Methodologische Untersuchungen zum Einsatz eines Sauggerätes zur quantitativen Erfassung von Insekten


Studienarbeit, 2010

67 Seiten


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2 Untersuchungsgebiet
2.1 Lage der Untersuchungsflächen
2.2 Naturräumliche Einordnung
2.3 Geologie und Böden des Campus
2.4 Vegetationskundliche Charakterisierung der untersuchten Wiesentypen
2.4.1 Grünlandtyp-Magerwiese
2.4.2 Grünlandtyp-Fettwiese
2.5 Charakterisierung der Fauna auf dem Campus
2.6 Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf

3 Methoden
3.1 Erfassungsmethoden für die Fauna
3.2 Analysen zur Quantifizierung der Handhabung des Sauggerätes
3.2.1 Untersuchungen zur Bestimmung der punktuellen Saugzeit pro Aufsetzen
3.2.2 Quantifizierung der optimalen Saugdauer je Probenahmefläche (Kunststoffkasten mit einer Fläche von 0,2 m2 )
3.2.3 Bestimmung der optimalen Saugstärke
3.2.4 Vergleich von Grünlandtypen
3.3 Anwendungsbeispiel zur Bestimmung der Fängigkeit des Sauggerätes - Probenahmen entlang von Transekten in Grünlandstreifen
3.3.1 Keschermethode
3.4 Erfassung der Standortfaktoren
3.4.1 Erfassung der Vegetation
3.4.2 Bestimmung der Fauna
3.5 Tabellenarbeit
3.6 Statistische Auswertung
3.6.1 Rarefaction-Verfahren
3.6.2 Statistische Tests

4 Ergebnisse
4.1 Erprobung des Sauggerätes
4.1.1 Bestimmung der punktuellen Saugzeit pro Aufsetzen
4.1.2 Quantifizierung der Saugdauer je Probenahmefläche
4.1.3 Einfluss der Saugstärke (Saugrohrdurchmesser)
4.1.4 Erprobung der Fängigkeit des Sauggerätes auf verschiedenen Grünlandtypen
4.2 Anwendungsbeispiel - Probenahmen entlang von Transekten in einem Grünlandstreifens zum Vergleich der Fängigkeit von Sauggerät und Kescher
4.2.1 Quantifizierung der Fangqualität des Sauggerätes
4.2.1.1 Charakterisierung der Arten
4.2.2 2. Probenahme in Kleinwaltersdorf zum Vergleich der Fängigkeit von Sauggerät und Kescher
4.3 Vergleich der beiden Probenahmen im Transekt B

5 Diskussion
5.1 Methoden-Diskussion
5.1.1 Fehlerquellen bei den Probenahmen mittels Sauggerät und Kescher
5.1.2 Rarefaction-Methode
5.2 Experimente zur Optimierung des Erfassungsaufwands
5.2.1 Punktuelle Saugzeit auf einer Magerwiese
5.2.2 Optimale Sauganzahl auf einer Fettwiese
5.2.3 Variation des Rohrdurchmessers beim Sauggerät
5.2.4 Vergleich der Fängigkeit auf verschiedenen Grünlandtypen
5.3 Probenahmen auf dem Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf und Charakterisierung der erfassten Arten
5.4 Effizienz des Sauggerätes - Vergleich der Fangmethoden (Sauggerät und Kescher)
5.5 Schlussfolgerung

6 Zusammenfassung

7 Danksagung

8 Literaturverzeichnis

9 Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Campus der TU Bergakademie Freiberg - Biotoptypen Grünland

Abbildung 2: Geographische Lage des Grünlandstreifens im Oberen Waltersbachtal und die geographische Koordinaten der Transektflächen

Abbildung 3: Biotoptypenkennzeichnung in Kleinwaltersdorf

Abbildung 4: Motorisiertes Sauggerät - Stihl SH

Abbildung 5: Fangbeutel

Abbildung 6: Probenahmerahmen

Abbildung 7: Dreieckskescher (Kantenlänge: 35 cm)

Abbildung 8: Verfahrensweise für die Bestimmung der Sauganzahl auf einer Fettwiese

Abbildung 9: Stihl SH 85 - verkleinerter Saugrohrdurchmesser

Abbildung 10: Erfasste Zikaden-Artenzahlen mithilfe des Sauggerätes und anschließendem Kescherfang im Transekt B

Abbildung 11: Shinozaki-Kurven je Saugdauer (t = 90 s, t = 60 s, t = 30 s)

Abbildung 12: Mittelwerte und Standardabweichungen der Individuenzahl für Saugzeiten

Abbildung 13: Mittelwerte und Standardabweichungen der Artenzahl für Saugzeiten

Abbildung 14: Mittelwerte und Standardabweichungen der Individuenzahlen der Zikaden für die jeweilige Saugdurchführung (SD)

Abbildung 15: Mittelwerte und Standardabweichungen der Zikaden Artenzahlen für die jeweilige Saugdurchführung (SD)

Abbildung 16: Individuenzahlen der Zikaden mit normalem (ND) und verkleinertem (KD) Saugrohrdurmesser

Abbildung 17: Individuenzahlen der Zikaden-Arten auf der Fettwiese

Abbildung 18: Individuenzahlen der Zikaden- und Wanzen-Arten auf der Magerwiese

Abbildung 19: Shinozaki-Kurve und Arten-Frequenz-Verteilung für die Fettwiese

Abbildung 20: Shinozaki-Kurve und Arten-Frequenz-Verteilung für die Magerwiese

Abbildung 21: Erfasste Zikaden-Individuen mittels Sauggerät und anschließendem Kescherfang im Transekt B

Abbildung 22: Erfasste Zikaden-Individuen mittels Sauggerät und anschließendem Kescherfang im Transekt C

Abbildung 23: Zikaden-Artenzahlen mittels Sauger und anschließendem Kescherfang im Transekt B

Abbildung 24: Zikaden-Artenzahlen mittels Sauger und anschließendem Kescherfang im Transekt C

Abbildung 25: Kumulative Artenzahlen von Zikaden und Wanzen vom Sauggerät und Kescherfang im Transekt B

Abbildung 26: Kumulative Artenzahlen von Zikaden und Wanzen vom Sauggerät und Kescherfang im Transekt C

Abbildung 27: Individuenzahlen der Zikaden-Arten vom Kescherfang und Sauggerät im Transekt B im Grünlandstreifen bei Kleinwaltersbach (Probetermin 2)

Abbildung 28: Artenzahlen der Zikaden-Arten vom Kescherfang und Sauggerät im Transekt B im Grünlandstreifen bei Kleinwaltersbach (Probetermin 2)

Abbildung 29: Shinozaki-Kurve, kumulative Arten-zahlen und Artenzahlen der Zikaden- Arten vom 2 Probenahmetermin erfasst mittels Sauggerät im Transekt B

Abbildung 30: Shinozaki-Kurve, kumulative Artenzahlen und Artenzahlen der Zikaden-Arten vom 2 Probenahmetermin erfasst mittels Kescherfang im Transekt B

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Vergleich der Artenzahlen von Zikaden und Wanzen in den Transekten

Tabelle 2: Zu erwartende Artenzahlen S(q) bei unterschiedlichen Erfassungseinheiten (q)

Tabelle 3: Mittelwerte (MW) und Standardabweichungen (s) der Arten (S)- und Individuenzahlen (N) für drei Saugdurchführungen

Tabelle 4: Vergleich der Individuen- (N) und Artenzahl (S) mit verkleinertem (KD) und normalem (ND) Rohrdurchmesser mittels Wilcoxon-Mann-Whitney-Test

Tabelle 5: Arten- und Individuenzahlen der Zikaden/Wanzen auf Fett- und Magerwiese

Tabelle 6: Artenzahlen der Zikaden und Wanzen für die Transekte B und C

Tabelle 7: Individuenzahlen der Zikaden und Wanzen für die Transekte B und C

Tabelle 8: Individuenzahlen (N) und Artenzahlen (S) vom Sauger/Kescher für Transekt B

Tabelle 9: Individuenzahlen (N) und Artenzahlen (S) von Sauger/Kescher für Transekt C

Tabelle 10: Arten- und Individuenzahlen der Zikaden und Wanzen vom Sauger und Kescherfang im Transekt B am 2. Termin (18.08.2009)

Tabelle 11: Test auf Signifikanz in Bezug auf die Artenzahl (S) und Individuenzahl (N) vom Kescher und Sauger, mittels Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test

Tabelle 12: Arten (S)- und Individuenzahlen (N) der Zikaden und Wanzen vom Sauggerät von der 1. und 2. Probenahme im Transekt B (Tr. B) in Kleinwaltersdorf (KW)

Tabelle 13: Vergleich zwischen Sauggerät und Kescher

1 Einleitung

In dieser Arbeit wurde mithilfe von methodologischen Untersuchungen der Einsatz eines Sauggerätes zur quantitativen Erfassung von Insekten, spezialisiert auf Zikaden und Wanzen, auf Qualität und Quantität untersucht.

Weshalb eigneten sich Zikaden und Wanzen für die Untersuchung?

Zikaden (Auchenorrhyncha) gehören zu der Insektengruppe der Schnabelkerfe (Rhynchota) und spielen als phytophage Pflanzensaftsauger eine außerordentlich bedeutende Rolle in den Lebensgemeinschaften aller Landlebensräume Mitteleuropas, da sie zumeist mit hohen Artenzahlen und zeitweise extrem hohen Individuendichten auftreten können (NICKEL & REMANE 2002). Mit 620 Zikaden-Arten (NICKEL & REMANE 2002) in Deutschland repräsentieren sie eine „mittelgroße“ Artengruppe.

