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Überblick über Kapitel Muster und Strukturen 2.1

Raumzeitliche Abgrenzung von Gesellschaften

2.2

Elemente und Teile

2.3 Was sind die Elemente/Teile einer biologischen Gesellschaft? Arten? Funktionale Komponenten ( „Ökosysteme“) 2.4

Diversität

„Diversität“ bezieht sich im allgemeinen auf Anzahl der Elemente und deren Verteilung auf Elementgruppen Anzahl der Individuen – verteilt auf Arten häufige Arten werden stärker berücksichtigt

Raumstruktur der Anordnung von Elementen (Arten) dabei im allgemeinen nicht mit gemeint

Sinne

Raumstruktur oft mit Struktur im engeren gemeint

Überblick -Begriffe -Diversität nach Shannon -Ursachen von (hoher) Diversität

Begriffe Reichtum Mannigfaltigkeit Komplexität Biodiversität Vielfalt Vielzahl  

Unterscheiden: Fachsprachlicher Gebrauch Allgemeinsprachlicher Gebrauch   Z. B. fachsprachlich: Reichtum = Artenzahl pro Fläche oder Gesellschaft   Vielfalt (Diversität): Verbindung von Artenzahl und Verteilung der Individuen auf die Arten   Allgemeinsprachlich: Reichtum: auch qualitativ Vielfalt: qualitativ Vielzahl: quantitativ

Biodiversität Herkunft von „Biodiversität“:   Biodiversitätskonvention von 1992 (Rio) Versuch von Biologen, auf einem umweltschutzpolitisch wichtigen Sektor Definitionsmacht zu bekommen.   „Die Biodiversitätskonvention von 1992 verbindet drei Ziele für den Umgang mit biologischer Vielfalt: ihren Schutz, die nachhaltige Nutzung ihrer Bestandteile und die gerechte

Definitionen „Biodiversität“:   „Biologische Vielfalt bedeutet die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft, dies umfaßt die Vielfalt innerhalb der Arten und zwischen den Arten und die Vielfalt der Ökosysteme.“ (CBD, Artikel 2)   „Biodiversity is the property of living systems of being distinct, that is different, unlike.....“ (Solbrig O.T.,1991, Biodiversity, UNESCO Paris)   Unter "biologischer Vielfalt" bzw. "Biodiversität" versteht man die Vielfalt des Lebens auf der Erde, von der genetischen Vielfalt über die Artenvielfalt bis hin zur Vielfalt der Ökosysteme.

Thesen/Fragen:     (In welchem Sinne) ist Biodiversität ein naturwissenschaftlicher Begriff?   These: Man kann nicht angeben, wie groß „die Biodiversität“ ist, und man kann keine generalisierenden Aussagen über die Wirkung „der Biodiversität“ treffen.   Frage: (Wie) kann man Begriff der (biologischen) Vielfalt so verwenden, daß man ihn in einer Naturwissenschaft benutzen

Ist Vielfalt naturwissenschaftlicher Begriff im engeren Sinne? durch empirische Prüfung müßte entschieden werden können, ob Aussage wie „hier ist die Vielfalt höher als da“ zutrifft (wenigstens im Prinzip)  

Aber: Gesellschaft aus dreißig Arten hat höhere Artenzahl als Gesellschaft aus drei.   drei-Arten-Gesellschaft = eine Pflanze, ein Bakterium und ein Vogel dreißig-Arten-Gesellschaft = dreißig Vögel   Welche Gesellschaft hat die größere „Vielfalt“?    

Ist dann „Biodiversität“ naturwissenschaftlicher Begriff im weiteren Sinne?   Beispiel Nische: „Ist Nische von Art A breiter als Nische von Art B“ nicht zu beantworten.   Begriff Nischenbreite muß erst operationalisiert werden, z. B.: „Nischenbreite“ wird definiert als Temperaturtoleranz plus Salztoleranz, und beide werden in bestimmter Weise gewichtet     Also: Biodiversität z. B. als Artenzahl definieren   Frage wird entscheidbar: Gesellschaft aus 30 Vogelarten ist vielfältiger   Aber: stimmt nicht – sie ist nur artenreicher

Begriff so definieren, daß er quantifizierbar wird: Nur dann erlaubt, wenn es danach im wesentlichen noch der selbe Begriff ist   Sonst bezieht sich Quantifizierung auf etwas ganz anderes als das, was der Begriff bedeutet   Vielzahl nicht gleich Vielfalt

Vielfalt bezieht sich auf sich ent-faltende Einheit, d. h. Auf qualitativen Differenzierungsprozeß   Wenn Vielfalt für Vielzahl unabhängiger oder mechanisch verbundener Dinge benutzt: falscher Begriffsgebrauch Man belegt vollkommen anderen Sachverhalt mit gleichem Wort   Biodiversität (und Vielfalt überhaupt) läßt sich nicht auf Basis von Messungen hinsichtlich ihrer Größe vergleichen

Artenzahl, Zahl der Gene und Zahl der Ökosysteme ergeben nicht in ihrer Summe die Biodiversität Dazu müßte (1) noch unendlich viel hinzukommen (2) wäre bestimmte Qualität („Entfaltung“) erforderlich   Sondern allenfalls: jedes von ihnen (und alle zusammen, und unendlich viel mehr) „drückt“ die Biodiversität „aus“

„Artenzahl (Zahl der Gene, der Ökosysteme usw.)ist Ausdruck der Biodiversität“ Was impliziert diese (übliche) Redeweise?   These: Was „Ausdruck“ heißt, läßt sich grundsätzlich nicht benutzen, um zu messen, wie groß das ist, dessen Ausdruck es ist   Analogie: Schreien ist Ausdruck von Schmerz Wir können aber nie wissen, ob Lautstärke des Schreies dem gefühlten Schmerz entspricht (obwohl wir dieses Verhältnis praktisch verwenden)

 

Falsch: „Artenzahl ist Maß für Biodiversität“

Richtige Verwendung von „Maß“: „Biomasse-Zuwachs ist Maß für CO2-Verbrauch“; denn auch dieser ist meßbare Größe und beide sind korreliert   Wenn etwas das Maß von etwas sein soll, von dem es Ausdruck ist, dann benutzt man Begriff Maß falsch  

Begriffe, mit denen wir etwas bezeichnen, was sich ausdrücken kann: Sie sind nicht durch das meßbar, worin sie sich ausdrücken,   auch wenn sie dadurch „erfahren“ werden können   Beispiel: Ausdruck innerer Zustände durch

Wie kann „Biodiversität“ in Naturwissenschaften gebraucht werden?   heuristische Funktion: lenkt Aufmerksamkeit auf relevante Phänomene  („Biodiversität“ ist lebensweltlich relevant) Aber: um diese Phänomene naturwissenschaftlich bearbeiten zu können, muß man transformieren: Vielfalt Vielzahl

In Ökologie übliche Verfahren zur Messung von „Diversität“ beziehen sich alle auf Vielzahl, nicht auf Vielfalt   Man muß Klassen von Elementen bilden, die bezüglich bestimmter Eigenschaft gleich   Elemente und Klassen kann man dann zählen

Die Zahl nennt man üblicherweise „Diversität“ (der Lebensgemeinschaft, des Raumes ...) Damit natürlich nicht die Vielfalt (Diversität) erfaßt Schon deshalb nicht, weil immer willkürliche Festlegungen: Was fasse ich als gleich auf, so daß ich es zählen kann? Wie behandle ich die unterschiedlichen „Abstände“ zwischen den Klassen Gleicher? ist z. B. Distanz zwischen zwei Vogelarten genau so zu gewichten wie die zwischen einer Vogel- und einer Pflanzenart und einem Bakterium?

