Die Herpetofauna der Matas Ciliares, Brasilien
Projektdurchführung: Markus Monzel
Fördersumme: 2.500 EuroOrginaltitel:
Die Herpetofauna der Matas Ciliares im nordöstlichen Rio Grande do Sul, Brasilien Biotopverbund-Systeme als Instrument für den internationalen Artenschutz
Das südliche Brasilien beherbergt einige der faszinierendsten Lebensräume für die neotropische Herpetofauna. Im Übergang zwischen der tropischen und der subtropischen Klimazone Südamerikas befinden sich hier die südlichsten Ausläufer des Atlantischen Küstenregenwaldes, der als einer der weltweiten Biodiversitäts-Hotspots (vgl. Myers et al. 2000, Sechrest et al. 2002) und gleichzeitig als eines der gefährdetsten Ökosysteme (vgl. u. a. Grenyer et al. 2006) überhaupt gilt. Nach Westen und Südwesten anschließend beherbergt das südbrasilianische Bergland einen wesentlichen Teil des Areals einer weit weniger bekannten, jedoch nicht minder gefährdeten, gleichsam hochdiversen Vegetationsformation, des Araukarienwaldes, der mit lediglich 5 % seiner ursprünglichen Ausdehnung mosaikartig zwischen die savannenartigen Campo limpos eingestreut ist, und über dessen postglaziale Geschichte erst seit Mitte der Neunzigerjahre fundierte Erkenntnisse vorliegen (Behling1995, 1996, 1997, 2000). Im übergeordneten Betrachtungsmaßstab stellen Wald- und Savannen-Biome in der Neotropis wechselseitige Erhellungssysteme dar, deren quartäre Geschichte für das Verständnis ihrer rezenten Ausdehnung, Struktur und Funktion für die an sie mehr oder weniger streng adaptierten Taxa von unerlässlicher Bedeutung ist. Das nordöstliche Rio Grande do Sul als Untersuchungsgebiet. Der Bundesstaat Rio Grande do Sul und insbesondere seine nördliche Hälfte bildet eine physiographische Grenzregion zwischen den montanen Lebensräumen der Serras, des zentralen brasilianischen Berglandes und den südlich anschließenden Flachlandgebieten der uruguayischen Pampa. Historisch-zoogeographisch bildet dieser zur Küste hin markante, nach Westen hin flache Übergang zwischen Berg- und Tiefland nur für einige Arten eine scharfe Barriere, die teilweise zur Ausbildung von spezifisch oder subspezifisch differenzierten Formen von Amphibien und Reptilien auf den Hochlagen geführt hat. Bei anderen Arten sind die (intraspezifischen) genetischen Linien auf den nördlich anschließenden Hochländern von Santa Catarina und Paraná separiert, in manchen Fällen ohne dass dort zumindest rezent eine physiographische oder ökologische Barriere zwischen den südlichen und nördlichen (oder komplexer verbreiteten) Einheiten zu erkennen wäre (vgl. Monzel 2009). Die so genannten Matas Ciliares im nordöstlichen Rio Grande do Sul bilden wie in ganz Südbrasilien die flussbegleitenden Galeriewälder, die nicht nur den unmittelbaren Bereich entlang des Flussbetts, sondern auch die regelmäßig überschwemmten Flächen jenseits der Uferzone umfassen. Vegetationsökologisch werden sie als „Mata Semidecidual Estadual“ typisiert. Die teilimmergrüne subtropische Vegetation dieser Wälder ist nicht nur für den Wasserhaushalt des durch sie gebildeten Ökosystems von entscheidender Bedeutung, sondern repräsentiert auch den Lebensraum einer Vielzahl von Amphibien und Reptilien innerhalb der ansonsten überwiegend arid geprägten Campos auf den Hochlagen Südbrasiliens oder der bereits stark überformten Landschaftsausschnitte der Serra Geral.
Das Projekt „Diagnóstico ambiental da microbacia do Arroio do Ouro, visando a recuperação florística, faunística e dos recursos hídricos” (= Ökologische Studien im Tal des Arroio do Ouro zur Wiederherstellung seiner natürlichen floristischen und faunistischen Ausstattung sowie hydrologischen Funktion) ist Teil des übergeordneten Naturschutz-Großvorhabens „Corredores ecológicos do Nordeste do Rio Grande do Sul (ökologische Korridore im nordöstlichen Rio Grande do Sul)“, welches von der brasilianischen Naturschutzorganisation ONCA (Organisação Neotropical para Conservação Ambiental) durchgeführt wird. Ziel ist es, anhand des Informationsgehaltes der faunistischen, floristischen, vegetationskundlichen sowie limnologischen Daten, Vorschläge für ein System ökologischer Korridore zu entwickeln, die auf chorologischen, rezent-ökologischen und molekulargenetischen Daten beruhen. Das zentrale Untersuchungsgebiet für das beantragte Teilprojekt (Erfassung der Herpetofauna) bildet ein Teil des subtropischen Regenwaldes entlang des Arroio do Ouro, der südöstlich von Farroupilha dem Rio Caí zufließt. Für ausgewählte Arten der Herpetofauna sollen zusätzlich populationsgenetische Parameter erhoben werden, um z. B. den Grad der genetischen Isolation bzw. Konnektivität zwischen den einzelnen Waldfragmenten bzw. das Ausmaß der genetischen Variation innerhalb einer Population zu bewerten. Anhand der multidisziplinär gewonnenen Daten sollen Sektoren zur Wiederaufforstung mit standorttypischer Vegetation definiert werden, die im Sinne eines Biotopverbundes zur Stabilisierung der ökosystemaren Funktion der Matas Ciliares beitragen und damit der Erhaltung des genetischen Potenzials der an sie gebundenen Herpetofauna beitragen.
Die Herpetofauna der Matas Ciliares
Während für mehrere Tiergruppen wie z. B. Vögel (Silva & Vielliard 2009), Säugetiere (Marinho-Filho & Gastal 2009) und Insekten (Brown 2009) bereits spezifische Untersuchungen zu den entsprechenden Artengemeinschaften in neotropischen Galeriewäldern vorliegen, ist die Struktur und Zusammensetzung von Amphibien- und Reptilienzönosen bisher kaum für diesen Lebensraum im Allgemeinen und noch weniger für die Matas Ciliares von Rio Grande do Sul untersucht worden. Wie die Arbeiten u. a. von Kwet (1999, 2001 a, b, c, 2003), Kwet & Di-Bernardo (1999) oder Kwet et al. (in Vorb.) zeigen, beherbergt das nord-östliche Rio Grande do Sul einen bemerkenswerten Endemitenreichtum bei der Amphibienfauna, deren Gefährdung bzw. Schutzwürdigkeit auf Grund der limitierten Arealgröße per se und angesichts des global unspezifisch auftretenden „Amphibien-Sterbens“, dessen Ursachen erst in Ansätzen verstanden sind, unbestreitbar ist. Generell bieten Amphibien auf Grund ihrer Lebensgeschichte und oftmals stringenten Habitatbindung (life history traits) vielversprechende Indikatoren für Lebens raumveränderungen auch auf kleineren Zeits kalen (vgl. Carnaval et al. 2009). Zielsetzung und Vorgehensweise. Im Mittelpunkt des hier beantragten Teilprojektes steht die Erfassung der Herpetofauna fragmentierter Waldgebiete im Nordosten von Rio Grande do Sul im Rahmen einer Inventarisierung der gesamten biotischen Ausstattung dieses hochsensiblen Lebensraums, dessen überregional bedeutsame Biodiversität auf Grund der nur noch in Ansätzen vorhandenen ursprünglichen Ausdehnung sowie massiver anthropogen bedingter Beeinträchtigungen hochgradig gefährdet ist. Hiermit wird ein neuer artenübergreifender Ansatz (assemblage-based approach, vgl. Carnaval et al. 2009) bei der Verknüpfung klassisch-biogeographischer und neuerer phylogeographischer Methoden verfolgt, der jedoch auf Grund der Beschränkung auf für die Fragestellung relevante Zielarten mit einem vertretbaren methodischen Aufwand und zeitlichen Horizont realisierbar ist.
