Sub-montane semi-natural grassland communities in the Eastern Carpathians (Ukraine)

Submontane Graslandgesellschaften in den Ost-Karpaten (Ukraine)

  • We performed a survey of grassland communities in the Ukrainian Carpathians with the aim of: (1) syntaxonomically classifying the meso- and subxerophilous grassland vegetation; (2) analysing the main gradients in their species composition; (3) estimating the effect of selected environmental factors on grassland species composition; (4) assessing the species richness of vascular plants and bryophytes in relation to the measured environmental variables. We collected 46 phytosociological relevés during the growing seasons of 2010 and 2011. Species composition and species richness were studied at two spatial scales (1 m² and 16 m²) in relation to soil parameters (soil depth, pH (KCl), content of P, K, Mg, N and C), management regime (mowing, grazing, ploughing in the past and burning), and other factors (altitude, litter cover, open soil, inclination, solar radiation and animal excrement). Seven grassland types were distinguished belonging to 3 classes and 4 alliances, namely the Nardetea strictae including the Violion caninae (mesic pastures at altitudes of 400–600 m mostly on moderate slopes) and the Nardo strictae-Agrostion tenuis (grasslands on moderate slopes at altitudes of 700–900 m usually managed by mowing and grazing the aftermath); the Molinio-Arrhenatheretea, including the Arrhenatherion elatioris (submontane grasslands originated mostly on former fields after their abandonment in the past) and the Cynosurion cristati (intensive pastures); and the Festuco-Brometea including the Cirsio-Brachypodion pinnati (abandoned grasslands dominated by Brachypodium pinnatum and Inula salicina). Detrended correspondence analysis indicated that the major compositional turnover was related to altitude and soil reaction. A canonical correspondence analysis confirmed that altitude had the strongest effect on species composition in the analysed dataset, followed by management treatments (former ploughing, grazing intensity). For vascular plant species richness, regression tree analysis identified grazing intensity as the most important predictor at the 1 m² scale. At the 16 m² scale, soil humus content was evaluated as the most important predictor of vascular plant species richness, followed by litter cover and grazing intensity. The number of bryophytes was not determined by the studied environmental factors at either of the two spatial scales. Although the number of analysed relevés in this study was limited, our results significantly contribute to the understanding of submontane grasslands in the Ukrainian Carpathians.
  • Einleitung: In den ukrainischen Karpaten existieren noch große Flächen naturnahen Graslands, das größtenteils von Hand gemäht oder beweidet wird. Das Gebiet besitzt eine hohe Biodiversität die sich im Grasland stark konzentriert. Das landwirtschaftliche System in den ukrainischen Karpaten entspricht dem high nature value farming, einem Konzept der EU-Agrarpolitik zum Erhalt einer hohen Biodiversität auf landwirtschaftlichen Flächen (BEAUFOY 2007, NUPPENAU et al. 2011). Bislang war das naturnahe Grasland der ukrainischen Karpaten pflanzensoziologisch kaum untersucht. Daher erstellten wir dort in den Jahren 2010 und 2011 insgesamt 46 Vegetationsaufnahmen um (1) das meso- und subxero-phile naturnahe Grasland syntaxonomisch einzuordnen, (2) die floristischen Hauptgradienten zu analysieren und ökologisch zu interpretieren, und um den Einfluss verschiedener Umweltfaktoren auf (3) die Artenzusammensetzung und (4) den Artenreichtum der Gefäßpflanzen und Moose einzuschätzen. Untersuchungsgebiet: Die Studie wurde in folgenden Regionen der ukrainischen Karpaten durchgeführt: Zakarpatska Oblast-Mizhhirskyi Rayon, Volovetskyi Rayon, Khuststkyi Rayon, Rayon und Tyachivskyi Rakhivskyi Rayon, Ivano-Frankovskaja Oblast-Dolynskyi Rayon und Lvivska oblast Skolivskyi Rayon (Abb. 2). Das Ausgangsgestein in den ukrainischen Karpaten wird von wechselnden Schichten des Flysch-Schiefers und Flysch-Sandsteins gebildet; kleinräumig existiert auch Kalkstein oder Granit. Das Klima ist gemäßigt kontinental. Das Untersuchungsgebiet gehört zu den unteren Karpaten mit moderat-hohen Gipfeln (bis 2061 m ü. NN: Hoverla). Die hier präsentierten Vegetationsaufnahmen wurden in Höhenlagen von 137–927 m ü. NN erstellt. Methoden: Während der Vegetationsperiode 2010 und 2011 wurden 46 Vegetationsaufnahmen nach der Braun-Blanquet-Methode mit allen Gefäßpflanzen- und Moosarten erstellt. Die Vegetation wurde auf 1 m²- und 16 m² (4 × 4 m)-Flächen aufgenommen, wobei die 1 m²-Flächen innerhalb der 16 m²-Flächen lagen. Auf den 1 m²-Flächen wurde die Deckung der Arten in Prozentschritten geschätzt während auf den 16 m²-Flächen die neunstufige Braun-Blanquet-Skala verwendet wurde. Für jede Aufnahmefläche wurden die folgenden Bodenparameter und Standortmerkmale erfasst: Bodentiefe, pH (KCl), Gehalte an P, K, Mg, N und C, aktuelle Landnutzung (Mahd, Beweidung, Abbrennen) sowie frühere Ackernutzung, Meereshöhe, Streudeckung, Deckung offener Boden, Hangneigung, Trockenheit und die Präsenz von Tierexkrementen. Die Vegetationsaufnahmen wurden in JUICE 7.0.98 analysiert (TICHÝ 2002, TICHÝ & HOLT 2006). Die Deckungswerte wurden vor den Analysen quadratwurzel-transformiert und die Vegetationsaufnahmen anschließend mit der Ward-Methode mit relativen euklidischen Distanzen analysiert. Eine mit dem Programm CANOCO 4.5 (TER BRAAK & ŠMILAUER 2002) durchgeführte Gradientenanalyse sollte Unterschiede in der Artenzusammensetzung zwischen den Vegetationseinheiten visualisieren. Beziehungen zwischen dem Artenreichtum der Gefäßpflanzen und Moose und 17 Umweltvariablen wurden mit Hilfe von Regressionsbäumen analysiert (BREIMAN et al. 1984). Ergebnisse: Sieben Vegetationstypen aus drei Klassen und vier Ordnungen wurden unterschieden (Beilage S1): Klasse Nardetea strictae → Ordnung Nardetalia strictae → Verbände Violion caninae (Weiden in Höhenlagen von 400–600 m vorwiegend an sanften Hängen) und Nardo strictae-Agrostion tenuis (in Höhenlagen von 700–900 m an sanften Hängen; in der Regel gemäht und anschließend beweidet). Klasse: Molinio-Arrhenatheretea → Ordnung Arrhenatheretalia → Verbände Arrhenatherion elatioris (submontane Wiesen, vorwiegend auf früheren Ackerflächen) und Cynosurion cristati (Inten-sivweiden); Klasse Festuco-Brometea → Ordnung Brachypodietalia → Verband Cirsio-Brachypodion pinnati (Brachen mit Dominanz von Brachypodium pinnatum und Inula salicina). Korrelationen der DCA-Ordinationsachsen mit Ellenberg-Zeigerwerten, Bodenvariablen und Land-nutzungstypen deuteten auf die Meereshöhe und den pH-Wert des Bodens als wichtigste Umweltfaktoren für die Vegetation hin (Abb. 6). Eine kanonische Korrespondenzanalyse (CCA) deutete ebenfalls auf die Meereshöhe als wichtigste Umweltvariable hin, gefolgt von den Landnutzungsvariablen ehemalige Ackernutzung und Beweidungsintensität sowie pH-Wert des Bodens, Abbrennen sowie Phosphor- und Magnesiumgehalt (Tab. 3). Der Gefäßpflanzenartenreichtum war auf den 1 m²-Flächen am stärksten mit der Beweidungsintensität korreliert (Abb. 8) und auf den 16 m²-Flächen mit dem Bodenhumusgehalt, der Streudeckung und Beweidungsintensität (Abb. 9A). Der Moosartenreichtum konnte auf keiner der beiden Raumskalen durch die untersuchten Umweltfaktoren erklärt werden. Am artenreichsten (im Mittel 61 Gefäßpflanzentaxa pro 16 m²) waren montane, regelmässig gemähte Wiesen, die offenbar niemals als Acker genutzt worden waren oder auch nicht intensiv beweidet wurden. Wiesen auf ehemaligen Ackerstandorten zeigten mit 52 Taxa einen mittleren Gäßpflanzenartenreichtum (Tab. 2) während Weiden des Violion caninae und Nardo-Agrostion am artenärmsten waren (45 bzw. 43 Taxa; Abb. 7). Diskussion: Ein direkter Vergleich unserer phytosoziologischen Einteilung mit bereits aus dem Untersuchungsgebiet publizierten Syntaxa wurde nicht vorgenommen, da die betreffenden ukrainischen Pflanzensoziologen einen anderen Klassifikationsansatz, eine andere Skala bei der Schätzung der De-ckungsgrade sowie grössere Aufnahmeflächen (100 m² bis ≥400 m²) verwendet haben. Mit dieser Methodik wurden in den letzten 10 Jahren die Vegetationstypen einiger Nationalparks und Naturschutzgebiete in den ukrainischen Karpaten pflanzensoziologisch klassifiziert (CHORNEY et al. 2005, KLIMUK et al. 2006, TOKARYUK et al. 2009, DERZHYPILSKY et al. 2011). Die Ergebnisse der Studien entsprechen jedoch nur teilweise unseren Einheiten. Schlussfolgerungen: Naturnahes Grasland bildet einen prägenden Bestandteil der Vegetation der Karpaten. Ihre größte Bedrohung sind Änderungen der traditionellen Landnutzung, vor allem aber die Aufgabe der Landnutzung überhaupt. In einigen Regionen ist Intensivierung (meist Überweidung) ein Problem wodurch die Diversität des Graslands erodiert und die Wiesen degradieren. Trotz dieser negativen Entwicklungen stellen die ukrainischen Karpaten für naturnahes Graslands immer noch eine naturschutzfachlich sehr wertvolle Region dar. Die Erkenntnisse dieser Studie sollen zur besseren Kenntnis und zum besseren Verständnis der unterschiedlichen Graslandtypen der Region beitragen.
Metadaten
Author:Iveta Škodová, Monika Janišová, Katarína Hegedüšová, Ljubov Borsukevych, Janka Smatanová, Roman Kish, Vladimír Píš
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-381825
DOI:https://doi.org/10.14471/2015.35.009
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:2015/09/23
Tag:Festuco-Brometea; Molinio-Arrhenatheretea; Nardetea strictae; environmental factors; grassland; management; species richness; vegetation classification
GND Keyword:Ostkarpaten; Grünlandgesellschaft
Volume:35
Page Number:26
First Page:355
Last Page:380
HeBIS-PPN:37118231X
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