Zusammenfassung   Man kann nicht objektiv angeben, wie hoch „die Biodiversität“ ist:   läßt sich durch geeignete Definition beliebig erhöhen oder erniedrigen   Heutiger Rückgang der Biodiversität läßt sich durch geeignete Definition in Erhöhung verwandeln   Tatsächlich untersucht man in der Ökologie nicht die Biodiversität, sondern bestimmte meßbare / zählbare Parameter,

„Diversität“ in Ökologie:   Nicht reine Artenzahl, sondern auch „Bedeutung“ der Elemente der Einheit (= der Fläche, deren Arten interessieren, der Gesellschaft)   = Versuch der naturwissenschaftlichen Formulierung von „Vielfalt“ oder „Mannigfaltigkeit“   Bei gleicher Artenzahl: -Die meisten Individuen gehören einer Art an, einige verteilen sich auf mehrere Arten: Vielfalt gering, „eintönig“ - Jedes Individuum gehört anderer Art an: Vielfalt hoch

Shannon-Weaver-Gleichung:   s HS = -  . ni . ln . ni i=1 N N   n = Bedeutungswert des Elements, im allgemeinen Individuenzahl einer Art N = Gesamtheit der Bedeutungswerte, im allgemeinen Gesamt-Individuenzahl der Gesellschaft S = Zahl der Elemente, im allgemeinen Artenzahl   H: bei gleicher Artenzahl am höchsten, wenn alle Arten gleiche Individuenzahl   Äquität (evenness, E): Gleichmäßigkeitskomponente E = HS

Shannon-Weaver/Wiener-Gleichung   Shannon: Informationstheoretiker Wiener: Kybernetiker   Gleichung aus Informationstheorie    

Was bedeutet hier „Information“? Wenn alle Individuen einer einzigen Art angehören: Diversität am geringsten = geringster „Informationsgehalt“   d. h. Wahrscheinlichkeit am geringsten, bestimmtes Individuum zu treffen, wenn man nur die Artzugehörigkeit kennt und eines herausgreift   Wenn jedes einer anderen Art zugehört und man nur die Artzugehörigkeit kennt, ist Wahrscheinlichkeit am größten, bestimmtes Individuum zu treffen: 100 %   In diesem Sinne ist Informationsgehalt bei geringster Diversität am geringsten

Informationsgehalt mit umgekehrtem Vorzeichen: Entropie     Entropie zugleich: Maß für Gleichverteilung der Energie Keine Energie mehr zur Leistung von Arbeit D. h. geringste Diversität = geringste verfügbare Energie Entropie zugleich: Maß für Unordnung D. h. geringste Diversität nicht nur geringster Informationsgehalt, sondern auch größte Unordnung   Auch andere informationstheoretische Maße (bit, byte)

 

Diversität „ist“

- Maß für Mannigfaltigkeit/Eintönigkeit Ästhetik - Maß für bestimmte Vielzahl - Maß für Informationsgehalt -Informationstheorie ist allgemeine Systemtheorie, d. h. anwendbar auf alles: Maschinen, Nervensysteme, Gedichte .... - Maß für Ordnung - Physikalisches (thermodynamisches) Maß: Energie   Hoffnung, Diversitäts-Steigerung eines Ökosystems als Steigerung des Informationsgehaltes, Entfernung von Unordnung (Entropie ...) interpretieren zu können   Erklärt Karriere der Formel in Ökologie

Hoffnungen scheinen sich nicht erfüllt zu haben Ursache vielleicht: Informationstheorie rein formal Befaßt sich nicht mit Inhalt der Information Kommt aus Technik, Fragen wie: wie viel „Information“ kann man durch bestimmte Leitung schicken   „Information“ hier nichts Semantisches d. h. ob über etwas informiert wird  

Datei mit 100.000 bytes enthält in semantischen Sinn nicht mehr Information als Datei mit 10.000 bytes   Informationsbegriff der Informationstheorie rein quantitativ, erlaubt nicht, zwischen seltenen Wahrheiten und seltenem Unsinn zu unterscheiden d. h. wenn hochdiverses Ökosystem hohen Informationsgehalt hat, bedeutet das nicht, daß es über etwas informiert ist   Biologische Bedeutung dessen,