Folgende zentralen Fragestellungen stehen im Vordergrund: Welche Bedeutung haben die Matas Ciliares für die Arten-Diversität der Herpetofauna? Lassen sich bei der Herpetofauna IndikatorArten für die Qualität der Ausprägung dieses spezifischen Lebensraums verifizieren, wie dies u. a. für Lepidopteren gelungen ist? Wie groß ist der Grad der Faunenähnlichkeit der Fragmente der subtropischen Wald-Vegetation im nordöstlichen Rio Grande do Sul? Wie stark ist die genetische Variabilität der Herpetofauna in den Wald-Fragmenten eingeschränkt bzw. welche Mindestgröße der Fragmente sollte bei Wiederaufforstungsprojekten eingehalten werden? Das Untersuchungsgebiet soll während der gesamten Vegetationsperiode zwischen etwa November und April eines Jahres regelmäßig mit mehreren Mitarbeitern begangen werden. Die Erfassung der Herpetofauna erfolgt mittels der einschlägigen methodischen Ansätze, die in u. a. in Heyer et al. (1994) beschrieben sind, u. a. Visual Encounter Surveys, Audio Stripe Transects sowie Eimerfallen mit Drift fences (Drift-Zäunen), wie sie auch in anderen dichten Waldgebieten der südöstlichen Neotropis erfolgreich eingesetzt wurden (vgl. Rocha et al. 2006). Neben der Erfassung ökologischer Parameter sollen im weiteren Verlauf des Projektes, sofern die Besammlungsdichte dies zulässt, an ausgewählten Arten auch populationsgenetische Untersuchungen durchgeführt werden. Gerade zur Unterscheidung phylogenetischer Einheiten auf feinerem (intraspezifischen) taxonomischen Niveau erscheint die AFLPMethode (Amplified Fragment Length Polymorphisms) besonders geeignet, da sie als genomischer Ansatz die bekannten Nachteile der mtDNA-Analyse zumindest teilweise ausräumt und diese inzwischen schon klassische molekulargenetische Methode damit sinnvoll ergänzt (vgl. Creer et al. 2004). Insbesondere zur besseren Zuordnung der Populationen taxonomisch schwieriger Arten(komplexe) (z. B. Bufo ictericus, Scinax sp.) im Untersuchungsgebiet wäre der AFLP-Ansatz von Vorteil. Sofern für eine der ausgewählten Arten bzw. Artengruppen eine ausreichend hohe Anzahl an Individuen über das Untersuchungsgebiet beprobt werden kann, kommt für die Ermittlung von Genfluss zwischen räumlich mehr oder weniger isolierten Populationen die Analyse von Mikrosatelliten-Markern oder die aus den beiden Ansätzen kombinierte Methode (microsatellite-AFLP) infrage (vgl. Van Eijk et al. 2001). Erste Ergebnisse Erste Begehungen des Untersuchungsgebiets ergaben trotz eines bereits außerhalb der Paarungszeit der Amphibienfauna liegenden recht späten Zeitabschnitts den Nachweis von Hypsiboas pulchellus, einer eigentlich eher für die offenen Campo-Gebiete charakteristischen Art, einen der nördlichsten Nachweise der erst 2006 beschriebenen Krötenart Chaunus achavali sowie den für diese Region (nach der Regionen-Typisierung von Rio Grande do Sul nach Braun & Braun 1980) bisher nicht nachgewiesenen Physalaemus lisei. Die weiteren Untersuchungen zielen auch auf ein vertieftes Verständnis der Stringenz der Habitatbindung einzelner Arten der Herpetofauna ab.
Ausblick
Der beschriebene taxonomisch wie methodisch breitere Ansatz dieses Projektes, d. h. die Betrachtung eines größeren Ausschnitts des faunistischen Inventars des Untersuchungsgebiets (vgl. Nee 2004) sowie die teilweise Ergänzung der populationsökologischen Parameter durch den genetischen Informationsgehalt einzelner Taxa trägt der zunehmenden Erkenntnis Rechnung, dass Schutzstrategien in Zentren der Biodiversität über das bloße Ziel der Erhaltung einer möglichst großen Artenzahl auf möglichst engem Raum hinausgehen müssen. Daher zielt das hier vorgestellte Projekt nicht ausschließlich auf die gefährdete endemische Herpetofauna (Artebene), sondern auch auf die innerartliche genetische Variabilität, die auch Populationen (funktional-ökosystemare Ebene) häufiger Arten zu wichtigen „evolutionär signifikanten Einheiten“ und damit zur Grundlage der Bewertung des Schutzstatus ihres Lebensraumes machen können (vgl. Myers 2003, Moreira-Munoz 2005, Santos & Amorim 2007, Sechrest et al. 2002). Letztlich bildet auch die Betrachtung der auf die Matas Ciliares bezogenen naturschutzrechtlichen Instrumente der brasilianischen Gesetzgebung einen Bestandteil des Projektes, da beispielsweise der im bundesdeutschen Wasserhaushaltsgesetz verankerte Gewässerrandstreifen bzw. der darüber hinausreichende Entwicklungskorridor entlang von Flüssen im brasilianischen Umweltrecht sehr viel markanter mit einer ja nach Flussbreite maximalen geforderten Breite von jeweils 500 m verankert ist.
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Autor: Markus Monzel
Dieser Artikel wurde veröffentlicht in der DGHT-Mitgliederzeitschrift: elaphe 4-2010
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