In Sachsen wird die Artenvielfalt der Insektengruppe der Zikaden (Auchenorrhyncha) von WALTER et al. (2009) auf 435 Zikadenarten beziffert. Sie besiedeln die Boden-, Kraut- und Gehölzschicht. Sie beeinflussen als individuenreiche Organismengruppe die Zusammen- setzung und Dynamik der Vegetation und bilden eine wichtige Basisgruppe für die Ausbildung von komplexen Nahrungsnetzen und somit der biologischen Vielfalt in terrestrischen Ökosystemen. Die einzelnen Zikadenarten zeigen eine äußerst differenzierte Abhängigkeit von Eigenschaften ihres Lebensraumes, insbesondere Mikroklima und Vegetationsstruktur, sowie eine z. T. ausgeprägte Bindung an bestimmte Pflanzenarten und Vegetationstypen. Hinsichtlich der Nährpflanzenbindung reicht das Spektrum von streng monophagen über oligophage bis hin zu polyphagen lebenden Zikadenarten. Die meisten Zikadenarten kommen an bestimmten Süß- oder Sauergräsern vor, ein weiterer Teil an Kräutern und Gehölzen. Zunehmend werden sie aber auch in der Naturschutz- und Landschaftsplanung berücksichtigt, da sie aussagekräftige Zeiger für den Zustand und Wert von Flächen sind (ACHTZIGER 1999, NICKEL & REMANE 2002).

Die Artenvielfalt der Insektengruppe der Wanzen (Heteroptera) wird in Deutschland auf über 800 verschiedene Wanzenarten beschrieben (WACHMANN 1989). Wanzen (Heteroptera) besitzen wie Zikaden auch stechend-saugende Mundwerkzeuge. Wanzen sind in den verschiedensten Biotopen anzutreffen, einige Arten sind ausgesprochen wärmeliebend. Die meisten Wanzen sind Pflanzensaftsauger, daneben gibt es räuberische und parasitische Arten (WACHMANN 1989).

Zur Erfassung von Artenzusammensetzung und Abundanz von Auchenorrhyncha und Heteroptera im Freiland wurden zahlreiche Methoden entwickelt. Die jeweils eingesetzte Methodik richtet sich nach der wissenschaftlichen Fragestellung. Das Ziel dieser Arbeit waren Untersuchungen zur Verwendbarkeit eines Sauggerätes (Stihl SH 85 Laubsauger) für die quantitative Erfassung von Insekten in verschiedenen Grünlandtypen. Daraus sollen Hinweise zum optimalen Einsatz des Sauggeräts hinsichtlich Saugdauer, Anzahl an Saugstellen, Saugfläche etc. in Abhängigkeit vom Grünlandtyp abgeleitet werden. Mit Hilfe eines solchen motorbetriebenen Saugsammlers wurden die Untersuchungsflächen abgesaugt. Bei den Untersuchungen wurden folgende Fragestellungen behandelt:

- Quantitative Untersuchungen zum Probenumfang:
- Bestimmung der punktuellen Saugzeit (Saugzeit pro Aufsatzstelle)
- Erprobung der flächenbezogenen Saugdauer d. h. Bestimmung der optimalen Anzahl an Saugdurchführungen in einem Probenahmekasten
- Vergleich der Saugeffizienz zwischen Sauggerät mit normalem Rohr- durchmesser und verkleinertem Durchmesser
- Bestimmung der mittleren kumulativen Artenzahlen von Zikaden und Wanzen für ausgewählte Grünland-Typen, wie Magerwiese und Fettwiese.

Desweiteren sollte die optimale Anzahl an Saugstellen (Zeitpunkt ab dem die Artenzahl stabil bleibt) in Abhängigkeit vom Grünlandtyp herausgefunden werden.

- Vergleichende Erfassung von Zikaden und Wanzen mithilfe eines Sauggerätes und Kescherfangs auf einem Grünlandstreifen entlang von Transekten:
- Vergleich der Arten- und Individuenzahlen von Sauggerät und Kescher
- Überprüfung der Fangqualität vom Sauggerät

2 Untersuchungsgebiet

2.1 Lage der Untersuchungsflächen

Für die quantitativen Untersuchungen zum Probenumfang des Sauggerätes wurde der Campus der TU Bergakademie Freiberg gewählt. Das TU-Campusgelände befindet sich am nordwestlichem Stadtrand von Freiberg (TK 5045 SW/5046 SE) auf einer Meereshöhe von etwa 380 m ü. NN im Naturraum Osterzgebirge (ACHTZIGER & TAUTENHAHN 2006). Der Schwerpunkt der quantitativen Erfassungen lag auf den Offenlandbereichen nahe des Otto- Meißer-Baus (Abbildung 1).

Die Magerrasen wurden südlich (50°55’28.88“ N, 13°19’50.12“ E) und nord-östlich (50°55’30.84“ N, 13°19’53.96“ E) des Otto-Meißer-Baus beprobt. Auf diesen Magerwiesen wurden die quantitativen Analysen zur Bestimmung der punktuellen Saugzeit durchgeführt (Abbildung 1).

