Vergleichende Analyse des Standortfaktors Licht in einem dynamisierten Abschnitt der Donauaue bei Ingolstadt

Methodological comparisons of light measurements in a rehabilitated floodplain forest of the Danube near Ingolstadt

  • Das Monitoring von Ökosystemeigenschaften leistet einen wichtigen Beitrag zur Renaturierung von Ökosystemen. Dabei ist es entscheidend, nicht nur Vegetationsdaten, sondern auch Standortfaktoren, wie zum Beispiel Licht, direkt zu erfassen. Das Projekt "Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt" (Bayern) wurde mit der Zielsetzung implementiert, das typische Flutungsregime und die damit verbundenen Grundwasserschwankungen eines naturnahen Auwaldes wiederherzustellen. Ein Teilprojekt des darauf abgestimmten Monitoringprogramms konzentriert sich seit 2007 auf die Beobachtung von Vegetationsveränderungen an einem neu angelegten Umgehungsgewässer, die entlang von rechtwinklig zum Gewässer verlaufenden Transekten erfasst werden. Hierbei wurde der Standortfaktor Licht anhand der sogenannten "Wörlein-Skala" abgeschätzt. Das Ziel dieser Arbeit war es, eine quantitative Methode auf der Basis der digitalen Hemisphärenphotographie zu entwickeln, die genauere Ergebnisse als die Schätzung liefert und dabei zeitsparend und flexibel eingesetzt werden kann. Aufgrund der so erhobenen Daten sollten folgende Fragen beantwortet werden: (1) Liefert die Wörlein-Skala im Vergleich zu den Messdaten eine verlässliche Datengrundlage? (2) Stellen Ellenberg-Lichtzeigerwerte eine sinnvolle Alternative zur direkten Messung oder Schätzung des Standortfaktors Licht dar? In einer Vorstudie wurde die Vergleichbarkeit spezieller Kameraaufbauten unter verschiedenen Umweltbedingungen getestet. Die Bearbeitung der digitalen Photographien erfolgte mit dem Programm "SideLook" zur Schwellenwertermittlung und der Modellierungssoftware "Gap Light Analyzer". Die Prüfung der Verlässlichkeit der Wörlein-Skala und der Ellenberg-Zeigerwerte erfolgte anhand von induktiver Statistik. Der Methodenvergleich ergab deutliche Unterschiede in der Erfassung des Standortfaktors Licht im Auwald: Die Wörlein-Skala repräsentierte die aus den Photographien abgeleiteten Messwerte relativ gut, nur die Schätzungen für die schattigeren Bereiche waren weniger gut aufgelöst. Die Ellenberg-Lichtzeigerwerte korrelierten nur schwach mit den Messwerten sowohl bei logarithmischer Korrektur der Deckung, als auch bei Gewichtung entsprechend der Deckung der Pflanzenarten. Zusammenfassend erfüllt die digitale Hemisphärenphotographie die meisten Anforderungen an Messungen des Standortfaktors Licht. Die Wörlein-Skala kann als verlässliche Alternative betrachtet werden, solange ihr logarithmischer Verlauf entsprechend des Weber-Fechner`schen Gesetzes beachtet wird. Der Ellenberg-Zeigerwert eignet sich dagegen weniger zur Erfassung des Standortfaktors Licht in Auwaldgebieten.
  • Monitoring of ecosystem traits is an important element of ecological restoration. Thus, it is crucial not only to assess vegetation data but also direct ecological factors such as light. The project "Restoration of the Danube Floodplain between Neuburg and Ingolstadt" (Bavaria) was initiated to restore the typical flooding regime and groundwater fluctuations of a near-natural floodplain forest. One monitoring scheme is focusing on vegetation change along transects perpendicular to a new bypass river since 2007. Here the ecological factor light was estimated using the "Wörlein scale". The overall aim of the work was to test the reliability of this method in comparison with digital hemispherical photography which is known to deliver quantitative data. The specific questions were (1) whether or not estimates based on the Wörlein scale are correlated with results of digital hemispherical photography, and (2) if Ellenberg indicator values would represent a useful alternative to the direct measurement or estimation of the ecological factor light in a floodplain environment. A number of specifically designed devices were employed to produce the hemispherical photo-graphs under difficult conditions in the floodplain forest. Data processing was done with the programs "SideLook" for thresholding, and "Gap Light Analyzer" for modeling. Inferential statistical analyses were carried out to check the reliability of the Wörlein scale and Ellenberg indicator values. The results revealed considerable differences among the three methods. The results based on the Wörlein scale were closely related to the photographic measurements, although the resolution under low light conditions was rather poor. Ellenberg indicator values were only weakly correlated with the measured values across a wide range of the dataset, both with logarithmic and pure cover abundance correction. We conclude that digital hemispherical photography is a relatively quick and flexible method for measuring light as ecological factor. The Wörlein scale also seems to be robust and reliable, although the logarithmic quality of light estimates due to the Weber-Fechner law has to be taken into account. Ellenberg indicator values are not recommended for describing the light climate in a floodplain forest.

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Metadaten
Author:Matthias Riedel, André Schwab, Johannes Kollmann
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-354908
ISSN:0722-494X
Parent Title (Multiple languages):Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft
Document Type:Article
Language:German
Date of Publication (online):2014/10/26
Year of first Publication:2013
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2014/10/26
Tag:Ellenberg indicator value; Gap Light Analyzer; SideLook; Wörlein scale; hemispherical photography; photosynthetic active radiation
Volume:33
Page Number:21
First Page:111
Last Page:131
HeBIS-PPN:366681931
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 33 (2013)
Journal:urn:nbn:de:hebis:30:3-302443
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht