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Highlights
• Floating ability facilitates water dispersal.
• Hydrochorous seed dispersal is more effective than wind dispersal.
• Storage in water induced germination rate.
Abstract
In many Central European countries Fraxinus pennsylvanica is an invasive species that spreads rapidly in floodplain forests. The aim of this study was to analyse anemochorous and hydrochorous dispersal distances and to compare the findings with dispersal data for the native Fraxinus excelsior. A simulation revealed that wind dispersal distances are similar for both species, reaching to 120–250 m. By contrast, the mean floating time (50% floating samaras) measured in an experiment was 2 days in the case of F. pennsylvanica and 0.5 days for F. excelsior. This high floating ability facilitates water dispersal over several kilometres in both species, but for the invasive species the modelled mean dispersal distance was 3.7 times higher. A germination test of F. pennsylvanica seeds revealed that the rate, onset and speed of germination increase with the duration of the inundation. After a maximum storage time in water of about 15 days the germination rate amounts to 78%, which was higher than the germination rate of seeds without storage in water (53%). We also found that regeneration was enhanced in flooded areas. Hydrochory, therefore, may be viewed as an important factor explaining the successful invasion of F. pennsylvanica in floodplain forests in Central Europe.
Verglichen mit Laubwaldgesellschaften sind Langzeitstudien über Waldkiefern-Bestände (Pinus sylvestris L.) in Mitteleuropa selten und die Sukzessionsdynamik von Kiefernwäldern wurden in dieser Region bisher kaum untersucht. Obwohl es sich um den am stärksten von Feuern betroffenen Waldtyp in Mitteleuropa handelt, liegen lediglich wenige Daten zu den Auswirkungen von Bränden auf die Vegetation von mitteleuropäischen Kiefernwäldern vor. Außerdem sind Kiefernwälder in besonders hohem Maße von Eutrophierung betroffen, die starke Veränderungen in der Vegetation verursachen können. In der vorliegenden Studie wurden naturnahe, waldbrandbeeinflusste Kiefernwälder (Leucobryo-Pinetum) im Nationalpark Sächsische Schweiz (Sachsen, Deutschland) untersucht. Dauerbeobachtungsflächen wurden mit bis zu vier Wiederholungen von Vegetationsaufnahmen seit 1963 untersucht. Gemäß den einzelnen Waldbrandereignissen und dem Jahr der Flächeneinrichtung wurden drei Zeitreihen analysiert. (A: 1963-2012, Feuer: 1948/1953); B: 2002-2014, Feuer: 1993; C: 2002-2014, Feuer: 2000), Hierbei wurden unerwartet geringe Veränderungen der Pflanzendiversität und des Artenspektrums der Vegetation gefunden. Nur wenige Arten wurden kurzzeitig durch Waldbrände gefördert, und lediglich einzelne Arten zeigten signifikante Veränderungen in ihren Deckungsgraden in Abhängigkeit vom Waldbrandereignis. Nitrophyten fehlten weitgehend. Offenbar liegen die lokalen Stickstoff-Depositionsraten noch deutlich unter den für einen Vegetationswandel kritischen Werten. Verglichen mit Kiefernforsten und durch traditionelle Nutzung entstandenen Kiefernwäldern stellen naturnahe Bestände des Leucobryo-Pinetum einen relativ stabilen Waldtyp dar, der nur wenig von Waldbränden beeinflusst wird und langfristig nur einer trägen Sukzession unterliegt.