Diasporenbankanalyse zum Nachweis gefährdeter Segetalarten auf ehemaligen Ackerstandorten : Keimlingsauflaufverfahren versus Freilandauflaufverfahren

Seed-bank analysis to detect endangered weed species on former arable fields : seedling-emergence method versus seed-bank activation in the field

  • Im Rahmen des DBU-Projekts „100 Äcker für die Vielfalt“ für den Schutz heimischer Ackerwildkrautvegetation wurden im Osten von Brandenburg sieben potenzielle Schutzackerflächen untersucht. Auf den sandigen bis lehmigen, z. T. basen- und kalkreichen Brachen oder Grünlandstandorten in Hanglage, die seit 2, 20 oder 50 Jahren nicht mehr ackerbaulich genutzt werden, wuchsen zur Zeit der Ackernutzung gefährdete Segetalarten wie Agrostemma githago, Arnoseris minima, Nigella arvensis und Stachys annua. Um herauszufinden, ob die genannten Arten noch in der Diasporenbank präsent sind, wurden Bodenproben in je drei Plots je Untersuchungsfläche entnommen und im Keimlingsauflaufverfahren (KAV) im Botanischen Garten analysiert. In einem zweiten Versuchsansatz – dem Freilandauflaufverfahren (FAV) – wurde der Boden kleinflächig (16 m²) im Bereich der Bodenprobenahmen umgebrochen. Bislang gibt es nur wenige Studien, die entsprechende Methoden verglichen haben. Auf den Flächen im Freiland konnten – auch bei langjähriger Brache – zwischen 21 und 47 Segetalarten nachgewiesen werden, darunter sieben der acht der gesuchten gefährdeten Arten (Zielarten). Es ist jedoch zweifelhaft, ob alle nachgewiesenen Arten seit der Stilllegung als Samen überdauert haben. Funde in Vegetationslücken und auf Wildschweinwühlstellen weisen darauf hin, dass einige Segetalarten fortwährend reproduktiv gewesen sein könnten. Durch das KAV konnte meist nur ein Nachweis der häufigen, nicht gefährdeten Arten erbracht werden, die vielfach auch auf Äckern verbreitet sind. Prozentual lag der Anteil der Therophyten höher als beim FAV (im Mittel 53% vs. 45%). Insgesamt wurden durch das KAV nur etwa zwei Drittel des Artenspektrums des FAVs erfasst (108 vs. 152 Arten). Dennoch waren auch einige Arten nur beim KAV aufgelaufen, vermutlich aufgrund des veränderten Mikroklimas und abweichender Bodenverhältnisse am Keimschalenstandort. Für die Suche nach seltenen Arten ist das FAV generell besser geeignet, da hier der Diasporenvorrat auf einer vergleichsweise großen Fläche aktiviert wird und somit auch Arten mit individuenarmer Diasporenbank regelmäßig erfasst werden. Die geringe Wahrscheinlichkeit, Arten beim KAV aufzufinden, resultiert darüber hinaus aus der räumlichen Variabilität der Verteilung der Diasporen als Folge limitierter Ausbreitung von der Mutterpflanze und kleinräumig variierender Standortbedingungen. Diese Variabilität begründet auch, warum die Artenspektren beim KAV innerhalb einer Untersuchungsfläche größere Unterschiede aufwiesen als beim FAV. Da sich manche der untersuchten ehemaligen Ackerstandorte bereits zu artenreichen Trockenrasen entwickeln, wird nicht empfohlen, diese wieder in Ackernutzung zu nehmen. Durch kleinflächiges Umbrechen könnten jedoch die Zielarten beider Habitate gefördert werden; eine höhere Artendiversität wäre die Folge.
  • Within the DBU-project “100 Äcker für die Vielfalt”, for the protection of native weed communities, seven potential sites of “conservation fields” were studied in Eastern Brandenburg (Germany). These were fallow fields or grasslands which had not been used as arable fields for 2, 20 or 50 years. On the sites on slopes with sandy to loamy soils, which were partly rich in bases and calcium carbonate, endangered weed species like Agrostemma githago, Arnoseris minima, Nigella arvensis, and Stachys annua have been observed during former periods of agriculture. To test whether these plant species are still present in the seed bank, soil samples were taken in three plots per site and the seed bank was analysed using the seedling-emergence method in trays in a common garden. In a second approach – seed-bank activation in the field – the soil was ploughed on 16-m2 plots where the soil samples had been taken. Until now, only very few studies have compared these two methods. On the ploughed sites between 21 and 47 weed species, including seven of the eight endangered target species, were detected even after long-lasting abandonment. However, it is doubtful whether the seeds of all detected species originated from the last period of cultivation. Single occurrences in vegetation gaps or rooting places of wild boar suggest that some weed species have been able to survive in small populations. Using the seedling-emergence method mainly abundant, not endangered plant species were detected. The percentage of therophytes was higher in the seedling-emergence study than in the field approach (mean 53% vs. 45%). Here only two thirds of the species detected in the field approach have been found (108 vs. 152). However, some species appeared only in the seedling-emergence experiment, probably due to different microclimatic and soil conditions during the trial. For the detection of rare species, the field approach is generally more appropriate, since the seed bank is activated on a relatively large area and thus the probability of detecting even rare species is much higher. Moreover, the low probability of finding certain species using the seedling-emergence method results from the spatial variability of the seed distribution in the soil, since most seeds are deposited close to the mother plant. This, together with small-scale heterogeneity of site conditions, also accounts for the differences in species composition between the two methods. As some of the studied sites are currently developing into species-rich dry grasslands, we do not recommend resuming utilization as arable fields. However, small-scale ploughing may support target species of both habitat types and thus enhance plant species diversity.

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Metadaten
Author:Christine Kurtz, Thilo Heinken
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-326334
ISSN:0722-494X
Parent Title (German):Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft
Document Type:Article
Language:German
Date of first Publication:2011/01/21
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2014/08/27
Tag:arable weeds; diaspore bank; restoration ecology; short-term persistent; spatial seed distribution
Volume:31
Page Number:22
First Page:105
Last Page:126
HeBIS-PPN:366043072
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 31 (2011)
Journal:urn:nbn:de:hebis:30:3-303985
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht