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Landnutzungsänderungen, Habitatverlust und Fragmentierung gehören zu den Hauptursachen des weltweiten Biodiversitätsrückgangs. In Mitteleuropa zählen Kalkmagerrasen zu den artenreichsten Lebensräumen. Sie weisen eine hohe Vielfalt an xero- und thermophilen Pflanzen- und Invertebratenarten auf, sind jedoch zunehmend durch landwirtschaftliche Intensivierung und Nutzungsaufgabe gefährdet. Sie sind auf Beweidung und Mahd angewiesen, was jedoch für die Landwirte heutzutage unwirtschaftlich geworden ist. Daher finden sich zunehmend kleine Fragmente innerhalb einer für die meisten der spezialisierten Magerrasenarten ungeeigneten, von intensiver Landwirtschaft geprägten Umgebung. Der erste Teil dieser Arbeit untersucht den Einfluss der Fragmentgröße, der Habitatkonnektivität, der Zusammensetzung der umgebenden Landschaft und der Pflanzenartenzahl auf die Zusammensetzung der Zikadengemeinschaft. Zikaden sind eine überaus artenreiche Gruppe phytophager Insekten mit enger Bindung an die Vegetationsstruktur und -zusammensetzung. In der Umgebung von Göttingen wählten wir 14 große (>1 ha) und 14 kleine (<1 ha) Kalkmagerrasenflächen entlang von Gradienten zunehmender Konnektivität mit anderen Magerrasenflächen, zunehmender Pflanzenartenzahl und zunehmender Landschaftskomplexität, d.h. dem Prozentsatz Ackerfläche innerhalb eines 500 m-Radius, aus. Zunehmende Isolation verringerte die Zikadenartenzahl in einfachen (von Feldern geprägten), jedoch nicht in komplexen Landschaften. Dieser Effekt wurde von den Generalisten getrieben. Die Artenzahl der Generalisten nahm auf kleinen Fragmenten mit zunehmender Konnektivität zu, wogegen sie auf großen Flächen unverändert blieb. Weiterhin nahm die Artenzahl der Generalisten mit steigender Pflanzenartenzahl auf vernetzten Magerrasen stärker zu als auf unvernetzten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Insektenartenvielfalt auf Kalkmagerrasenfragmenten nicht nur durch Konnektivität allein geprägt wird, sondern vielmehr von einem Zusammenspiel aus Konnektivität, Landschaftszusammensetzung und Pflanzenartenzahl bestimmt wird. Im zweiten Teil dieser Arbeit verfolgen wir das Ziel, zur Lösung der sogenannten SLOSS-Debatte (“Single Large Or Several Small”) beizutragen, in der diskutiert wird, ob es besser ist, wenige große oder mehrere kleine Fragmente eines Habitattyps zu erhalten. Man nimmt an, dass kleine Fragmente aufgrund der größeren abgedeckten geographischen Distanzen eine größere Heterogenität und dadurch eine höhere Gesamtartenzahl aufweisen. Dagegen weisen große Fragmente stabilere Lebensraumbedingungen und größere Populationen auf. Neben Zikaden und Pflanzen wurden auch Daten zu Wanzen und 114 Schnecken aufgenommen. Sowohl die Gesamtartenzahl aller vier Taxa als auch die Zahl der Spezialisten war auf mehreren kleinen Fragmenten wesentlich höher als auf einem oder zwei großen Fragmenten gleicher Gesamtgröße. Jedoch war die Artenzusammensetzung auf großen und kleinen Fragmenten unterschiedlich und einige der seltensten Spezialisten waren an große Flächen gebunden. Hingegen spielte die Zusammensetzung der umgebenden Landschaft keine wichtige Rolle für Artenzahl und -zusammensetzung. Diese Ergebnisse stellen den Fokus auf entweder große oder kleine Habitatfragmente infrage. Für einen erfolgreichen Biodiversitätserhalt ist daher der Schutz sowohl großer als auch kleiner Habitatfragmente zwingend notwendig. Im dritten Teil dieser Arbeit untersuchen wir den Einfluss der Bewirtschaftungsart (Beweidung, Mahd, Nutzungsaufgabe), der Landschaftszusammensetzung und Konnektivität auf die Artenzahl, Artenzusammensetzung und merkmalsbasierte Reaktionen (Körpergröße und Rote Liste-Status) von neun Taxa: Pflanzen, Schmetterlinge, Bienen, Heuschrecken, Schwebfliegen, Spinnen, Wanzen, Kurzflügler und Zikaden. Wir wählten 30 kleine Kalkmagerrasenfragmente (<1 ha) entlang von unabhängigen Konnektivitäts- und Landschaftskomplexitätsgradienten aus. Ein zunehmender Prozentsatz an Ackerfläche in der Umgebung der Fragmente führte zu einem Verlust von 29 % der Gesamtartenzahl. Wir nehmen an, dass Landschaften, die von Ackerfläche dominiert werden, weniger Alternativhabitat und Nahrungsressourcen bieten, was zu einer verringerten Artenzahl führt. Habitatkonnektivität erhöhte im Allgemeinen die Artenzahl. Dieser Effekt war bei den großen, vermutlich ausbreitungsfähigeren Arten eines Taxons stärker ausgeprägt als bei den kleinen Arten. Beweidung hatte einen deutlich negativeren Einfluss auf die Artenzahl als Mahd (einmal jährlich) oder kurzzeitige Nutzungsaufgabe (5-15 Jahre). Der Grund dafür könnte der durch Beweidung verursachte größere Schaden und die Entnahme der Nahrungsressourcen phytophager Insekten sein. Zudem führte jeder der drei Bewirtschaftungsweisen zu einer unterschiedlichen Artenzusammensetzung aller Taxa. Daher sollte die bevorzugte Bewirtschaftungsoption kleiner Kalkmagerrasenfragmente ein Wechsel zwischen Mahd und kurzzeitiger Nutzungsaufgabe in Kombination mit einer Diversifizierung der umgebenden Landschaft sein. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die allgemein verbreitete Konzentration auf große Habitatfragmente überdacht werden sollte, da der Schutz sowohl kleiner als auch großer Fragmente unerlässlich ist. Bei der Planung von Schutzmaßnahmen für fragmentierte Offenlandlebensräume sind lokale Einflüsse wie Fragmentgröße und Bewirtschaftung zwar wichtig, aber nicht ausreichend: Landschaftsfaktoren wie Habitatkonnektivität und Landschaftszusammensetzung müssen ebenfalls in die Schutzbemühungen mit einbezogen werden um das langfristige Überleben von spezialisierten Pflanzen- und Invertebratenarten zu sichern.

Cette thèse avait pour objectif de tester l’effet croisé de la gestion et de sécheresses extrêmes liées au changement climatique sur les interactions biotiques entre plantes, la biodiversité, la composition floristique et le fonctionnement écosystémique de pelouses caractéristiques du sud de l’Europe, en bordure occidentale calcaire du Massif Central français. Des sècheresses printanières et une fauche régulière ont été appliquées expérimentalement suivant un plan factoriel sur deux types de communautés situées, en Dordogne, dans des conditions de sols contrastées: les Mesobromion (pente nulle) et les Xerobromion (pente forte convexe et exposition sud). Les résultats ont validé des modèles théoriques prédisant un effondrement des interactions biotiques à l’extrémité sévère d’un gradient de stress, surtout si le système est soumis à de la perturbation. La réponse des pelouses était très dépendante de la communauté considérée. La sècheresse a diminué la biodiversité et altéré la composition floristique des Xerobromion. Ceci s’explique par la combinaison au sein de cette communauté d’un grand nombre de contraintes (sècheresse expérimentale, stress hydrique dû à l’exposition sud et forte perturbation physique induisant notamment un effondrement de la facilitation et un stress édaphique important). Les Mesobromion étaient plutôt affectés par la fauche qui a augmenté leur biodiversité via une diminution du couvert de graminoides compétitrices. En Europe du sud, et dans un contexte de changement climatique, nous recommandons de maintenir des pratiques de gestion basées sur la perturbation dans les Mesobromion et de se focaliser plutôt sur la conservation d’espèces peu tolérantes à la sècheresse dans les Xerobromion. / This PhD aimed at testing the crossed effects of management and extreme droughts linked to climate change on plant biotic interactions, biodiversity, composition and ecosystem functions of extensive grasslands from Southern Europe, at the Western calcareous boundary of the French Central Massif. Extreme spring droughts and a mowing-based management were experimentally applied in a factorial design in the Dordogne department on two communities with contrasted soil conditions: the Mesobromion (null slope) and the Xerobromion (steep convex slope and southern exposure). Our results support theoretical models predicting a collapse of biotic interactions at the severe end of a stress gradient, especially if the system is subject to disturbance. Grassland responses were strongly dependent on local environmental conditions. Drought decreased biodiversity and altered composition in the Xerobromion community. This is explained by the combination of several constraints (experimental drought, water stress due to southern exposition and physical disturbance which induces a collapse of facilitation and an important edaphic stress) in this community. The Mesobromion community was rather affected by mowing, which increased biodiversity through a reduction of competitive graminoids cover. In Southern Europe, and in a climate change context, we recommend maintaining disturbance-based management in the Mesobromion communities and focusing on the conservation of species with a poor tolerance to drought in the Xerobromion communities.

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