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Anton Fischer, Markus Blaschke, Claus Bässler

• Mountains, with their isolated position and altitudinal belts, are hotspots of biodiversity. Their flora and fauna have been observed worldwide since the days of Alexander von Humboldt, which has led to basic knowledge and understanding of species composition and the most important driving forces of ecosystem differentiation in such altitudinal gradients. Systematically designed analyses of changes in species composition with increasing elevation have been increasingly implemented since the 1990s. Since global climate change is one of the most important problems facing the world this century, a focus on such ecosystem studies is urgently needed. To identify the main future needs of such research we analyze the studies dealing with species changes of diverse taxonomical groups along altitudinal gradients (0 to 6,400 m a.s. l.) on all continents, published during the past one to two decades. From our study we can conclude that although mountains are powerful for climate change research most studies have to face the challenge of separating confounding effects driving species assemblages along altitudinal gradients. Our study therefore supports the view of the need of a global altitudinal concept including that (1) not only one or a few taxonomical groups should be analyzed, but rather different taxonomical groups covering all ecosystem functions simultaneously; (2) relevant site conditions should be registered to reveal direct environmental variables responsible for species distribution patterns and to resolve inconsistent effects along the altitudinal gradients; (3) transect design is appropriate for analyzing ecosystem changes in site gradients and over time; (4) both the study design and the individual methods should be standardized to compare the data collected worldwide; and (5) a long-term perspective is important to quantify the degree and direction of species changes and to validate species distribution models. (6) Finally we suggest to develop experimental altitudinal approaches to overcome the addressed problems of biodiversity surveys.
• Gebirge mit ihrer mehr oder weniger isolierten Lage und ihren vielfältigen Höhenstufen stellen „Hotspots der Biodiversität“ dar. Ihre Flora und Fauna wird seit den ersten Beschreibungen durch Alexander von Humboldt immer wieder untersucht. Systematisch angelegte Studien zur räumlichen Verteilung von Arten bzw. Artengruppen in Höhengradienten erlangen eine zunehmend größere Bedeutung seit den 1990iger Jahren, insbesondere im Rahmen der Klimafolgenforschung. Um für die zukünftige Biodiversitätsforschung die heute als wesentlich angesehenen Forschungsansätze zu identifizieren, wurden in dieser Studie Literaturangaben der letzten zwei Jahrzehnte über die sich verändernden Artenzusammensetzungen in Höhengradienten aus allen Kontinenten, verschiedenen Artengruppen und einem Höhenbereich von 0 bis 6.400 m ü. NN ausgewertet. Diese Zusammenstellung zeigt, dass Untersuchungen der Muster der Biodiversität von Höhengradienten in Gebirgen einen wichtigen Beitrag für das Verständnis der Herausbildung und Änderung von Biodiversitätsmustern gerade im Rahmen des zu erwartenden Klimawandels leisten können. Die Musterbildung im Höhengradienten ist für verschiedene Artengruppen durchaus unterschiedlich. Diese Literaturauswertung macht aber auch die Notwendigkeit eines weltweit einheitlichen Konzeptes für die Forschung in Höhengradienten deutlich. Ein solches Konzept sollte folgende Gesichtspunkte beinhalten: (1) Nicht nur ausgewählte Artengruppen, sondern mehrere verschiedene Artengruppen gemeinsam analysieren; nur so lassen sich die vielfältigen Ökosystemfunktionen und Prozesse berücksichtigen. (2) Begleitend möglichst viele Umweltfaktoren erfassen, um herausarbeiten zu können, welche der Umweltfaktoren für die Musterbildung wirklich maßgeblich sind. (3) Die Transekte so anlegen, dass sie nicht nur eine einmalige räumliche Analyse ermöglichen, sondern auch zukünftig im Sinne von Zeitreihen zur Verfügung stehen. (4) Sowohl das Erhebungsflächendesign als auch die Aufnahmemethoden für die einzelnen Artengruppen standardisieren, um die Daten weltweit vergleichen zu können. (5) Langzeitstudien starten; denn nur sie bieten die Möglichkeit, erwartete oder aus Modellen abgeleitete Veränderungen der Artenzusammensetzungen bzw. von Verschiebungen von einzelnen Arten im Höhengradienten zu validieren. (6) Gezielt konzipierte Experimente einsetzen, um offene Fragen zur Verteilung der Arten in Höhengradienten untersuchen zu können.