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Forecasting plant invasions in Europe
effects of species traits, horticultural use and climate change
Günther Klonner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Biologie)
Betreuer*in
Stefan Dullinger
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.48951
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29820.84274.736365-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Während der letzten zwei Jahrhunderte verursachte die Ausbreitung invasiver Arten (im Speziellen nicht heimische Arten, die anthropogen eingeführt werden, sich erfolgreich etablieren und weitreichend ausbreiten) negative Konsequenzen für die Biodiversität, Wirtschaft und das menschliche Wohlbefinden. Aufgrund dieser Entwicklung fokussierte sich die Wissenschaft zunehmend auf die Identifikation der Ursachen biologischer Invasionen, die Identifizierung zukünftiger Hochrisiko-Gebiete, und schließlich auf die Entwicklung von nationalen und internationalen Richtlinien zum Management von nicht heimischen Arten. In meiner Dissertation begann ich mit Untersuchungen von Merkmalsprofilen hinsichtlich der Populationsbiologie und Verbreitung heimischer Pflanzenarten. Die Prognosefähigkeit, Arten, die in anderen Teilen der Welt als invasive Aliens gelten von solchen, die nirgendwo invasiv geworden sind, zu unterscheiden war nur gering. Die multidimensionale Variabilität im Merkmalsraum war jedoch größer in der Untergruppe der anderswo invasiven Aliens. Das zeigt, dass Invasionserfolg eine wichtige idiosynkratrische Komponente hat und wahrscheinlich sehr kontextspezifisch ist. Anhand von Artverbreitungsmodellen und gekoppelten Nischen- und Demografie-Modellen, habe ich des Weiteren das durch den Klimawandel veränderte Invasionsrisiko von Zierpflanzen in Europa erforscht, welche eine wichtige Quelle für potentiell zukünftige Invasoren darstellen. Die Zukunftsprojektionen zeigen eine starke Ausweitung an Gebieten mit einem erhöhten Risiko an erfolgreicher Etablierung von nicht heimischen Zierpflanzen. Trotzdem führt dieser Trend nicht zu einem Anstieg von Hybridisierungen zwischen heimischen Pflanzenarten und gattungsgleichen Zierpflanzen. Andererseits wird die durchschnittliche Fläche, die durch invasive Zierpflanzen am Ende des Jahrhunderts besiedelt sein wird, in den meisten Szenarien nicht größer, sondern kleiner als unter konstantem Klima. Einer der Hauptgründe ist die räumliche Verschiebung klimatisch geeigneter Flächen im Laufe des Jahrhunderts, welche vorübergehend etablierte Populationen wieder verschwinden lässt und dadurch eine vollständige Besiedlung geeigneter Gebiete verhindert. Meine Ergebnisse zeigen außerdem, dass Handelsbeschränkungen für potenziell invasive Zierpflanzen einen starken Effekt auf die Ausbreitung dieser Arten haben. Dieser Effekt ist nicht-linear, sodass positive Auswirkungen nur dann eintreten, wenn solche Beschränkungen rigoros umgesetzt werden.
Abstract
(Englisch)
Within the last two centuries the spread of invasive species, i.e. human-introduced non-native species that manage to establish self-sustaining populations and spread into multiple sites, has caused important problems to biodiversity, economy and human well-being. Consequently, identifying drivers of invasions, future areas of risk as well as potential future invaders has become a scientific focus and national and international regulatory frameworks for alien species management have been developed. Within my dissertation, I first analysed plant species’ trait profiles and their power for explaining invasiveness by comparing species recorded and not recorded as invasive aliens anywhere in the world, respectively. My results suggested moderate predictive ability of species traits. However, multidimensional variability in trait space was larger among invasive than among non-invasive species suggesting that invasion success has a considerable idiosyncratic component and is probably highly context specific. Using different modelling approaches I assessed changes in invasion risk from garden plants in Europe under a warming climate, with garden plants being one of the most important source pools for potential invaders. Additionally, I evaluated whether hybridization between garden and native plant species will increase, and disentangled the relative effects of climate warming and propagule pressure on invasion success. While climate warming does not seem to increase hybridization risk, hotspots of naturalization risk will increase considerably. Using niche-demographic models I found that future areas simulated to be occupied by invading garden species are not larger but smaller than under a constant climate. The likely reason is a spatial displacement of suitable sites over the course of the century that drives transiently established populations to extinction and creates an invasion debt. In addition, I found restrictions of use to have a strong, non-linear effect on species spread, implying that important benefits only accrue if restrictions successfully reduce cultivation intensity to low levels.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
biological invasions alien plant species ornamental horticulture traits cultivation intensity propagule pressure hybridisation future climate change rcp scenarios
Schlagwörter
(Deutsch)
biologische Invasionen Klimawandel Gartenbau Zierpflanzen Artmerkmale Anbauintensität Hybridisierung
Autor*innen
Günther Klonner
Haupttitel (Englisch)
Forecasting plant invasions in Europe
Hauptuntertitel (Englisch)
effects of species traits, horticultural use and climate change
Paralleltitel (Deutsch)
Vorhersage von Pflanzen-Invasionen in Europa : Effekte von Artmerkmalen, Gartenbau und Klimawandel
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
186 Seiten : Illustrationen. Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Anibal Pauchard ,
Milan Chytry
Klassifikationen
42 Biologie > 42.91 Terrestrische Ökologie ,
42 Biologie > 42.97 Ökologie: Sonstiges
AC Nummer
AC14495133
Utheses ID
43262
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |
Universität Wien, Universitätsbibliothek, 1010 Wien, Universitätsring 1