Biodiversity is very relevant for maintaining ecosystem services, however, it is under increasing pressure. One of the main anthropogenic pressures on biodiversity is land use change. Nevertheless, the exact effects of land use change on biodiversity are still poorly understood. While it is known that habitat loss is a major driver of extinction in fragmented landscapes, the effect of fragmentation per se, meaning the breaking apart of a landscape while keeping the habitat amount constant, on biodiversity is still discussed. Several explanations have been furnished possibly explaining the seemingly contradictive findings of the effect of fragmentation per se on biodiversity in the past. Among these are spatial and temporal scale-dependencies of biodiversity measures as well as species-specific responses to fragmentation per se. In order to resolve the confusions regarding the effects of fragmentation per se on biodiversity for these factors, I established an agent-based model of species communities in landscapes subject to fragmentation including specific demographic effects. I found clear scale-dependencies of responses in biodiversity for fragmentation per se for temporal and spatial scales. For instance, the model showed positive geometric fragmentation effects on landscape-scale on biodiversity with increasing levels of fragmentation per se right after fragmentation took place. However, at the end of the model simulations, after demographic fragmentation effects were able to establish, positive, neutral, and also negative responses to fragmentation per se were found, showing that responses to fragmentation per se can vary over time. While at the end of model simulations on landscape-scale positive, neutral, and also negative effects of fragmentation per se on biodiversity depending on the included demographic fragmentation effects were found, on patch-scale only weakly negative responses in biodiversity to fragmentation per se were detected. Thus, these results show the spatial scale-dependencies of fragmentation per se on biodiversity. Lastly, responses to fragmentation per se varied pronouncedly for species with different foraging strategies and movement distances. Hence, this study helps to understand and disentangle seemingly contradictive findings of the effects of fragmentation per se on biodiversity. Additionally, I outline how to resolve further confounding findings of the past regarding fragmentation per se and discuss adequate approaches for future research on fragmentation per se. Finally, the present results can help to create suitable conservation schemes in the future.
Biodiversität ist für die Aufrechterhaltung von Ökosystemleistungen sehr relevant, sie wird jedoch zunehmend bedroht. Eine der wichtigsten anthropogenen Bedrohungen für die Biodiversität sind Landnutzungsänderungen. Dennoch sind die genauen Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf die Biodiversität noch immer kaum bekannt. Während bekannt ist, dass der Verlust von Lebensräumen ein Hauptgrund für das Aussterben von Arten in fragmentierten Landschaften ist, wird die Auswirkung der Fragmentierung per se, welche definiert ist als die Verteilung einer Landschaft auf mehrere Fragmente bei konstanter Habitatmenge, auf die Biodiversität immer noch diskutiert. Es wurden mehrere Erklärungen geliefert, die möglicherweise die scheinbar widersprüchlichen Ergebnisse der Auswirkungen der Fragmentierung per se auf die Biodiversität in der Vergangenheit erklären. Dazu gehören räumliche und zeitliche Skalenabhängigkeiten von Biodiversitätsmaßen sowie artspezifische Reaktionen auf Fragmentierung per se. Um die Verwirrung bezüglich der Auswirkungen der Fragmentierung per se auf die Biodiversität für diese Faktoren aufzulösen, habe ich ein agentenbasiertes Modell von Artengemeinschaften in fragmentierten Landschaften entwickelt, welches spezifische demografische Effekte beinhaltet. Ich fand klare Skalenabhängigkeiten der Resultate für die Biodiversität beeinflusst von der Fragmentierung per se für zeitliche und räumliche Skalen. Zum Beispiel zeigte das Modell positive geometrische Fragmentierungseffekte für Biodiversität auf Landschaftsebene mit zunehmendem Grad der Fragmentierung per se, direkt nachdem die Fragmentierung der Landschaft stattgefunden hat. Am Ende der Modellsimulationen jedoch, nachdem sich demografische Fragmentierungseffekte etablieren konnten, fand ich positive, neutrale und auch negative Effekte auf Biodiversität für zunehmende Fragmentierung per se, was zeigt, dass die Effekte der Fragmentierung per se im Laufe der Zeit variieren können. Während am Ende der Modellsimulationen auf Landschaftsebene positive, neutrale und auch negative Auswirkungen der Fragmentierung per se auf die Biodiversität in Abhängigkeit von den einbezogenen demografischen Fragmentierungseffekten gefunden wurden, wurden auf der Fragmentebene nur schwach negative Effekte der Fragmentierung per se auf die Biodiversität festgestellt. Somit zeigen diese Ergebnisse Abhängigkeiten der Effekte von Fragmentierung per se auf die Biodiversität für verschiedene räumliche Skalen. Schließlich variierten die Effekte der Fragmentierung per se deutlich für unterschiedliche Arten mit verschiedenen Charakteristiken für ihre Strategien der Nahrungssuche und Entfernungen in Bewegungsmustern. Die Resultate dieser Studie können dabei helfen scheinbar widersprüchliche Ergebnisse der Effekte der Fragmentierung per se auf Biodiversität zu verstehen. Darüber hinaus skizziere ich, wie weitere uneindeutige Erkenntnisse der Vergangenheit in Bezug auf Fragmentierung per se aufgelöst werden können, und diskutiere angemessene Ansätze für zukünftige Studien zur Fragmentierung per se. Schließlich können die vorliegenden Ergebnisse dabei helfen geeignete Konzepte für den Artenschutz in der Zukunft zu schaffen.
