Ein wiederkehrendes Thema in der Ökologie ist die Frage nach der Entstehung und dem Erhalt von Artenvielfalt. Die theoretische Ökologie widmet sich der Suche nach grundlegenden Prinzipien, die Artenvielfalt in Raum und Zeit erklären. Modelle sind bei diesem Bemühen von großem Nutzen, da sie es ermöglichen Systeme unter festen Rahmenbedingungen zu untersuchen und die für die Entstehung von Diversität entscheidenden Prozesse zu identifizieren.

Die Interaktion von evolutionären und räumlichen Prozessen bildet die Grundlage aller Mechanismen, die Artenvielfalt ermöglichen, doch viele weitere Aspekte fehlen bisher in einer umfassenden Theorie der Biodiversität. Einer dieser Aspekte ist räumliche Heterogenität. Obwohl dieser Faktor als diversitätsfördernd gilt, verzichten viele Modelle der Einfachheit halber auf die explizite Implementierung von Heterogenität. Ähnlich steht es um die trophische Struktur von Nahrungsnetzen. Die Nahrungsnetztheorie hat erfolgreich die komplexe Struktur von empirischen Ökosystemen auf Räuber-Beute Beziehungen reduziert und gezeigt, dass empirische Strukturen von Nahrungsnetzen, z.b. der Anteil basaler, intermediärer und Top Spezies, erfolgreich reproduziert werden. Trotz dieser Erfolge verzichten viele Modelle auf die Modellierung von Nahrungsnetzen bei der Identifikation von Artenvielfalt fördernden Prozessen. Diese Arbeit widmet sich der Inklusion dieser beiden Aspekte, Nahrungsnetzstruktur und räumlicher Heterogenität, in die modellbasierte Analyse der Entstehung von Artenvielfalt. Dabei kommen zwei verschiedene Modelle auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen zum Einsatz. Zuerst wird ein räumlich kleineres Meta-Nahrungsnetz mit Hilfe expliziter Populationsdynamik betrachtet und der Einfluss von räumlicher Heterogenität sowie der Spezialfall von Ökotonen auf die Artenvielfalt untersucht. Dabei zeigt sich, dass die Kopplungsstärke zwischen den Habitaten ausschlaggebend für die beobachtete Diversität ist. Die Diversität aufgetragen über der Kopplungsstärke zeigt einen unimodalen Verlauf, der auch schon in früheren Studien in homogenen Systemen gefunden wurde. Im heterogenen System ist der Verlauf ausgeprägter als in homogenen Systemen. Das zweite Model, welches im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde, gehört zur Klasse der evolutionären Nahrungsnetzmodelle und erweitert den räumlichen und zeitlichen Horizont. Das Modell reproduziert eine Vielzahl empirisch bekannter Artenvielfaltmuster nämlich SAR, RSD, Arten-Ähnlichkeitsabfall mit der Distanz sowie Lebensdauerverteilungen und Zeitreihen der geographischen Verbreitung von Spezies. Das trophische Level hat einen entscheidenden Einfluss auf den Verbreitungserfolg von Spezies. Basale Spezies haben es einfacher und verbreiten sich weiter, was sich auch in längeren Lebensdauern äußert. Die besagten Muster werden sowohl in homogenen als auch heterogenen räumlichen Strukturen mit kleinen Unterschieden beobachtet. Der größte Unterschied erscheint in den Zeitreihen der geographischen Verbreitung von Spezies. Diese bestehen aus einer symmetrischen Kurve von An- und Abschwellen der Verbreitung in homogenen Systemen, im heterogenen System wird diese Kurve asymmetrisch mit einer verlängerten Phase des Abschwellens.

Diese Arbeit zeigt, dass trophische Struktur und räumliche Heterogenität nicht vernachlässigt werden dürfen und demonstriert, dass beide Faktoren in bestehende Modellierung eingearbeitet werden können. Daraus entsteht eine breitere Anwendungsmöglichkeit für diese Art von Modellen und die Fragen nach der Entstehung von Artenvielfalt können umfassender untersucht werden. Obgleich seiner Einfachheit, zeigt die gute qualitative Übereinstimmung der Ergebnisse dieses Modells, dass die grundlegenden Prozesse in einer sinnvollen Weise kombiniert wurden. Folglich eignen sich solche Modelle um die Richtung zukünftiger Forschung einzugrenzen und neue Hypothesen zu formulieren, die empirisch getestet werden können.