Die Fettwiese südlich der Universitätsbibliothek „Georgius Agricola“ (50°55’24.20“ N, 13°20’24.92“ E, Höhe: 391 m) wurde außerdem für die Bestimmung der Sauganzahl und Saugstärke genutzt (Abbildung 1).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Campus der TU Bergakademie Freiberg - Biotoptypen Grünland mit Lage der Untersuchungsflächen (Quelle: AG BIOLOGIE/ÖKOLOGIE)

2.2 Naturräumliche Einordnung

Die Stadt Freiberg liegt an der nördlichen Abdachung des Erzgebirges mit einem Großteil des Stadtgebietes westlich der Freiberger Mulde (teils auch Östliche Mulde genannt). Freiberg liegt innerhalb einer alten, durch den Bergbau genutzten und von ihm geprägten Rodungslandschaft und ist im Norden, Südosten und Südwesten von Wäldern, in den übrigen Richtungen von Feldern und Wiesen umgeben (GRÜNE LIGA OSTERZGEBIRGE E.V. 2007). Die Stadt ist teilweise eingebettet in die Täler des Münzbaches und des Goldbaches und liegt bei etwa 412 m ü. NN (Bezugspunkt Bahnhof) (GRÜNE LIGA OSTERZGEBIRGE E.V. 2007).

Eine klimatische Rolle spielt auch die relativ offene Landschaft des Osterzgebirges im Vergleich zur überwiegend geschlossenen Waldbestockung des West- und Mittleren Erzgebirges. Freiberg ist vom Niederschlagstyp her als Mittelgebirgstyp einzuordnen. Charakteristisch dafür sind die zwei Niederschlagsmaxima im Sommer und im Winter, beide jedoch schwach ausgeprägt. Dies ist durch das Wirken konvektiver- bzw. advektiver Niederschlagsprozesse aber auch durch Stauniederschläge begründet. Durchschnittliche Starkregenhöhen sind von kurzer Dauer. Die langjährigen mittleren Niederschläge liegen in Sachsen bei 710 mm pro Jahr (DUNGER 2007). Diese sind jedoch aufgrund der zunehmenden Kontinentalität von West nach Ost regional sehr variabel, abnehmende Jahressummen sind das Ergebnis. Je weiter man nach Osten kommt, umso größer werden die Temperatur- unterschiede zwischen Sommer und Winter, die mehrjährige mittlere Jahrestemperatur liegt bei 7,7 °C (Klimastation Freiberg). Die potenziellen Verdunstungswerte betragen in Sachsen zwischen 575-650 mm pro Jahr (DUNGER 2007).

2.3 Geologie und Böden des Campus

Der Raum Freiberg ist überwiegend durch 50-150 cm mächtige, lössreiche Deckschichten charakterisiert (GRÜNE LIGA OSTERZGEBIRGE E.V. 2007). Darunter findet man hauptsächlich Gneise mit Braunerden, Pseudogleyen, seltener Parabraunerden, die oft durch Staunässe beeinflusst sein können (LFULG 1999). Diese „Orthogneisdome“ sind das Ergebnis der Geotektonik, die durch Abkühlen, Kristallisation und durch verschieden herrschende Druckverhältnisse aus Granitoiden entstanden sind. Die Mächtigkeit der Paragneise wird bei Freiberg auf ungefähr 600-1200 m geschätzt (GRÜNE LIGA OSTERZGEBIRGE E.V. 2007).

Die in Freiberg und Umgebung antreffende abwechslungsreiche Bodenvergesellschaftung ermöglichen den Pflanzen unterschiedliche nährstoffreiche Bodenverhältnisse. Außerdem verfügen laut MANNSFELD & RICHTER (1995) die Gneisgebiete über ein gutes Versickerungs- vermögen von Regenwasser und besitzen ein günstiges Wasserrückhaltevermögen. Die Böden des Campusgeländes wurden im Laufe des Universitätsbetriebes stark anthropogen beeinflusst (z. B. Wiese Otto-Meißer-Bau, Abbildung 1). Zu den Störungen der natürlichen Böden gehören z. B. die Verdichtung des Bodens durch Baufahrzeuge sowie die Umlagerung der Böden. Laut des ARBEITSKREIS STADTBÖDEN DER DEUTSCHEN BODENKUNDLICHEN GESELLSCHAFT (1996) stellt die Überdeckung der ursprünglichen Böden mit anderen Materialien einen starken Eingriff dar.

2.4 Vegetationskundliche Charakterisierung der untersuchten Wiesentypen

Die AG Biologie/Ökologie am Institut für Biowissenschaften in Freiberg dokumentierten in verschiedenen Untersuchungen bisher 1.074 Tier- und Pflanzenarten auf dem Campus der TU Bergakademie Freiberg (TU BERGAKADEMIE FREIBERG 2009). Diese hohe biologische Vielfalt des Campus an der Leipziger Straße wird durch 566 Pflanzenarten charakterisiert (TU BERGAKADEMIE FREIBERG 2009). Die Ursachen dafür sind in der Nutzungsgeschichte der Flächen zu suchen. Viele Flächen konnten sich über Jahrzehnte ungestört entwickeln, denn neben einer regelmäßigen Mahd waren sie weder von starken Düngergaben noch von Baumaßnahmen betroffen. Auf zahlreichen Wiesen konnten sich Pflanzenarten ansiedeln, die besonders an nährstoffarme Verhältnisse angepasst sind. Als Folge präsentieren sich die Campuswiesen als ein Mosaik wertvoller Grünlandtypen.

2.4.1 Grünlandtyp-Magerwiese

Die Magerwiesen des Campus der TU Bergakademie Freiberg (Abbildung 1) weisen einen niedrigen Wuchs auf und werden im Jahr bis zu dreimal gemäht (ACHTZIGER & TAUTENHAHN 2006). In der Vergangenheit jedoch wurden diese Wiesen sogar bis zu sechsmal im Jahr gemäht und nicht gedüngt, eine Nährstoffarmut war die Folge (TU BERGAKADEMIE FREIBERG 2009). Aufgrund der gestörten Verhältnisse, wie Mahd oder andere anthropogene Beeinflussung (Bauarbeiten), dominieren auf diesen Wiesen Süß- oder Sauergräser. So bilden die Cyperaceae auf nassen, nährstoffarmen und weniger intensiv oder gar nicht genutzten Standorten die Hauptrolle. Die Poaceae hingegen dominieren auf den trockneren, nährstoffreicheren und intensiver genutzten Standorten. Beide Familien sind mit Abstand die zikadenartenreichsten Pflanzengruppen in Mitteleuropa (HOLZINGER et al. 2002). Allein an den Sauergräsern saugen insgesamt über 220 Arten (HOLZINGER et al. 2002). Für die niedrigwüchsigen Bestände sind höhere Anteile von Gräsern wie Anthoxanthum odoratum , Festuca rubra und Agrostis capillaris charakteristisch. Begleitet werden diese von Arten, die auf nährstoffarme Verhältnisse hinweisen, wie Hieracium pilosella , Leucanthemum vulgare , Leontodon autumnalis , Hypochoeris radicata und Hieracium aurantiacum . Auf der West- und Südseite des Meißer-Baus findet man außerdem noch Festuca ovina , Medicago lupulina und Campanula rotundifolia . Diese Arten sind kennzeichnend für die nährstoffärmsten Flächen auf dem Campus der TU Bergakademie Freiberg.

2.4.2 Grünlandtyp-Fettwiese

Die nährstoffreichen Fettwiesen des Campus der TU Bergakademie Freiberg (Abbildung 1) wurden in der Vergangenheit zwei- bis dreimal im Jahr gemäht und zum Teil nur einmal gedüngt. Typische Arten dieser Glatthafer-Fettwiesen (Arrhenatheretum elatioris) sind vor allem hochwüchsige Obergräser wie Dactylis glomerata und Alopecurus pratensis . Außerdem sind für diesen Grünlandtyp zahlreiche krautige Arten wie Taraxacum officinale und Trifolium pratense typisch.

2.5 Charakterisierung der Fauna auf dem Campus

Auch in der Fauna lässt sich auf dem Campusgelände eine Vielfalt der Arten erkennen. Bisher wurden auf dem gesamten Campus 508 Tierarten festgestellt (TU BERGAKADEMIE FREIBERG 2009), darunter 59 Wanzenarten und 49 Zikadenarten (ACHTZIGER & TAUTENHAHN 2006, TU BERGAKADEMIE FREIBERG 2009). Aufgrund des hohen Arteninventars und der verschiedenen Grünlandtypen dienten die Campusflächen für eine hervorragende Untersuchung der Zikaden und Wanzen mittels Saugers.

2.6 Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf

Die Probenahmen zur Quantifizierung der Saugeffektivität und für den Vergleich von Kescher und Sauger stand in Kleinwaltersdorf ein magerer bis mesophiler Grünlandstreifen (Abbildung 2) zur Verfügung. Dieser wird zum einen vom Hospitalwald mit dem Kleinwaltersdorfer Bach im Süden und einer landwirtschaftlich intensiv genutzten Ackerfläche im Norden begrenzt (Abbildung 3). Dieser extensiv bewirtschaftete Grünlandstreifen im Oberen Waltersbachtal befindet sich bei 50°55´02,72´´ geografischer Breite und 13°18´28,43´´ geografischer Länge auf einer Höhe von 416 m ü. NN und weist eine Fläche von ungefähr 3,2 ha auf (vgl. BRÄUER & KUNZE 2009). Für die Erfassung der Zikaden und Wanzen wurden 2 Transekte (Transekt B und C) entsprechend der vorkommenden Vegetationseinheiten in Transektflächen in der Größe von 2x2 m angelegt. Jedes Transekt bestand wiederum aus sechs (Transekt B) und sieben (Transekt C) Aufnahmeflächen, in denen jeweils die Zikaden und Wanzen erfasst wurden

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Geographische Lage des Grünlandstreifens im Oberen Waltersbachtal und die geographischen Koordinaten der einzelnen Untersuchungsflächen (Gauß-Krüger, N/E)

Abbildung 3 veranschaulicht die angrenzenden Biotoptypen an das Untersuchungsgebiet in Kleinwaltersdorf. Das auf Zikaden und Wanzen untersuchte extensiv genutzte Feuchtgrünland ist umgeben von den verschiedensten Nutzungen: Im Norden grenzt ein intensiv bewirtschafteter Acker, im Süden ein Fichten- und Laubholzforst mit heimischen Baumarten. Dabei neigt sich das Areal leicht vom Acker in die hangabwärts liegende Grünlandfläche bis hin zum Kleinwaltersdorfer Bach.

Abbildung 3: Biotoptypenkennzeichnung im

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 Methoden

3.1 Erfassungsmethoden für die Fauna

Die quantitativen Erhebungen (Erfassung mit dem Sauggerät und Kescherfang) wurden in den Monaten Juni, Juli und August 2009 durchgeführt. Die Auswahl der Termine richtete sich im Wesentlichen nach der Spanne der Hauptaktivitäten der Zikaden und Wanzen zur Vegetationszeit.

Die Untersuchungen zur Qualität und Quantität des Sauggerätes erfolgte anhand der der Wanzen (Heteroptera) und Zikaden (Auchenorrhyncha). Die Erfassung der Insekten erfolgte hauptsächlich mit Hilfe eines Laubsaugers (Stihl SH 85, Abbildung 4), zu Vergleichszwecken wurde ein Dreieckskescher (Abbildung 7) verwendet.

Das Sauggerät bot bei einem Rohrumfang von 36,5 cm einen maximalen Luftdurchsatz von 625 m3 /h. Als Fangbeutel wurde auf das Saugrohr vorn ein feinmaschiger Stoffbeutel (32 x 15 cm) (Abbildung 5) aufgesetzt. Dadurch wurde ein Einzug der Insekten in den Motor und Häcksler des Saugers verhindert. Um ein „Wegspringen“ der Zikaden während des Saugvorganges zu verhindern, wurde ein 0,2 m² großer und 30 cm hoher Kunststoffkasten (vgl. Abbildung 6) verwendet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: motorisiertes Sauggerät - Stihl SH 85

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Fangbeutel (32 x 15 cm)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Kunststoffkasten (56 x 37 x 30 cm)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Dreieckskescher (Kantenlänge: 35 cm)

3.2 Analysen zur Quantifizierung der Handhabung des Sauggerätes

Die einzelnen standardisierten Analysen zur Quantifizierung der Probenahmen des Saug- gerätes wurden auf Wiesen mit homogener Vegetationsstruktur und -zusammensetzung realisiert/durchgeführt. Die Datenerfassungen erfolgten zum einen auf einer Fettwiese und zum anderen auf einer Magerwiese (vgl. Abbildung 1). Die faunistischen Erfassungen mithilfe des Sauggerätes wurden im Zeitraum von Anfang Juli bis Mitte August 2009 durchgeführt, jedoch erfolgten die einzelnen in sich abgeschlossenen Analysen jeweils an einem Tag. Auf gleiche mikroklimatische Verhältnisse wurde dabei geachtet.

3.2.1 Untersuchungen zur Bestimmung der punktuellen Saugzeit pro Aufsetzen

Für die Erprobung der optimalen punktuellen Saugzeit pro Aufsetzen wurden am 11.07.2009 für drei unterschiedlich festgelegte Saugzeiten (30, 60 und 90 Sekunden (s)) jeweils 10 Proben auf einer homogenen Magerwiese (Abbildung 1) genommen. Bei den einzelnen Probenahmen wurde das Sauggerät mit einem Rohrdurchmesser von 11,6 cm auf den Boden gedrückt. Somit konnte eine Fläche von 116 cm² untersucht werden. Die Probenahmepunkte wurden dabei willkürlich auf der zu untersuchenden Fläche verteilt. Insgesamt wurden folgende Aufgabenstellungen bearbeitet:

- In Anbetracht der zu untersuchenden Taxozönosen sollte herausgefunden werden, nach welcher Saugzeit die höchsten Individuen- und Artenzahlen zu verzeichnen sind.
- Anhand der Bestimmung der Shinozaki-Kurven (vgl. Kap. 4.1.1) für die einzelnen Saugzeiten wurde untersucht, ob diese ausreichen, um das gesamte Artenspektrum auf der Magerwiese zu erfassen.

3.2.2 Quantifizierung der optimalen Saugdauer je Probenahmefläche (Kunststoffkasten mit einer Fläche von 0,2 m2 )

Am 18.07.2009 wurden zur Bestimmung der optimalen Saugdauer, bezogen auf eine Fläche von 0,2 m2 (Kunststoffkasten), 5 Versuche auf einer homogenen Fettwiese (Abbildung 1) durchgeführt. Der Kunststoffkasten (Abbildung 6) wurde in eine Untersuchungsfläche gelegt, diese wurde 3 Minuten lang ausgesaugt. Der Inhalt im Probenahmebeutel war die erste Saugprobe. Dieser Vorgang wurde mit derselben Zeit auf der gleichen Probenahmestelle so oft wiederholt, bis im Probenahmebeutel keine Zikaden- bzw. Wanzenindividuen mehr auszumachen waren (siehe Abbildung 8). Bezüglich der Erfassung des Artenspektrums auf einer Fläche von 0,2 m2 lassen sich anhand der Summierung der Saugvorgänge Aussagen über die anzuwendende Saugzeit machen. Hinsichtlich der Anzahl der Saugproben muss angemerkt werden, dass aufgrund fehlender Individuen im Fangbeutel beim vierten Versuch nur 2 Saugvorgänge vollzogen wurden, beim fünften Versuch allerdings waren wegen hoher Individuenzahl 4 Durchführungen nötig. Zur Veranschaulichung der Ergebnisse dienten jeweils die Berechnungen der Mittelwerte und der Standardabweichungen der 3 Saugdurchführungen (vgl. Tabelle 3). Die folgende Abbildung 8 dient zur grafischen Veranschaulichung der Verfahrensweise:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Skizze zur Verfahrensweise für die Bestimmung der Sauganzahl auf einer homogenen Fettwiese

