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By Christian Wissel

ISBN-10: 3540508481

ISBN-13: 9783540508489

ISBN-10: 3642745350

ISBN-13: 9783642745355

Dieses Buch ist als EinfUhrung in die Theoretische Okologie gedacht. Den Begriff "okologisches Modell" habe ich im Titel absichtlich vermieden, denn hierzu ziihlen ganz verschiedene Methoden der mathematischen Beschreibung von okologischen V orgiingen. Ziel einer Theorie ist es, ein Verstandnis fUr die Vor gange und funktionellen Zusammenhange eines Fachgebietes zu erlangen. Dies kann natiirlich auch ohne Mathematik durch Denken in verbalen Kategorien ge schehen. Jeder Naturwissenschaftler ist angehalten, iiber das, was once er im Experi ment oder in der freien Natur gefunden hat, nachzudenken. Dies sind bereits die ersten Ansiitze zu einer Theorie. Eine mathematische Theorie ist nun' nichts weiter, als eine Fortsetzung dieses Denkens in einer anderen Spnlche - der Sprache der Mathematik. Dabei muB immer das okologische challenge im Vorder grund stehen. Die Mathematik ist nur ein" mogliches Hilfsmittel, urn em besseres Verstandnis fUr die okologischen Vorgange zu bekommen. Anders als in der Theoretischen Physik sind in der Okologie kaum all gemeingiiltige Prinzipien und Gesetze gefunden worden, aus denen guy die Losung eines speziellen difficulties deduzieren kann. Eine Ursache hierfUr magazine neben der Komplexitat von Okosystemen auch die Schwierigkeit sein, Modelle und Theorien der Okologie durch gezielte Experimente in der freien Natur zu iiberpriifen. Das Fehlen einer allgemein anerkannten Theorie hat zur Folge, daB die Auswahl der induktiv aufgestellten Modelle subjektiv sein muB. So wird guy cher Leser einzelnen Darstellungen dieses Buches nicht zustimmen. Es gibt recht verschiedene Methoden des Modellierens. Mitunter ist nicht einmal klar, mit welcher Fragestellung guy an die Objekte herangehen solI.

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Theoretische Okologie: Eine Einfuhrung

Dieses Buch ist als EinfUhrung in die Theoretische Okologie gedacht. Den Begriff "okologisches Modell" habe ich im Titel absichtlich vermieden, denn hierzu ziihlen ganz verschiedene Methoden der mathematischen Beschreibung von okologischen V orgiingen. Ziel einer Theorie ist es, ein Verstandnis fUr die Vor gange und funktionellen Zusammenhange eines Fachgebietes zu erlangen.

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Aus GI. 72) entnimmt man sofort das biologisch plausible Ergebnis, daB die Zahl N* der Individuen im Gleichgewicht urn so groBer ist, je grof3er die zugefiihrte Energie w, je kleiner der Energieverbrauch g pro Individuum, je geringer die Sterberate do und je kleiner die Energie u/s ist, die zur "Herstellung" eines Adulten benotigt wird. Solche Untersuchungen der Ergebnisse auf biologische Plausibilitiit sind die ersten Schritte einer Verifikation des Modells. Auch wenn die Resultate soweit nicht unverniinftig erscheinen, muB man doch noch auf einige Miingel des Modells hinweisen.

Die zeitdiskrete Beschreibung von nicht iiberlappenden Generationen enthalt eine Zeitverzogerung von einem Jahr zwischen der dichteabhangigen Regulation und ihrer Wirkung. Je nachdem, wie graB die charakteristische Riickkehrzeit TRim Vergleich zu dieser Verzogerungszeit T ist, erhalt man exponentielles Einlaufen ins Gleichgewicht, gedampfte Oszillationen, Grenzzyklen oder deterministisches Chaos. Weiterftihrende Literatur : Theorie: Collet u. Eckmann 1980; Cvitanovic 1984; Hallam 1986a; Hassell 1976a, 1978; Hassell et al.

14 dargestellt. Es ergibt sich also bei einer Individuenzahl NM eine maximale Wachstumsrate r(N M) = rM' was auch Allee-Effekt (Allee 1931) genannt wird. Fur dieses Verhalten von r(N) gibt es zahllose Beispiele in der Natur. Das Ansteigen von r(N), wenn N bis NM zunimmt, wird auch inverse Dichteabhiingigkeit oder Depensation genannt. Man kann die Zunahme der Reproduktionsfahigkeit mit anwachsendem N bei kleinen Individuenzahlen durch Kooperation innerhalb der Population erkliiren: Hierher gehoren: die Wahrscheinlichkeit, einen Geschlechtspartner zu finden; soziales Verhalten wie Verteidigung und Futtern von Jungen, Jagen und Verteidigung in Gruppen, Aufteilen der Funktionen zwischen den Mitgliedern einer Gruppe; Produktion und Schutz des Humus bei Pflanzen; Schaffung eines gunstigen Mikroklimas durch Pflanzen, Bestiiubung von Bluten usw.

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by Steven
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