description.abstractengThis thesis provides an insight into the natural history of butterfly species which are found in the West Khentej mountains of northern Mongolia. The study area is located in the transition zone between southern Siberia and Asian steppe and it includes forests, woodlands, steppe, and different types of grassland, forming a heterogeneous landscape mosaic with nearly no human impact. The region has a rich flora with boreal, temperate and mandshurian elements. The study on West Khentej butterflies is the first investigation of species richness and relative abundances of butterfly species in northern Mongolia. The objectives of this research were: 1) to describe the butterfly fauna of West Khentej in terms of taxonomic composition and biogeography and temporal variability in natural communities, 2) to describe the influence of landscape structure and vegetation on butterfly community by comparing habitat occupancy of West Khentej butterfly fauna in four different habitat types, 3) to analyse the habitat factors that influence butterfly diversity in natural landscape by comparing different grassland habitats, and 4) to asses the importance of the study region to the conservation of butterflies.Different habitat types were identified according to vegetation analysis and butterfly communities were examined within these natural landscape to identify factors that influence the diversity and composition of butterfly assemblages. In four vegetation types (forest openings, herb meadow, mountain dry steppe, and wet grassland) the relative abundance, faunal similarity, species richness and other diversity measures were estimated with 4 study plots as replicates for four years (200-2003). The netting method was used for collecting the butterflies during a standardised 1 hour sample in an area each of 0,5 ha. The total sampling effort over four years was 164 catch hours. 150 butterfly species have been reported during the survey period in 9993 individuals. 15 species have been reported for the first time in the West Khentej region by this study.Plant cover was analysed in detail only in two vegetation types, in herb meadow and mountain dry steppe. Estimated plant species richness in herb meadow and mountain dry steppe were 64 and 29, respectively. The plant community showed only 10% similarity in species composition between the two sampled habitats, documenting the difference between the moist tall herb meadow on river terraces and the dry short mountain steppe on southern slopes. But butterfly species were not significantly related to the vegetation cover. The butterfly community showed 80% similarity in species composition between these study sites. A total of 80 species were common in all four surveyed habitat types in West Khentej. The observed number of butterfly species was not significantly different between the four habitat types. The expected total species richness, calculated as ICE estimator was significantly different between the four opening ranked highest in species richness. The log-normal dominance-diversity curve of butterfly species indicates a natural rich community.The butterflies in West Khentej can be classified into four biogeographic categories, from which the palearctic group constitutes the biggest part with 59 % of the total species. Lycaenidae and Nymphalidae were the dominant families among palearctic and central Asian species, the two families together comprise 59% and 67%, respectively. Nymphalids also dominated the holarctic species assemblage (52%), whereas the dominant family (45%) of the East Asian species belongs to the Satyridae. Among the species with a more restricted geographical distribution like the central Asian or eastern Asian species, the specialist (classified by niche width in habitat occupancy with < 0.5) had a higher percentage than species with broad geographical distribution. Species with higher abundance belong more to the generalists (niche width > 0.5). Palearctic species constituted a higher proportion of habitat generalists than of habitat specialists (71% and 46% respectively). Specialist species which geographical restriction to central and East-Asia were found more in grassland biotopes, but the specialist species with palearctic and holarctic distribution peaked at forest opening and forest margin biotopes. Butterflies with a taxonomically wide range of food plants (polyphagous) tend to be more widely distributed than butterflies that use only one species or genus of host plant (mono- and oligophagous). The majority (70% of total butterfly fauna of Khentej) in the study area are herb/grass feeders, 7% of the total were feeders on woods. Polyphagous species were dominant in West Khentej, and they constitute about 40% of total butterfly species. The distribution of monophagous and strongly oligophagous species are not significantly different among habitat types. In summary , the findings indicate that the butterflies of West Khentej show an overall low habitat-specificity.Analysis of the relative abundances of 144 species from the survey period 2000-2003 revealed for few species an increasing trend and for few other species a decreasing trebd, but most of the species showed relatively constant population size. Population fluctuation could be related in many cases to variable weather conditions. Flight period of butterfly species living in West Khentej was shorter than that of the same species in Germany. The majority of West Khentej species is usually univoltine, as well the time of being on the wing was shorter than in Germany. The difference was marginally significant.Adult movement and population size of the scarce copper (Lycaena virgaureae) was estimated using the capture-recapture data. This species is near-threatened in Europa and was selected for some detailed analyses as a model. There were several significant relationships between the abundance of Lycaena virgaureae and its nectar plants. 19% of 1345 marked individuals were recaptured within 4 weeks. The results showed that the mobility of these butterflies is higher in the natural landscape than in the fragmented and human dominated landscape at a smaller scale (comparison with data from Germany), but far movements are rare in the natural landscape. Lycaena virgaureae seams to live in West Khentej in large open populations. This is also suspected for most of the other species and may explain, why the species-area relationship of butterfly community was not significant for the selected study plots in West Khentej.The West Khentej region supports a high number of butterflies species. In about 100 km2 a similar species richness is found as in the entire Germany. Many butterfly species occur in West Khentej which are listed in Europe as threatened in the Bern Convention and national Red Data Books. The populations in the Khentej are large and widespread and there is so far no sign of threat or a decline natural fluctuations. There results clearly indicate the high value of West Khentej for the conservation of butterfly communities and they highlight the importance of naturalness in a heterogeneous which sustains the coexistence of many species.de
dc.contributor.coRefereeLeuschner, Christoph Prof. Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeHasselhorn, Marcus Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerSchmetterlingede
dc.subject.gerMongoleide
dc.subject.gerBiodiversitätde
dc.subject.gerNaturlandschaftende
dc.subject.gerHabitatwahlde
dc.subject.gerFauna Ähnlichkeitende
dc.subject.gerPopulationsbiologiede
dc.subject.gerBiogeographiede
dc.subject.gerNaturschutzde
dc.subject.engButterfliesde
dc.subject.engMongoliade
dc.subject.engbiodiversityde
dc.subject.engnatural landscapede
dc.subject.enghabitat selectionde
dc.subject.engfaunal similarityde
dc.subject.engpopulation biologyde
dc.subject.engbiogeographyde
dc.subject.bk42.90 Ökologie: Allgemeinesde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-638-9de
dc.identifier.purlwebdoc-638de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWS 000 Naturschutz und Naturschutzgebietede
dc.subject.gokfullArtenschutzde
dc.identifier.ppn512539308de


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