3.2.3 Bestimmung der optimalen Saugstärke

Der Rohrdurchmesser des Sauggerätes wurde mithilfe eines dünneren Saugrohres von 11,6 cm auf 7,0 cm verkleinert. Dadurch sollte der Luftdurchsatz des Saugrohres erhöht und die punktuelle Saugkraft optimiert werden.

Resultierend aus dem verkleinerten Durchmesser reduzierte sich die Saugfläche von 106 cm² auf 39 cm². Daraufhin wurden am 01.08.2009 auf einer Fettwiese (Abbildung 1) 10 Probenahmen mit verkleinertem (Abbildung 9) und als Referenz mit normalem Saugrohrdurchmesser genommen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Sauggerät (Stihl SH 85) mit verkleinertem Rohrdurchmesser

3.2.4 Vergleich von Grünlandtypen

Um verschieden strukturierte Grünlandtypen auf ihr Arteninventar zu vergleichen und um eine Abschätzung der für die Erfassung der Taxozönosen notwendigen Probenahmeanzahlen geben zu können, wurden am 15.08.2009 jeweils 9 Probenahmen auf einer Fettwiese (Abbildung 1) und 9 auf einer Magerwiese (Abbildung 1) genommen.

Identisch zu den anderen quantitativen Untersuchungen erfolgten auch hier die einzelnen Beprobungen im Kunststoffkasten, je Probenahme wurde eine Fläche von 0,2 m2 mit einer festgelegten Saugzeit von 6 Minuten abgesaugt.

Insgesamt konnte somit für beide Grünlandtypen eine Untersuchungsfläche von 1,8 m² ausgewertet werden.

3.3 Anwendungsbeispiel zur Bestimmung der Fängigkeit des Sauggerätes - Probenahmen entlang von Transekten in einem Grünlandstreifen

Auf dem Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf wurden insgesamt zwei Probenahmen in den Monaten Juni und August durchgeführt. Dabei wurde aufgrund der differenzierten Aufgabenstellung verschieden vorgegangen: Zum einen diente die erste Erfassung der Zikaden und Wanzen zur Quantifizierung der Effektivität des Sauggerätes. Bei dem zweiten Versuch wurden die Fangergebnisse von Sauger und Kescher verglichen und ausgewertet.

Die erste Erfassung der Insekten auf dem Grünlandstreifen im Oberen Waltersbachtal erfolgte am 18.6.2009 mit Hilfe des im Kapitel 3.1 beschriebenen Laubsaugers (Stihl SH 85, Abbildung 4) und des Kunststoffkastens (Abbildung 6). Auf jeder Transektfläche wurde der Kunststoffkasten viermal in die Beprobungsfläche hineingelegt und eine Fläche von 0,8 m2 wurde somit abgesaugt. Bei einem Rohrdurchmesser von 11,6 cm füllten 18 Saugvorgänge den Probenahmekasten (0,2 m²) aus. Demnach erfolgte für eine zu untersuchende Transektfläche (0,8 m²) die Saugdurchführung ungefähr 72-mal.

Insgesamt ergab sich somit für das Transekt B eine Untersuchungsfläche von 5,6 m² und für das Transekt C eine Probenahmefläche von 4,8 m². Nach dem Absaugen wurde der Fanginhalt aus dem Fangbeutel (Abbildung 5) in verschließbare Polyethylen-Beutel überführt, dadurch erlangte man je Aufnahmefläche eine Saugprobe. Die Proben wurden eingefroren und zu einem späteren Zeitpunkt nach Wanzen (Heteroptera) und Zikaden (Auchenorrhyncha) aussortiert. Danach wurde wie in Abschnitt 3.4.2 beschrieben, verfahren.

Die zweite Erfassung der Insekten auf dem Grünlandstreifen im Oberen Waltersbachtal erfolgte am 18.8.2009, mit dem Sauggerät wurde gleichermaßen vorgegangen.

3.3.1 Keschermethode

Um die Effektivität des Insektensaugers zu quantifizieren, wurde auf dem Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf zum Zeitpunkt der ersten Erfassung (18.06.2009) jede abgesaugte Aufnahmefläche anschließend noch zusätzlich mit einem Dreieckskescher mit einer Kantenlänge von ca. 35 cm (Abbildung 7) abgekeschert. Dabei wurde in jeder Transektfläche ein Areal von 1 m² mit 30 Kescherschlägen beprobt. Durch das Umstülpen des Keschers nach dem Fang wurde das in ihm befindliche Material in Plastiktüten umgefüllt. Mit den Proben wurde wie im Kapitel 3.3 beschrieben, verfahren. Demzufolge lassen sich bei der Bestimmung und Auswertung des in den Kescher-Proben befindlichen Materials Aussagen über die Effektivität des Sauggerätes machen.

Es wurden folgende Fragestellungen untersucht:

- Wie effektiv arbeitet das Sauggerät?
- Welche Taxozönose (Zikaden/Wanzen) lässt sich mit dem Sauger vollständiger erfassen?
- Inwieweit verhindert der Kunststoffkasten das „Wegspringen“ der epigäischen Fauna?

Während des zweiten Termins im August (18.08.2009) wurden zusätzlich repräsentative Flächen neben dem abgesaugten Probeareal vom Transekt B und C mit Kescherfängen beprobt. Die Handhabung des Keschers und die Auswahl der Flächengröße wurden wie im ersten Termin gleichermaßen durchgeführt. Somit wurden für Transekt B neben den Proben durch das Sauggerät noch 7 weitere Proben vom Kescherfang erhalten. Die Proben von Transekt C wurden aufgrund von zu geringen Fangzahlen in der Auswertung nicht berücksichtigt.

3.4 Erfassung der Standortfaktoren

3.4.1 Erfassung der Vegetation

Die Auswahl der Grünlandflächen erfolgte nach der Homogenität des Pflanzenbestandes (gleichförmige Zusammensetzung und Verteilung der Arten) und nach einheitlichen Habitat- bedingungen.

Auf dem Grünlandstreifen in Kleinwaltersdorf wurden in jeder Transektfläche vegetationskundliche Erfassungen mittels der Bestimmungsliteratur von JÄGER et al. (2000) und OBERDORFER (1994) vorgenommen. Außerdem wurden die mittleren Wuchshöhen des Pflanzenbestandes mit Hilfe eines Zollstockes gemessen und die Deckungsgrade der einzelnen Vegetationsschichten nach Braun-Blanquet aufgenommen. Die Vegetationstabellen und die verwendete Artmäßigkeitsskala lassen sich in BRÄUER et al. (2009) nachlesen.

Für die quantitativen Bestimmungen auf der Fett- und Magerwiese wurden nur die dominierenden Pflanzenarten erfasst, für die Bestimmungen der Arten wurde die Literatur nach JÄGER et al. (2000), bei den taxonomischen Einordnungen die nach OBERDORFER (1994) herangezogen.

3.4.2 Bestimmung der Fauna

Die Bestimmungen der Wanzen (Heteroptera) und Zikaden (Auchenorrhyncha) erfolgte nach dem Sortieren der Proben in Pflanzenreste und Individuen sowie der Trennung von Wanzen und Zikaden pro Aufnahmefläche separat unter dem Stereo-Auflicht-Mikroskop. Geeignete Bestimmungsliteratur diente der Identifikation der Arten. Die Determination der Arten erfolgte mithilfe von Dr. Roland Achtziger, für die Wanzen nach WACHMANN (1989) und für die Zikaden nach REMANE & WACHMANN (1993) und BIEDERMANN & NIEDRINGHAUS (2004). Dabei richtete sich die Nomenklatur für die Zikaden nach BIEDERMANN & NIEDRINGHAUS (2004) und für die Wanzen nach WAGNER (1961). Außerdem wurde für die Aufstellung der Artenliste und für die Zuordnung der Zikaden zu den Nährpflanzen (Tabelle A.19 und A.20) die Klassifizierung nach NICKEL & REMANE (2002) herangezogen.

3.5 Tabellenarbeit

Die Aufnahmedaten der verschiedenen Versuche und Grünlandtypen wurden in einer EXCEL-Tabelle zusammengefasst, die Individuenzahlen wurden jeweils getrennt nach Zikaden und Wanzen betrachtet. Außerdem erfolgte eine Unterteilung anhand der Methodik (Sauggerät, Kescher). Ebenso wurde in den Aufnahmetabellen, außer bei den Zikaden beim

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Ende der Leseprobe aus 67 Seiten

Details

Titel
Methodologische Untersuchungen zum Einsatz eines Sauggerätes zur quantitativen Erfassung von Insekten
Hochschule
Technische Universität Bergakademie Freiberg  (Institut für Biowissenschaften)
Autor
Jahr
2010
Seiten
67
Katalognummer
V182287
ISBN (eBook)
9783656060710
ISBN (Buch)
9783656060963
Dateigröße
5552 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
methodologische, untersuchungen, einsatz, sauggerätes, erfassung, insekten, Wanzen, Zikaden, Auchenorrhyncha, Laubsauger, Kescher, Heteroptera
Arbeit zitieren
Sebastian Heintschel (Autor), 2010, Methodologische Untersuchungen zum Einsatz eines Sauggerätes zur quantitativen Erfassung von Insekten, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/182287

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