Artenvielfalt
Der Kaiserstuhl nimmt eine herausragende Stellung bei der Artenvielfalt ein. Die Biodiversität ist hier sehr hoch. Sehr viele Arten kommen in Deutschland aktuell nur hier vor. Der Kaiserstuhl ist ein Vorposten für besonders wärmeliebende Tier- und Pflanzenarten, die ansonsten hauptsächlich im submediterranen Raum beheimatet sind.
Die dichte Vernetzung der Lebensräume durch die durchgängigen Böschungen der Weinberge ist einmalig. Hier sonnen sich Smaragdeidechsen, in den Löss-Steilwänden nistet der Bienenfresser, auf den Magerwiesen und Trockenwäldern leben 36 Orchideen-Arten, zwei Arten der Schmetterlingshafte jagen auf Trockenrasen, die Gottesanbeterin ist im September häufig und zahlreiche Schmetterlingsarten wie der Große Waldportier und Himmelblaue Bläuling sind entlang der Wanderwege und Waldränder zu beobachten. Versteckter leben an wärmeliebenden Gebüschen der Kleine Schlehenzipfelfalter und Großer Wanderbläuling. Vogelkundlich ist das Gebiet auch von großer Bedeutung durch das Vorkommen von Wiedehopf, Steinkauz, Zaunammer und einer großen Population des Schwarzkehlchens.
Von großer Bedeutung für die Artenvielfalt ist auch, dass seit wenigen Jahren im Weinbau praktisch keine Insektizide mehr eingesetzt werden. Stattdessen werden Pheromone verwendet, die die Männchen der Traubenwickler verwirren und so zu weniger oder keinem Nachwuchs mehr führen.
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Naturvielfalt
Weithin sichtbar, inmitten der Rheinebene und schließlich umrahmt von den höchsten, oft schneebedeckten Mittelgebirgslagen der Vogesen und des Schwarzwaldes – so liegt der Kaiserstuhl erhaben als Wahrzeichen und Landmarke am südlichen Oberrhein.
Die einmalige Vulkan- und Löss-Landschaft ist seit über sechstausend Jahren von Menschen dauerhaft besiedelt. Während der Vulkanismus vor 23 und 16 Mio Jahren aktiv war, ist der Löss erst in der Eiszeit aus den Schotterfeldern des Rheins ausgeweht und hier in großer Mächtigkeit mit bis zu 60 m abgelagert worden. Der Mensch hat zusammen mit der Natur die Lebensräume dieser Landschaft maßgeblich geprägt.
Deutschlandweit herausragend ist seine Naturausstattung. Trockenwarme Lebensräume sind hier besonders gut ausgeprägt. Trockenrasen, blütenbunte Magerwiesen, Flaumeichen-Trockenwälder, artenreiche Gebüsche mit Wildrosen und Blasenstrauch, ausgedehnte Weinberge und tiefe, schluchtartige Hohlwege prägen das Bild. An der Westseite sind steile Vulkanfelsen angeschnitten, Trockenmauern und bis in römische Zeit zurückreichende Steinbrüche stellen Besonderheiten dar.
Herausragend sind die unzähligen Böschungen der Weinberge. Die Terrassierung geht bis in die fränkische Zeit im 7. Jahrhundert nach Christus zurück.