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Amphibienpopulationen sind weltweit bedroht. Für fundierte Entscheidungen im Naturschutz ist ein wissenschaftliches Hintergrundwissen notwendig. Eine wichtige Komponente ist die Verbreitung der Arten und die Gründe hierfür. Dies setzt auch Klarheit bezüglich des taxonomischen Status voraus. Vernachlässigte Regionen liegen meist in den Tropen. Um diese Lücke zu füllen, untersucht die vorliegende Arbeit die Makroökologie westafrikanischer Amphibien. Eine neue Art der Familie Phrynobatrachidae wird beschrieben. Anschließend werden die taxonomischen Unterschiede zweier Mitglieder der Familien der Hyperoliidae und der Arthroleptidae untersucht. Dies ebnet den Weg für die Makroökologie. Es wird analysiert, ob Westafrika eine einzigartige biogeographische Region ist. Die Untersuchung zeigen, dass Westafrika in der Tat einzigartig ist. Die Ähnlichkeiten innerhalb der Region sind größer als die innerhalb ähnlicher Habitate aus unterschiedlichen Regionen. Der Cross River ist die wichtigste Barriere. Mehrere geographische Zonierungen innerhalb Westafrikas werden entdeckt. Es wird untersucht, ob der Chytrid Pilz, Batrachochytrium dendrobatidis, (Bd), ein wichtiger Faktor beim Rückgang der Amphibien Populationen, in West Afrika vorkommt. Bisher gibt es keinen positiven Nachweis westlich Nigerias. Dennoch sagen Modelle geeignete Habitate für Bd vorher. Die wahrscheinlichste Erklärung ist, dass die Dahomey Gap als natürliche Barriere die Ausbreitung von Bd verhindert. Als letztes werden die Nischen westafrikanischer Amphibien eruiert. Für die meisten Arten werden Nischenmodelle berechnet. Dies bestätigt bereits bekannte Gebiete hoher Alpha Diversität und zeigt bisher unbekannte Gebiete auf. Des Weiteren werden Erklärungen für unterschiedliche Verbreitungsgebietsgrößen gesucht. Generell wird die Nischenbreite hierfür verantwortlich gemacht. Die vorliegenden Daten lassen allerdings auch den Schluss zu, dass das Ausbreitungsvermögen das beobachtete Muster ebenfalls erklären kann. / Amphibian populations are declining globally. For informed conservation decisions a sound scientific background is needed. One major component is species distribution and the underlying causes. This also requires clarity on the taxonomic status. Often neglected regions are located in the tropics. In order to fill this gap, the present thesis examines the macroecology of West African amphibians. A new species of the family Phrynobatrachidae is described. Afterwards, the taxonomic differences between morphologically similar members of the families Hyperoliidae and Arthroleptidae are discussed. Beside other studies, this sets the field for macroecology. It is tested whether West Africa is a unique biogeographic region. The similarity of amphibian assemblages from Sub-Saharan Africa is analysed and it is shown that West Africa contains unique assemblages. Similarities within the region are higher than similarities between habitats across different regions. The main barrier towards Central Africa is the Cross River. Several geographic divisions within West Africa are detected. It is examined whether the chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), one important factor for amphibian population declines in many other regions, occurs in West Africa. So far there is no positive record west of Nigeria. However, models predict that environmental suitability for Bd is high. The most plausible explanation for the absence is that the Dahomey Gap acted as a natural barrier against the spread of the Bd. Finally, the niches of West African amphibians are investigated. For most species environmental niche models are calculated. This confirms previously known areas of high alpha diversity and so far unknown species rich areas are detected. In a further study, explanations for differing range sizes are searched for. Niche breadth is commonly assumed to be the general cause. However, the analysed data also suggests that dispersal ability can also explain the observed pattern.

Die landwirtschaftliche Landnutzung dominiert ein Drittel der Erdoberfläche und ist der größte Einflussfaktor des Biodiversitätsverlustes. Zudem wird prognostiziert, dass sich mit wachsender Erdbevölkerung und zunehmendem Bedarf an Ressourcen der Einfluss der landwirtschaftlichen Landnutzung auf die Biodiversität massiv ausweiten wird. Das Hauptziel dieser Dissertation war es, ein tieferes Verständnis über die Beziehung zwischen landwirtschaftlicher Landnutzung und Biodiversität auf globaler Skala zu entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen möchte diese Dissertation eine Brücke über drei Forschungslücken schlagen. Erstens, während sich bereits viele Studien mit der Auswirkung der landwirtschaftlichen Expansion auf die Biodiversität beschäftigt haben, untersuchten relativ wenige Arbeiten die Beziehung zwischen den vielen Facetten der landwirtschaftlichen Intensivierung und der Biodiversität. Zweitens, die meisten Studien hinsichtlich Landnutzung und Biodiversität haben die Auswirkungen auf lokaler bis regionaler Skala analysiert, wohingegen nur wenige diese Beziehung auf globaler Skala untersucht haben. Diese Lücke ist besonders kritisch in Bezug auf die Vorhersage des Artenreichtums – wobei traditionellerweise eher Umweltfaktoren als durch den Menschen bedingte Faktoren als wichtig für das Bedingen und Vorhersagen von großflächigen Mustern der Biodiversität angesehen werden. Drittens, angesichts des zunehmenden zukünftigen Bedarfes an Ressourcen ist ein besseres Verständnis bezüglich der Auswirkung der zukünftigen landwirtschaftlichen Landnutzung auf die Biodiversität nötig. Diese Dissertation erzielte Fortschritte darin Brücken über diese Forschungslücken zu schlagen durch (i) das Kartieren von Mustern vielfacher Metriken der Landnutzungsintensität und Biodiversität, (ii) das Verbessern der Arten-Areal-Beziehung durch die Einbindung von Landbedeckung und Landnutzungsintensitätsmetriken sowie (iii) das Identifizieren von Gebieten mit großer biologischer Vielfalt, die gefährdet sind hinsichtlich der Trajektorien potentieller zukünftiger Landnutzungsexpansion und –intensivierung. Die Muster der Landnutzungs-intensitätsmetriken waren heterogen verteilt in Gebieten mit hoher Biodiversität, was darauf hinweist, dass die Umweltschutzforschung vielfache Intensitätsmetriken einbeziehen sollte um zu verhindern, dass die Bedrohung für die Biodiversität unterschätzt wird. Weitere Ergebnisse zeigen, dass in der Vorhersage des globalen Artenreichtums die Landnutzungsintensität den Biomen in nichts nachsteht, wodurch eines der fundamentalsten Gesetze in der Ökologie erweitert wird und ein verbessertes Verständnis der großflächigen Muster im Artenreichtum erzielt wird. Die am stärksten gefährdeten Gebiete bezüglich des potentiellen zukünftigen landwirtschaftlichen Wandels wurden schließlich weitverbreitet in Lateinamerika und im subsaharischen Afrika gefunden. Dieses Ergebnis bot wichtige Erkenntnisse zur proaktiven Entschärfung von zukünftigen potentiellen Konflikten in der Beziehung zwischen Biodiversität und Landnutzung. In Anbetracht der großen Bedrohung, die die Landwirtschaft für die Biodiversität darstellt, hob diese Dissertation insgesamt die Komplexität und Bedeutung der Landnutzungsintensität in ihrer Beziehung zur Biodiversität hervor und identifizierte Gebiete mit hoher Biodiversität, welche bedroht sind von landwirtschaftlicher Landnutzung, sowohl in der Gegenwart als auch zukünftig. / Agricultural land use dominates one third of the Earth’s land surface and is the single biggest driver of biodiversity loss. Moreover, with a growing human population and a rising demand for resources, the impact of agricultural land use on biodiversity is projected to escalate. The main goal of this thesis was to gain a deeper understanding of the relationship between agricultural land use and biodiversity on a global scale. In approaching this goal, this thesis aims to bridge three main research gaps. First, while much research has addressed the effect of agricultural expansion on biodiversity, relatively little work has investigated the relationship between the many facets of agricultural intensification and biodiversity. Second, most studies on land use and biodiversity have assessed local to regional scale impacts, whereas few have assessed this relationship on a global scale. This gap is particularly critical in terms of predicting species richness – where environmental factors rather than human driven factors have traditionally been thought to be important in driving and predicting broad-scale patterns of biodiversity. Third, in light of growing future demand for resources, a better understanding is needed regarding the impact of future agricultural land use on biodiversity. This thesis made progress in bridging these research gaps by (i) mapping patterns of multiple metrics of land-use intensity and biodiversity, (ii) improving species-area relationships with the inclusion of land cover and land-use intensity metrics, and (iii) identifying highly biodiverse areas at risk under trajectories of potential future agricultural expansion and intensification. Patterns of land-use intensity metrics were heterogeneously distributed in areas of high biodiversity, suggesting that conservation research should include multiple intensity metrics in order to avoid underestimating biodiversity threat. Further results show land-use intensity was found to rival biomes in predicting global species richness, thus upgrading one of the most fundamental laws in ecology, and providing an improved understanding of broad-scale species richness patterns. Finally, areas most at-risk under potential future agricultural change were found to be widespread across Latin America and Sub-Saharan America. This delivered crucial insights in proactively mitigating future potential conflicts in the nexus of biodiversity and land use. Overall, considering the great threat agriculture poses to biodiversity, this thesis highlighted the complexity and importance of land-use intensity in its relationship with biodiversity and uncovered highly biodiverse areas threatened by agricultural land use, both currently and in the future.

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