Formalised classification and environmental controls of riparian forest communities in the Sudetes (SW Poland)

Formalisierte Klassifikation und Umweltfaktoren von Auwald- und Quellwaldgesellschaften in den Sudeten (Südwest-Polen)

  • The Cocktail method was applied to a small data set derived in a regional survey on riparian forest in the Polish part of the Sudetes. Formalised classification revealed the occurrence of seven associations. Considering the ecological character, three distinct groups emerged among them: i) alluvial forests (Salicetum albae, Alnetum incanae), ii) forests of small and medium mountain streams with only a narrow riparian zone (Salicetum fragilis, Stellario nemorum-Alnetum glutinosae and Fraxino-Alnetum) and iii) forests developed on waterlogged soils of spring-fed areas (Carici remotae-Fraxinetum and Piceo-Alnetum). The associations Salicetum fragilis and Piceo-Alnetum are reported for the first time from Poland. Analysis of GIS-derived environmental variables showed that average altitude, stream power index (SPI) and river order were significantly different among the associations, while there were no differences among average values of slope, solar radiation and topographic wetness index (TWI). Significant differences in species richness among the associations were also identified. Application of the Cocktail method in regional studies was also discussed.
  • Einleitung: Ziele dieser Studie waren, (1) die Auwald- und Quellwaldgesellschaften der Sudeten zu ermitteln und (2) die Beziehungen zwischen den Waldgesellschaften und hydrologischen und topographischen Umweltfaktoren zu erfassen. Material und Methoden: Die Untersuchungen wurden auf den polnischen Teil der Sudeten beschränkt, ein Gebiet von etwa 4000 km². In diesem Gebiet wurden hundert Bachtäler mit gut erhaltenen Auwaldbeständen ausgewählt. Diese Bachtäler wurden von der Quelle (falls im Untersuchungsgebiet) bis zur Mündung oder bis zu dem Ort untersucht, wo der Bach die Sudeten verlässt. Die Gesamtlänge der untersuchten Fließgewässer betrug 870 km. Alle gefundenen gut erhaltenen Auwaldfragmente wurden erfasst. Dabei wurden 268 Vegetationsaufnahmen angefertigt. Auf der Grundlage von digitalen GIS-Daten wurden sechs Umweltvariablen berechnet. Primäre (Meereshöhe, Hangneigung) und sekundäre (Topographic Wetness Index TWI, Stream Power Index SPI) topographische Attribute wurden mittels eines digitalen Höhenmodells (DEM) mit 10 m Auflösungsvermögen erhoben. Zudem wurde mittels DEM die potenzielle Solarstrahlung errechnet, und ein digitales Fließgewässernetz diente dazu, die Größenordnung des Baches gemäß der Flussordnungszahl nach Strahler zu bestimmen. Die Auwaldgesellschaften wurden mit der Cocktail-Methode klassifiziert. Als Zielgruppen wurden die bisher aus den Sudeten bekannten Auwaldassoziationen verwendet. Die formalen Definitionen der Cocktail-Gruppen wurden auf der Grundlage von Expertenwissen und früheren Beschreibungen der Vegetationseinheiten erstellt. Zehn Pflanzenarten wurden aufgrund von Expertenwissen subjektiv soziologischen Artengruppen zugeordnet. Qualitative (Vorkommen oder Fehlen der soziologischen Gruppen) und quantitative (Kriterien der Deckung einiger Arten) Bedingungen wurden kombiniert und mit logischen Operatoren (Und, Oder, Nicht) verknüpft, um die Vegetationseinheiten formal zu definieren. Vegetationsaufnahmen mit zweifelhaftem Klassifikationsergebnis wurden dann anhand ihrer statistischen Ähnlichkeit einer der Einheiten zugeordnet. Diagnostische Arten sind aufgrund ihrer Treue zu den Gesellschaften bestimmt worden. Nach Angleichung der Gruppengrößen wurde der phi-Koeffizient (ϕ) als statistisches Treuemaß berechnet. Zusätzlich wurde mit dem Exakten Fisher-Test die Signifikanz (p = 0,001) des Treuemaßes ermittelt. Nur Arten mit einem phi-Wert größer als 0,25 wurden als diagnostische Arten gewertet. Konstante (stete) und dominante Arten wurden ebenfalls bestimmt, wobei die Prozentschwellenwerte in Anlehnung an ähnliche Arbeiten gewählt wurden. Schließlich wurde eine synoptische Tabelle angefertigt, um die Unterschiede zwischen den Assoziationen aufzuzeigen. Ökologische Unterschiede zwischen den Assoziationen wurden anhand der Durchschnittswerte der Umweltvariablen verglichen. Der nicht-parametrische Kruskal-Wallis-Test wurde verwendet, um die Signifikanz der ökologischen Unterschiede zu testen sowie um den Artenreichtum der Assoziationen zu vergleichen. Ergebnisse und Diskussion: Mittels Klassifikation auf der Grundlage formaler Definitionen wurden die Vegetationsaufnahmen auf sieben Zielassoziationen verteilt. Diese Assoziationen ließen sich nach ökologischen Gesichtspunkten auf drei Gruppen verteilen. Wälder auf Schwemmböden sind an den größeren Bächen häufig, entweder in den tieferen Lagen oder an Bergbächen, aber stets in ausgedehnten Auen, wo die Sedimentation wirksamer ist als die Erosion. Salicetum albae und Alnetum incanae repräsentierten diese Gruppe. Die zweite Gruppe umfasst die Wälder an kleinen und mittleren Bergbächen mit nur schmaler Uferzone. Sie war repräsentiert durch Salicetum fragilis, Stellario nemorum-Alnetum glutinosae und Fraxino-Alnetum, abhängig von Meereshöhe, Fließgeschwindigkeit und Feuchte des Standorts. Die dritte Gruppe schließlich bildeten Wälder auf wassergesättigten Böden in Quellgebieten, repräsentiert durch Carici remotae-Fraxinetum und Piceo-Alnetum. Die Assoziationen Salicetum fragilis und Piceo-Alnetum wurden das erste Mal für Polen nachgewiesen. Beim Vergleich der Umweltvariablen erwiesen sich mittlere Meereshöhe, Größenordnung des Baches und Stream Power Index als signifikant verschieden zwischen den Auwaldassoziationen, während für Hangneigung, Solarstrahlung und Topographic Wetness Index keine signifikanten Unterschiede bei den Mittelwerten gefunden wurden. Ein Vergleich der mittleren Artenzahlen belegte signifikante Unterschiede im Artenreichtum der Assoziationen.

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Metadaten
Author:Remigiusz Pielech
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-381720
DOI:https://doi.org/10.14471/2015.35.003
ISSN:0722-494X
Parent Title (German):Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft
Publisher:Floristisch-Soziologische Arbeitsgemeinschaft
Place of publication:Göttingen
Document Type:Article
Language:English
Year of Completion:2015
Year of first Publication:2015
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2015/09/18
Tag:Cocktail method; formalised classification; mountain forest; phytosociology; riparian forest; spring-fed area; vegetation classification
Volume:35
Page Number:22
First Page:155
Last Page:176
HeBIS-PPN:371082536
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 58 Pflanzen (Botanik) / 580 Pflanzen (Botanik)
Sammlungen:Sammlung Biologie / Sondersammelgebiets-Volltexte
Zeitschriften / Jahresberichte:Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft / Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft, Band 35 (2015)
:urn:nbn:de:hebis:30:3-381475
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht